视涯 Micro OLED 近况交流-学习材料- 20240105

【核心要点】： Micro OLED产业链及供应商： 1)硅基IC设计与制造：IC设计厂一般是联咏、瑞鼎、集创北方，晶圆代工厂是台积电、。光刻方案需要使用曝光机、涂胶机、刻蚀机和显影机等设备。曝光机一般由、供应，涂胶机一般由日本的东电电子TEL和东丽等供应，而国内可以供应刻蚀机等设备。 视涯Micro OLED近况交流–学习材料 【核心要点】： Micro OLED产业链及供应商： 1)硅基IC设计与制造：IC设计厂一般是联咏、瑞鼎、集创北方，晶圆代工厂是台积电、。光刻方案需要使用曝光机、涂胶机、刻蚀机和显影机等设备。曝光机一般由、供应，涂胶机一般由日本的东电电子TEL和东丽等供应，而国内可以供应刻蚀机等设备。 2) OLED制程：蒸镀机是设备投资里面单体价值最大的，一台蒸镀机的投资需要超过2个亿。蒸镀机一般由日韩的厂商供应，例如Tokki、SUNIC和YAS等。 3) OLED封装制程：封装段用到的设备包括PECVD和ALD等，这些设备一般由国外厂商供应。 4) CF制程：使用光刻技术，设备与阳极制造设备类似。 5)切割与贴片、模组测试：厂商包括、易天、和，一条产线线FPC和偏光片贴合设备加起来价值量不到5000万。 Micro OLED生产厂商及产能：索尼1条线，京东方2条线，视涯1条线，在建2条线 1)国外：索尼是供应了市场上超过50%的Micro OLED产品。有一条12寸的量产线，月产能为10k。三星正在研发尚未量产，LG进度较慢还在设备阶段。 2)国内：京东方目前有一条8寸的研发线和一条12寸的量产线。12寸量产线月产能为10k，目前处于良率爬坡阶段。视涯目前有一条12寸的量产线，月产能约为9k，明年9月份将拥有两条生产线，月产能为18k。昆山梦显、熙泰、湖畔正在进行8寸的研发线建设，没有量产。 关于视涯科技Micro OLED产品： 1)良率：40%-50%，良率提升取决于电路良率和蒸镀/封装良率。随着量产蒸镀/封装良率每年可以提升10%左右。电路良率大概60%-70%，提升较难。 2)在苹果的份额分配：取决于索尼，第一看明年MR的销量，第二看索尼的供应能力，索尼的供应缺口会由具备产能，且跟苹果存在合作关系的厂商来填补。 1、AR/VR显示方案介绍？ 目前用于AR/VR显示的方案有四种：Fast-LCD、Mini LED、Micro OLED和Micro LED。 Fast-LCD和Mini LED本质上都属于LCD方案，它们都是被动发光需要发光源。Mini LED相对于Fast-LCD的优势在于可以做更多的背光分区，来提高产品的对比度。一般Fast-LCD是5000：1，相对较低，Mini LED做了更多的背光分区以后，分辨率可以到1-10万：1。Fast-LCD有背光源，背光源是常亮的所以功耗相对OLED要高40%-60%，Micro OLED的对比度在10-100万：1。 Micro OLED技术是以单晶硅芯片为基底，以CMOS为驱动，以通过在硅晶圆上沉积红、绿、蓝有机材料的微显示技术。不同于传统的AMOLED显示技术，其是以单晶硅作为驱动背板而制作的OLED显示器件，利用成熟的CMOS工艺，将传统外置邦定的显示芯片集成在硅基背板中，像素尺寸为传统显示器件的1/10。Micro OLED拥有更高的像素密度(PPI)，能够让显示器更轻薄短小、耗电量更少，特别适用于AR、VR等显示穿戴式设备。Micro OLED的缺点是显示材料是有机材料，对水和氧比较敏感，导致器件寿命较短，所以就引出了Micro LED。 Micro LED是无机材料，理论上寿命和亮度比Micro OLED的要高。Micro LED精度尺寸小于100μm，Mini LED的晶粒尺寸一般在300μm左右。当晶粒尺寸从Mini LED级别（300μm）降低到Micro LED级别（100μm）时，如果进一步做到3000 PPI的分辨率，像素大小约为10μm。