OLED加速渗透,国内产能崛起,上游哪些企业未来可期?

智者先行 2023-08-19
5521 字丨阅读本文需 13 分钟

各消费电子头部企业技术加速迭代,带动OLED高端显示屏渗透率持续提升。现阶段我国OLED面板厂产能扩大、增加研发投入,积极攻克主要材料供应,OLED产业链的国产化进程有望加速推进。

一、OLED 市场扩大

我国是全球最大的消费电子商品市场,应用市场广阔。近年来,我国在显示产业投入不断增加,推动国产面板厂商的崛起,OLED行业市场规模持续增长。数据显示,2022年我国OLED市场规模约为2812.82亿元(393亿美元),同比增长6.2%。未来,随着智能终端用户不断增加和智能终端设备的更新迭代,预计2023年我国OLED市场规模将达3049.01亿美元。

OLED技术包括PMOLED和AMOLED,其中,AMOLED主要用于智能手机,并继续朝低功耗、低成本、大尺寸方向发展。随着产业技术的升级及市场需求的增长,AMOLED市场规模显著增长。数据显示,2022年全球AMOLED显示面板销售额约为455亿美元,同比增长8.3%,预计2023年可增至493亿美元。大尺寸OLED面板受制于良品率低、制造成本高等原因,预计短期内难以形成大规模渗透。

当前我国OLED面板行业本土厂商加速布局且产能持续释放,行业下游市场日渐丰富,涉及智能手机、电脑平板、电视、穿戴设备等多个领域。但由于技术还不是很成熟,OLED面板主要还是应用于智能手机。截至2022年,智能手机占OLED面板下游市场份额的73%,为最大的下游应用市场;其次是OLED电视,占比为19%,而电脑、平板、智能穿戴设备等领域应用还较少。

由于我国LCD发展较早,技术十分成熟,在智能手机应用较为常见,但随着OLED技术优势逐渐显现,色彩更丰富、对比度更高、能耗较低等体验感受到大众追捧,OLED面板在电子产品更新换代中备受厂商青睐,逐渐取代了手机领域的传统LCD屏。

2016年之前OLED面板下游应用主要在三星和LG的小批量高端手机,应用范围较受限。2017年iPhone X采用OLED面板之后,智能手机品牌旗舰机型开始规模化应用OLED面板。而随着OLED面板量产的实现,价格逐渐下降,中端手机机型也开始采用OLED面板。以近来厂商发布的多款千元机为例,如OPPO A1 Pro、 OPPO K10 Pro、Redmi Note12 Pro等,全部都采用国产OLED屏幕。OLED渗透率有所提升,2022年达47.7%,较上年增长5.7个百分点。

此外,OLED面板由于具有柔性显示特点,还可应用于车载显示、VR/AR、折叠屏等LCD无法涉及的领域,渗透空间较大,预计在2023年OLED渗透率有望达50.7%,赶超LCD。

二、国内产能崛起

近年来,随着我国OLED技术的不断提升和产能的持续释放,京东方、维信诺、和辉光电、华星光电、深天马等中国面板厂商已强势崛起。2021年,中国OLED产能达到13.6平方千米;2022年,中国OLED产能约为21.8平方千米;预计2023年我国OLED产能将达27平方千米。

OLED 显示器面板的快速增长得益于游戏显示器的需求上升。与传统 LCD 面板相比,OLED 面板可提供更清晰、更饱满的图像质量和更快的响应时间。2022年全球OLED显示器面板出货量达16万片,预计2023年将增长至80万片,到2026年出货量将实现277万片。

过去由于缺乏上游支持,国产OLED产业发展一度力不从心,韩国三星和LG占据了OLED大部分市场,高峰时一度占据了全球OLED面板市场超过92%的市场份额,几乎实现全面垄断。近些年在技术突破和政策支持下,国内京东方、维信诺、天马、和辉光电、华星光电等面板厂商开始奋力追赶,积极布局oled面板市场,OLED新产线不断增加。目前,京东方计划2022年将OLED面板产量扩大70%,三条柔性6代OLED线已建设完毕,其中,成都、绵阳产线均已实现量产,重庆产线正在产能爬坡阶段。除此之外,华星光电、深天马、维信诺、和辉光 电等主要面板厂商均已布局6代OLED产线并实现量产。

