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电子行业深度报告:Mini LED背光方案推广,覆铜板与PCB环节受益

电子设备2022-01-11刘翔、林承瑜开源证券球***
电子行业深度报告:Mini LED背光方案推广,覆铜板与PCB环节受益

MiniLED背光:规模化商用正当时,COB方案成主流 MiniLED背光技术逐步成熟,行业驶入快车道。采用Mini LED背光的LCD,可以大幅提升现有的液晶画面效果,同时成本相对比较容易控制,有望成为市场的主流。终端厂商自2021年起陆续推出MiniLED背光产品,为全产业链注入新鲜活力,根据LEDinside预测,2023年MiniLED背光产品市场规模将超过10亿美元。其中,背光显示领域存在COB(即晶片直接打件到PCB)、COG(晶片打件至玻璃基板)等技术路径的分歧,当前来看COB方案是量产的主流路径,不仅取消了LED支架,而且更具价格优势。 MiniLED背光COB方案推广,覆铜板与PCB环节受益 MiniLED背光COB方案推动覆铜板与PCB环节迎来产品进阶机遇。覆铜板环节,MiniLED背光对覆铜板的反射率、玻璃化温度、耐紫外线变色性及耐热变色性、散热性等指标提出更高要求。针对不同终端电子设备的MiniLED应用,覆铜板厂商提供差异化的解决方案,包括类BT载板、中高Tg无卤材料及传统FR-4材料等,我们测算2022年市场空间将达到79.7亿元,YoY+129.1%,高端显示用覆铜板材料项目的投入产出比约为2.3~4.3。PCB环节,Mini-LED采用COB封装对电路板的平整性要求极高,阻焊及表面处理是核心的工艺壁垒,供应厂商推出HDI及多层PCB方案,我们预计2022年Mini LED背光PCB的市场规模将达到159.8亿元,HDI方案项目投入产出比约为1:0.8。 行业展望:Mini-LED COB方案是覆铜板与PCB厂商产品进阶的跳板 覆铜板环节,Mini-LED用的类BT载板将提升厂商产品组合的综合净利率,未来2~3年随着新进厂商加入,利润率将回归至常规产品的利润中枢。长远来看,覆铜板厂商有望凭借Mini-LED类BT材料的配方,逐步提升产品性能,进阶发展至IC封装基板所用的BT材料。PCB环节,HDI方案有望推广至各类型的产品;从供应商结构看,海外客户供应链体系相对封闭,而内资厂商将借助下游国内Mini LED背光产品的扩容机遇,补齐HDI国产化率低的短板。 投资建议 我们建议关注两个环节的受益标的,覆铜板环节:(1)生益科技:类BT的白色覆铜板材料导入消费电子头部客户,产品进入批量量产阶段,(2)南亚新材:布局高端显示材料产能,伴随新产品量产盈利水平有望攀升。PCB环节:(1)鹏鼎控股:消费电子头部客户MiniLED HDI方案产品供应商,(2)奥士康:韩系客户Mini-LED多层板方案供应商,有望借助Mini-LED市场快速增长消化产能。 风险提示:厂商良率不及预期导致成本高企、COG方案替代COB方案、Mini-LED需求不及预期、行业竞争激烈导致价格快速下行。 1、MiniLED背光:规模化商用正当时,COB方案成主流 1.1、Mini LED背光技术逐步成熟,行业进入快速渗透期 MiniLED背光是当前Micro LED直显存在技术瓶颈的过渡态。Mini LED目前主要用于LCD背光源,从性能上看,Mini LED背光显示能够以全矩阵式的方式进行分区调光,如低分辨率的黑白画面,强化显示画面的高对比度以及高分辨率,达到HDR效果,同时Mini LED的芯片尺寸又持续缩小,能增加控光区域,让画面更加细致,显示效果和厚度接近OLED,且具有省电功能。此外,由于具有异型切割特性,搭配软性基板亦可达成高曲面背光的形式,可以用于生产曲面屏。从量产上看,相比Micro LED,Mini LED技术难度更低,更容易实现量产。 表1:MiniLED背光可以作为LCD的升级技术与OLED抗衡 受制于成本因素及差异化消费需求,MiniLED背光产品率先在中高端细分市场中突围。