然而，当像素大小达到10μm时，Micro LED的晶粒亮度会发生急剧衰减，而且RGB三种颜色的衰减比例并不相同，红光衰减更为剧烈。因此实现全彩的Micro LED方案非常困难，目前仍处于实验室研究阶段，这是亮度问题。第二个问题是巨量转移。Micro LED是通过MOCVD外延生长方式在蓝宝石衬底上生长出来的，需要通过巨量转移技术将晶粒从蓝宝石衬底转移到硅基板电路上。对于高分辨率显示器，例如3000 PPI的显示器，其像素数量一般为3000×3800×3个子像素，即超过1000万个像素。实现如此大规模的巨量转移，良率要求非常高。尽管目前巨量转移的良率达到99.99%，但对于1000多万个像素来说，仍然会产生大约几千个坏点，这在显示器上是无法接受的。因此，由于巨量转移和尺寸微缩化后亮度衰减比例不匹配的问题，导致目前全彩方案无法实现量产。目前量产的Micro LED一般都是单色绿色的产品。综合来看Micro OLED是目前AR/VR最佳的显示方案。 2、AR/VR显示的核心参数有哪些？ FOV视场角：视场角决定了视野的大小和VR设备的沉浸感，为了保证达到深度沉浸的效果，对VR的FOV要求一般做到大于90度，一般的设备也都有标称比如单眼±45度。FOV由光机方案来决定，Fast-LCD一般用的是棱镜方案，Micro OLED一般搭配Pancake透镜，Micro LED一般是光波导。 清晰度的核心指标-PPD：传统显示器清晰度通常用分辨率PPI来衡量，PPD的定义是每一度视场角下的分辨率，比如PPI是3000，视场角是100，PPD就是30。PPD跟纱窗效应相关，PPD越高，纱窗效应越不明显。对于近眼显示来说，如果要完全消除纱窗效应，PPD要大于30。 余晖效应：通俗称之为延时，即画面切换时产生的眩晕感。为了降低这种眩晕感，需要降低延时。延时是由两部分组成的：一部分是帧间延时，即两帧画面之间产生的延时；另一部分是帧内延时，即在一帧画面内部产生的延时。为了降低眩晕感，对延迟的要求一般是小于20毫秒。在这20毫秒的延时中，包括显示部分的延时、传感器传递的延时以及计算部分的延时等。其中，显示部分的延时占到了60%，因此对显示的延时要求一般是小于12毫秒，可以得出显示器刷新率的要求要大于90赫兹。 3、Micro OLED的工艺路线？ Micro OLED结合了成熟的集成电路CMOS技术与OLED技术，采用了CMOS技术中的光刻、CMP等工艺和OLED技术中的真空蒸镀技术工艺。Micro OLED器件工艺制程主要包含了四个环节： 硅基IC设计与制造：主要涉及集成电路的设计和制造分别由IC设计团队和晶圆厂完成。 OLED制程：主要包括OLED微腔顶发射技术，阳极材料技术，全彩化技术等。 OLED封装制程：通过PECVD和ALD设备制作Micro OLED薄膜封装，以达到阻挡水分子、氧气分子的作用，成膜质量关系到整个OLED微型显示器的寿命和良品率。 CF制程：通过IJP(喷墨印刷，Ink Jet Printing)有机彩色滤光材料，进行曝光显影制作硅基OLED所需的三基色(R、G、B)图形，完成彩色化工艺，主要包括涂胶、光刻、显影和烘干4个工序。 4、像素驱动电路DDIC设计难度具体体现在哪里？ DDIC需要大量的补偿电路。像素尺寸较小时，每个像素所需的驱动电流也会相应减小。例如，如果电流精度为1毫安，实际需要的电流精度是0.5毫安，需要使用补偿电路来对信号进行放大，以确保每个像素能够获得准确且一致的电流。就像在近距离能够清晰地看到红绿灯而在远处就看不清楚。目前这个环节，索尼是自己在做，视涯一般找DDIC的设计厂商如联咏、瑞鼎、集创北方。一般是先出设计方案，再由晶圆厂代工，最后晶圆厂把电路什么的都制造完成以后再卖给面板厂。最后一张硅基板卖过来的成本是小几千美金，它是12寸的，切割的数量取决于切割的尺寸，切1.4寸的大概可以切50个（不算良率）。