随着众多OLED生产线的投产,我国OLED面板产能迅速爬升,截至2022年达21.8平方千米,较上年增长60.3%。

当前国内新投产的产线主要为6代线,对日本和韩国投产的3.5至5.5代线有明显技术优势,因此全球近三年的OLED面板新增产能主要集中在中国大陆,月产能达 50万片,占比约为全球产能的71%;在新增产能前八的全球面板厂商中,中国企业占据6个席位。其中,京东方的新产线凭借新增产能19.2万片超过LG高居首位,占新增产能的27%;天马集团排名第三,新增产能为8.25万片;五至八名也均为国内面板厂商,占新产能的比重均在4%至6%之间。

三、国内上游企业大有可为

3.1、设备:OLED 产能转向国内,设备国产化率有望提升

AMOLED 制造环节可分为三段工序,阵列工程和有机蒸镀工程工艺更为复杂。 AMOLED 显示面板的制造环节可分为阵列工程、有机蒸镀工程、模组工程三段。 阵列工程主要是通过在基板上进行成膜、曝光、刻蚀等工艺,不断叠加不同图形 和不同材质的膜层,以形成低温多晶硅(LTPS)半导体薄膜晶体管驱动电路。有 机蒸镀工程主要是通过真空蒸镀技术,将有机发光材料和阴极材料等蒸镀在半导 体薄膜晶体管驱动电路上,形成发光器件。模组工程包括薄化工序和模组工序。 薄化工序将封装的刚性面板减薄,而模组工序则包括切割面板、面板测试、贴附 偏光片、绑定芯片和柔性印刷电路板(FPC),最后贴合盖板,形成全模组产品。 阵列工程和有机蒸镀工程包含众多复杂工艺,难度大于模组工程。

AMOLED 制程设备繁多,核心设备价值量大,目前主要由大陆以外厂商供应。 阵列工程的关键设备包括清洗机、离子注入机、镀膜机、涂布机、曝光机、显影 机以及刻蚀机等;有机蒸镀工程的关键设备包括蒸镀设备以及各类封装设备等; 模组工程的关键设备包括激光剥离设备、切割设备、贴合设备、绑定设备以及检 测设备等。OLED 行业属于重资产行业,上游设备投入在 OLED 产线投资中占比 高达 80%,主要关键设备由日本、韩国和中国台湾等国家和地区的公司生产提供。 其中阵列工程段中曝光机价值量最高,主要供应商为佳能、尼康;有机蒸镀工程 段中蒸镀机价值量最高,可占到产线投资的 35%,是整个面板生产过程中最核心 的设备,直接影响到产品良率和质量。一条 6 代线通常需要 3-4 台蒸镀机方能满 产,ULVAC 与三星成交的 8.5 代设备每台价格约在 6000 亿韩元。目前蒸镀机供 应商中 Tokki 为行业第一,ULVAC、Sunic System、欣奕华也分别得到各大面板厂 商的扶持。

随着 OLED 产能向国内转移,设备国产化率有望逐渐提高。核心设备方面,目前 阵列工程和有机蒸镀工程设备主要供应商为日本、韩国、美国等企业,中国大陆 企业由于缺乏相关的技术储备,短期内较难打开市场,主要以供应零部件为主, 如用于蒸镀设备的蒸发源。随着设备厂商加大研发投入和加强技术积累,未来中国大陆有望在蒸镀机等关键设备上实现突破,产业升级正不断推进。但在模组工 程设备上,国内企业与国外水平已经几乎相差无几,例如贴合绑定设备、检测设 备等。随着 OLED 下游渗透率提高和产能向国内转移,预计国内面板厂商将加大 设备投资,国产设备的订单量将进一步增长。根据 Omdia,FPD(含 OLED 和 LCD) 制造设备市场下滑趋势预计将在 2023 年触底,2024 年该市场有望以 153%的速度 反弹至 78 亿美元,2025 年 OLED 制造设备营收将显著大于 LCD 制造设备。