随着MiniLED技术的逐步成熟、成本的下降,终端厂商纷纷导入Mini LED背光产品。2020年10月22日,TCL发布了全球首款基于IGZO玻璃基板的主动式Mini-LED142寸显示屏,小米、康佳等厂商也已发布Mini LED背光产品,三星、LG、长虹等2021年来均推出了此类产品,平板方面,苹果2021Q1发布了12.9寸的Mini LED背光iPad Pro。根据LEDinside预测,2023年MiniLED背光产品市场规模有望超过10亿美元。 图1:2023年MiniLED市场规模有望超过10亿美元(单位:百万美元) 1.2、MiniLED背光产业链蓬勃发展,COB方案是当下主流技术路径 Mini LED背光商业化的启动为全产业链注入新鲜活力。由于Mini LED市场发展向好,LED上中下游企业纷纷布局,设备、芯片、封装、背光模组、面板、终端品牌厂商都对该技术投入了大量的资金与精力,以求取得先机,占领行业制高点,这也推动了Mini LED产业驶入快速成长的车道。 图2:Mini LED商业化的启动为整个产业链注入新鲜活力 Mini-LED背光显示领域存在技术分歧,COB是当下主流的解决方案,未来COG方案有望取代COB。根据LED工艺及打件工艺,可分为四种方案类型,包括COB(Chip On Board,晶片直接打件到PCB)、COG(ChipOn Glass,晶片打件至玻璃基板)、NCSP(Near ChipScale Package,介于COB与POB之间,在高阶TV多分区和薄型化方面优于POB,可实现五面发光)、POB(Package On Board,无光学透镜,Mini LED采用点凸胶或透明支架等方式减少LED灯珠数量并降低成本)。其中,COB是当下主流的解决方案,取消了LED支架,更具有价格优势,缺点是打件效率较低。 COG方案相较于COB更具性能优势:(1)由于设备精度高、打件隧道宽,因而能够完成更大尺寸的灯板,并可支持万级分区;(2)生产组装效率也高于COB方案。京东方与华星光电联手推动COG方案,量产玻璃基板、助力成本下降。COG方案短期受制于生产成本高企,未来规模化量产后,有望晋升为主流方案。 表2:COB与COG是MiniLED主要的实现方案 图3:COB是目前Mini LED背光主流的实现方案 2、MiniLED背光COB方案推广,覆铜板与PCB环节受益 2.1、覆铜板:向BT载板基材演进,迎来产品进阶机遇 Mini-LED覆铜板的工艺难度在于高反射率及耐高热辐射,对覆铜板的材料体系都有不同的要求。Mini-LED材料有四大特殊的性能要求:(1)高反射率:为了确保LED发光效果,需要覆铜板具有高反射的特点,使得Mini-LED的基板材料外观呈白色,白色覆铜板在可见光区域表面的白度与光反射率成正比,需要在原有的树脂体系中增加白色颜料、荧光剂、防氧化剂等助剂,通常采用二氧化钛作为白色颜料;(2)高玻璃化温度(Tg):玻璃化温度是基板保持刚性的最高温度,传统FR-4的Tg值为130℃,而Mini-LED覆铜板的Tg值达到180℃以上;(3)耐紫外线变色性及耐热变色性:由于高热辐射通常会导致基板表面明显变色,会影响覆铜板的反射率,因而需要将原有的树脂体系改为脂肪族环氧树脂;(4)散热性:Mini-LED通常具有大功率、高亮度的特点,会导致单位面积产生高热量,进而会影响LED元件的发光效率及发光寿命,因而需要相关的覆铜板材料具有良好的散热性。 表3:Mini-LED覆铜板配方变化 针对不同终端电子设备的Mini-LED应用,覆铜板厂商提供差异化的解决方案。从终端设备尺寸来看,主要有三类解决方案:(1)类BT载板解决方案(白色覆铜板方案):方案采用BT树脂(与IC封装基板材料配方类似),面向32寸以下屏相关产品,针对HDI方案的PCB,壁垒高、单价高,头部消费电子终端厂商批量化应用; (2)中高Tg无卤材料:主要应用于75英寸以上的Mini-LED背光类电视,价格相较于传统FR-4覆铜板有一定的溢价;(3)传统FR-4材料:应用于110英寸以上直显类设备。 