现在电路的良率相对来说比较低，大概是60%-70%。 PS：按基板价格1000美金、60%良率测算，单个1.4寸小基板成本33美金（1000/50*30%） 5、AR/VR市场规模及前景？ 2022年AR/VR市场的出货量大约为1000万台。根据IDC预测2023年至2027年期间，年复合增长率预计为33%。但实际上2023年AR/VR市场几乎没有增长，出货量甚至可能低于1000万台。2024年的增长将取决于苹果能够带动市场的程度。在1000万台AR/VR市场中，Micro OLED产品渗透率约为10%-20%，其中大部分来自索尼。目前这100万到200万台的销售额约为13亿美元，预计在2024年这个数字会因为苹果翻倍。 6、AR/VR产业链？ VRAR产业链主要包括终端品牌商（苹果、Meta、华为、Pico），OEM/ODM厂商（歌尔、立讯精密），芯片/光学/显示部件供应商。芯片除了苹果是用自己的芯片，其他都是高通芯片。光机一般有Pancake方案、Birdbath方案和光波导。 7、Micro OLED产业链情况？各环节主要供应商？ Micro OLED产业链上游主要是晶圆代工厂以及IC设计厂。IC设计厂一般是联咏、瑞鼎、集创北方，晶圆代工厂一般是、。制造环节如下： 阳极制造：阳极制造包括两部分，分别是阳极的ito层和阳极的隔离层。这个过程使用光刻方案，涉及到的设备包括曝光机、涂胶机、刻蚀机和显影机。曝光机一般由日本的厂商供应，例如、，涂胶机一般由日本的东电电子TEL和东丽等。国内可以供应刻蚀机等。 OLED段：OLED段主要使用蒸镀机，12寸的设备产线产能为9k。蒸镀机是整个设备投资里面单体价值最大的，一台蒸镀机的投资需要超过2个亿。蒸镀机一般由日韩的厂商供应，例如Tokki、SUNIC和YAS等。 封装段：封装段用到的设备包括PECVD和ALD等，这些设备一般由国外厂商供应。 CF段：这段使用光刻技术，用到的设备与阳极制造设备类似。为了保护CF膜，需要进行贴层保护。最后进行切割与贴片、模组测试，测试阶段包括电学检测和光学检测。 8、Micro OLED国内外厂商情况？ Micro OLED国外的厂商主要是索尼，市场上大概超过50%的Micro OLED产品都是由索尼供应。索尼有一条12寸的量产线，月产能大概是10k。此外还有三星收购的VRB公司，三星目前处于研发阶段。LG进度相对于三星更慢一些，目前可能还在进设备阶段。 国内京东方目前有一条8寸的研发线和一条12寸的量产线。12寸量产线月产能为10k，目前处于良率爬坡阶段。原本在云南昆明规划了三条12寸的量产线，但最近两个月基于市场情况，公告剩下的两条线暂时不投了。 视涯目前有一条12寸的量产线，月产能约为9k，已经量产两年多了。基于对市场的判断，视涯在今年6月份又下单了一台12寸蒸镀机的量产线，明年6月份搬入，明年9月份大概可以量产，届时将拥有两条生产线，月产能为18k。 昆山梦显在2023年购进了一条8寸的研发线，目前还处于研发阶段。熙泰和湖畔这两家先做8寸的研发线再做12寸的量产线，目前处在8寸研发线的搬入阶段，没有量产。除了这两家，还有奥雷德和国兆光电这两家已经量产，但是这两家量产的产品是给军方供货，一般供的都是单色产品，单色产品跟消费级的全彩产品是在两个维度，所以他们短时间想切到消费级市场可能性不是很大。芯视佳、睿显等目前都处在产业规划过程中。总体来看，除了视涯和，其他厂商都处在研发或者产线建设过程中。 国内这么多厂商建Micro OLED产线的一个原因是Micro OLED的产线投资比较低，12寸10k的产线的投资额大概是10亿。 9、视涯良率情况？ 视涯良率差不多在40%-50%。良率提升的曲线取决于两个因素：电路良率和蒸镀/封装良率。随着量产的进行，蒸镀/封装的良率可以得到提升，大约每年可以提升10%左右。然而电路良率的提升并不那么容易，难点主要在于设计。索尼良率没有明显优势，