3.2、有机材料:国产替代正逢其时,国内厂商逐渐突破专利封锁

终端材料中的发光层材料是 OLED 的核心材料。OLED 材料可以分为前段材料和 模组材料。前段材料即阵列及蒸镀环节所用材料,主要包括玻璃基板、特殊气体、 靶材、光刻胶、蚀刻液、有机材料等;模组材料即模组加工环节所需材料,主要 包括驱动芯片、柔性印刷电路板、偏光片以及盖板玻璃等。终端材料指由化工原 料经过多道工序加工后可以直接蒸镀到基板上用于生产的有机材料,分为发光层 (EML)和通用层,其中通用层包括电子注入层(EIL)、电子传输层(ETL)、 空穴传输层(HTL)和空穴注入层(HIL)等。发光层材料是 OLED 终端材料的核 心部分,按照发光颜色可分为蓝光、红光和绿光材料,蓝光材料由于衰减速度快 成为影响 OLED 显示效果和使用寿命的关键材料。目前,发光层材料主要为第一 代荧光材料和第二代磷光材料,第三代发光技术热活化延迟荧光材料(TADF)尚 在研发中。根据Nano Market,OLED有机材料在手机OLED面板成本中占比23%, 其中发光层材料占比 12%,电子传输层、空穴传输层、空穴注入层材料分别占比 2%、6%、3%;电视等大尺寸 OLED 面板有机材料用量更大,发光层材料占面板 总成本高达 27%。

OLED 终端材料进口依赖度高,国产替代正逢其时。目前,全球蒸镀 OLED 材料 的专利主要掌握在韩、美、德和日等国家的企业手中,包括 UDC、陶氏化学、出 光兴产、Merck、SDI、LG 化学、SFC 和德山等知名企业。这些企业均已实现发光 层材料量产和全色显示。OLED 载流子注入和传输材料的生产也主要集中在韩、 日、德、美手中,包括德山金属、LG 化学、三星 SDI、日本东丽、保土谷化学、 默克、陶氏化学和 JNC 等。这些厂商经过多年发展,已经形成了较完整的产业链, 并且都有稳定的 OLED 前段材料供应商。2021 年国内 OLED 材料市场国产化率 约为 34%,但通用层材料国产化率仅为 12%左右,发光层材料国产化率则不足 5%。 目前,蒸镀 OLED 红绿蓝发光材料和载流子注入、传输材料严重依赖进口。如果 国外限制出口,将会引发国内新型显示产业危机,严重威胁新型显示产业的安全 发展。但同时,随着国内 OLED 面板产能高歌猛进,上游材料市场蕴藏着巨大发 展机遇。“危”“机”同在,国产替代正逢其时。

有机发光材料国内企业现阶段以中间体和单体粗品生产为主,终端材料逐渐突破 专利封锁。OLED 有机发光材料的生产流程分为三步:原材料合成中间体,加工 形成升华前材料,最后升华纯化得到 OLED 终端材料。第一步原材料经由化学合 成形成中间体,毛利率约为 10~20%,多为中国厂商供应,如奥来德、瑞联新材、 阿格蕾亚和万润股份等。第二步中间体合成升华前材料,主要由中国大陆厂商完 成。第三步通过升华单体粗品得到终端材料,纯度要求非常高,技术壁垒也较高, 其化学结构及制程、配方均为终端材料厂商的核心机密,技术和专利被垄断,毛 利率高达 60~70%。目前国内厂商还主要以生产中间体和升华前材料为主,部分厂 商逐渐突破海外专利技术屏障,未来终端材料国产化率有望不断提升。从莱特光 电销售的产品单价可以看出,终端材料单价远高于中间体,高单价高毛利产品的 量产有望助力材料厂商实现业绩攀升。