表4:覆铜板厂商针对不同Mini-LED背光设备提供差异化解决方案 Mini-LED背光电视渗透率快速提升带动相关覆铜板市场快速扩容,预计2022年市场空间有望同比实现翻倍增长。传统侧光式LED背光转为Mini-LED背光后,Mini-LED方案下覆铜板及PCB用量增加,表面积尺寸与设备屏幕尺寸相当,我们假设背光电视、显示器和笔记本电脑、平板电脑单设备屏幕平均面积为1.1/0.21/0.08平米(对应55寸/24寸/12寸),单台设备采用2层覆铜板(对应6层PCB),预计2021-2022年Mini-LED覆铜板平均单价为300元/平米,2023年后每年价格下降5%,对应2021-2025年覆铜板用量为1160/2657/4076/5006/5834万平米,市场规模分别为34.8/79.7/116.2/135.5/150.1亿元,其中2022年是市场扩容最快的年份,同比增长达到129.1%。 表5:预计2022年Mini-LED覆铜板市场空间翻倍 内资厂商中仅有一家实现批量化供应,其余厂商仍处于验证或小试阶段。日本三菱瓦斯善于开发BT树脂为主的材料,可应用于IC载板和Mini-LED领域,针对不同的应用领域开发出五款细分产品。生益科技开发的BT树脂-玻纤布基白色CCL,属于高耐热性白色覆铜板品种,覆铜板牌号WLM1是一款白色LED用可见光高反射率材料,采用无铅兼容无卤的配方工艺,可实现在热处理和光线照射后不变色,目前已实现为北美大客户批量供应材料。 表6:生益科技已实现mini-LED类BT载板方案的国产化替代 南亚新材顺应Mini-LED产业发展趋势,预计将成为新进供应商。技术研发层面,公司针对Mini-LED产品开发两类相关配方,一类是采用高导热配方技术,应用于大功率LED产品,另一类是IC封装配方技术,即BT载板技术,可用于小尺寸方案。 生产层面,公司用于消费电子的FR-4.0型高导热覆铜板也已进入小试阶段,可以广泛应用于高亮度LED照明、LED背光板等领域,处于国内领先水平,预计将导入韩系客户供应链。 表7:南亚新材开发用于Mini-LED产品的覆铜板配方工艺 高端显示用覆铜板材料项目投入产出比在2.3~4.3,为厂商进阶生产IC载板用的覆铜板材料打下铺垫。公司公告拟以自有资金7.8亿元投资建设年产1500万平米高端显示技术用高性能覆铜板智能工厂项目,项目拟建设周期为18个月(由2021年9月至2023年2月),该项目面向江西N6工厂扩产,针对MiniLED等高端显示应用推出HDI、IC基板材料,在细分领域实现国产替代。我们对南亚新材高端显示覆铜板的平均单价进行不同情形的假设,测算项目投入产出比(年营业收入/投资额)在2.3~4.3之间。由于类BT材料的Mini-LED覆铜板与IC封装基板用的覆铜板工艺相似,但批量化效应显著,覆铜板厂商可通过Mini-LED覆铜板量产的过程,积累配方研发与生产经验,为进阶批量生产IC载板打下铺垫。 表8:测算南亚新材高端显示技术用高性能覆铜板工厂的投入产出比超过2.3 2.2、PCB:HDI与多层板方案双管齐下,难度在于阻焊环节 Mini-LED PCB工艺难度在于阻焊环节与表面处理环节。目前终端厂商有两类PCB解决方案:(1)北美客户:采用HDI方案;(2)韩系客户:采用低多层PCB方案。 部分厂商采用双面PCB方案,成品厚度严格控制在0.15±0.05 mm,由基板+铜箔+电镀铜+阻焊油墨+文字油墨5种材料加工而成,其中电镀铜厚度及阻焊油墨厚度影响成品厚度,因而阻焊难度高。下游厂商采用P0.7以下间距的Mini-LED,随着间距下降,PCB层数呈现增加的趋势。Mini-LED采用COB封装,对电路板的平整性要求极高,填平规格<1μm。 表9:随着Mini-LED间距下降PCB层数增加 Mini-LED背光PCB因方案不同导致均价差异,综合测算2022年市场规模有望达到159.8亿元。由于平板电脑主要用HDI方案,我们