产品升级、规模扩大、国产替代,国内 OLED 材料厂商有望蓬勃发展。当前,鼎 材科技、三月光电、奥来德、华睿、阿格蕾雅、瑞联、惠成、西安瑞联等已开展 相关材料自主研发,已经部分突破蒸镀 OLED 材料国外专利的封锁,在下游显示 面板中实现了国产 OLED 终端材料的产业化应用。同时,海外 OLED 材料企业的 专利也将陆续到期,随着国内 OLED 材料厂商不断加大研发投入和取得更多知识 产权,预计国内外技术差距将不断缩小,国内企业将不断扩大高毛利产品市场份 额,优化产品结构。根据 DSCC,2023-2027 年,全球 AMOLED 有机材料市场规 模预计将从 14.0 亿美元增长到 21.8 亿美元,CAGR 达 12%。叠加 AMOLED 产能 向内转移的趋势,预计国内上游材料厂商将获得更多订单和市场份额。产品结构 优化和出货量提升双重作用下,国内材料厂商有望蓬勃发展。

此外,模组封装材料方面国内厂商也已经取得突破。目前,薄膜封装是 OLED 封 装的主流技术。薄膜封装能够实现柔性显示,同时可以隔绝水、氧等对器件功能 层材料的侵蚀,是柔性 OLED 显示产业发展的核心材料之一,符合未来发展方向。 此前全球主要的 OLED 薄膜封装材料供应商为韩国的三星 SDI,材料开发及生产 技术受到国外高度垄断,国内大部分企业仍处于研发阶段。如今,奥来德已实现 薄膜封装材料的连续稳定供货,国内企业在供应链材料领域又下一城。

3.3、DDIC:AMOLED DDIC 需求旺盛,国内产业链全面发展

DDIC 是显示面板的“大脑”,AMOLED DDIC 单价高于传统 LCD TDDI。DDIC 即显示驱动芯片,主要功能是接受主控芯片输出的指令并处理之后以电信号的形 式向显示面板发送驱动信号和数据,从而控制屏幕的亮度和色彩以显示画面。对 于 AMOLED,一个像素对应一个 TFT,DDIC 通过控制 TFT 来控制每个像素。与 LCD 不同,OLED 因为 LTPS 材质不均,屏幕越大,信号到达各个 TFT 的时间差 异就越大,会出现画面撕裂现象,可以通过在 DDIC 中存储一张自己所驱动的 TFT 的不均一性照片来矫正信号。OLED DDIC 工艺更复杂,通常采用更先进制程,因 此其单价远高于传统的 LCD TDDI,毛利率也更高。

韩国和中国台湾企业在 OLED DDIC 方面仍占据绝对优势,中国大陆厂商正在积 极布局。经过一段时间的发展,中国大陆企业在 LCD DDIC 领域已经取得明显进 步,但在 AMOLED DDIC 方面,韩国厂商仍旧凭借技术优势引领市场,台湾企业 仍旧是大陆的主要供应商。2022 年智能手机领域占 AMOLED DDIC 出货量的 64%。 在智能手机 AMOLED DDIC 方面,2022 年三星和 LX Semicon 分别占据了 57.7% 和 15.3%的市场份额;美格纳(Magnachip)因未能获得足够的 12 寸晶圆产能, 份额下降较多;联咏(Novatek)和瑞鼎(Raydium)仍是中国大陆的主要供应商, 合并份额为 15.7%;中国大陆厂商目前占比低于 4%,暂未打开市场,但已涌现出 一批优秀企业正在积极研发布局 AMOLED DDIC 产品并努力开拓市场。

OLED DDIC 占比不断提升,AMOLED 渗透率提高将带动 AMOLED DDIC 出货 量增长。根据 CINNO Research,从 2018 年到 2021 年,OLED DDIC 出货量占 DDIC 总出货量的比例呈现上涨趋势,预计 2023 年增至 16%,未来仍将继续增长。 未来 DDIC 市场的增长将主要受益于新领域应用带来的规模扩大和 OLED DDIC 出货量的提升。终端所需 DDIC 数量与面板尺寸、分辨率高低成正比,中大尺寸、 高像素面板每台用量需求更高。根据 Omdia,随着 AMOLED 渗透率不断提高, 预计 AMOLED DDIC 出货量将从 2022 年的 10 亿颗增加到 2029 年的 22 亿颗, CAGR 为 12%。

DDIC 供应端产业链分为设计、制造和封测,国产替代均有涉足,AMOLED DDIC 产业链有望全面成长。在 DDIC 产业链中,一般由面板厂向芯片设计公司下单, 芯片设计公司完成设计后依次交付至制造厂和封测厂,最后将成品发货至面板厂 商。目前 DDIC 设计厂商大陆以外主要有三星 LSI、LX Semicon、美格纳、联咏、 瑞鼎等,中国大陆有集创北方、奕斯伟、华为海思、云英谷、中颖电子、天德钰 等;除 IDM 企业以外的晶圆代工厂大陆以外主要有台积电、联华电子、世界先进 等,中国大陆有中芯国际、晶合集成等;封测厂商大陆以外主要有日月光、南茂 等,中国大陆主要有颀中科技、汇成股份、通富微电等。预计随着京东方等面板 厂AMOLED面板出货量持续上升以及产业链供应端各厂商加强相关领域的布局, 预计未来 AMOLED 显示驱动芯片行业也将延续向中国大陆转移的态势。

3.4、掩膜版:国产替代空间大,FMM 已有突破

掩膜版是 OLED 蒸镀环节的关键工具,分为 CMM 和 FMM 两类。在 OLED 蒸 镀环节中,需要在真空中将蒸发源蒸发,通过掩膜版将材料沉积在基板上,形成 需要的层叠结构。掩膜版的精度和品质直接影响材料沉积的位置精度和形状尺寸。 OLED 用掩膜版分为 CMM 和 FMM。CMM(Common Metal Mask)即通用金属掩 膜版,主要用于蒸镀通用层;FMM(Fine Metal Mask)即精细金属掩膜版,主要 用于蒸镀发光层。

2020 年 OLED 在掩膜版下游应用领域中仅占比 5%,随着 OLED 渗透率提高, 预计 OLED 用掩膜版市场将进一步扩大。从应用领域划分,掩膜版在半导体、显 示面板、触摸屏、电路板等生产均有使用,其中半导体和显示面板是最主要的两 个应用领域,2022 年占比分别为 60%和 28%;显示面板中 OLED 占比 5%。预计 随着 OLED 面板渗透率提高,显示面板中用于 OLED 面板制造的掩膜版需求将快 速上升。根据 QY Research,全球 OLED 显示屏用 FMM 市场规模 2020 年为 6 亿 美元,预计 2026 年将突破 34 亿美元,CAGR 超过 30%。

国产替代空间大,FMM 已有突破。根据 IHS,中国大陆平板显示行业掩膜版需求 量占全球比重从 2011 年的 5%上升到 2017 年的 32%。随着由 OLED 主导的新一 轮面板产能向国内转移,预计到 2023 年,中国大陆平板显示行业掩膜版需求量全 球占比将达到 51%。然而,2018 年,中国 TFT-LCD 及 AMOLED 掩膜版的国产化 率仅有 9.70%,其中 AMOLED/LTPS 等高精度掩膜版的国产化率仅有 2.50%。至 今显示面板掩膜版市场,尤其 FMM 产品,仍为国外厂商把持。2023 年 2 月,中 国电子报报道,国内金属掩膜版整体方案供应厂商寰采星科技生产的高精度金属 掩膜版(FMM)实现成功量产,并已导入国内相关面板厂的 AMOLED 生产线。 预计未来随着面板产能进一步向国内转移,结合国内厂商加大研发投入和技术储 备,国内上游掩膜版厂商有望加速国产替代,获得业绩增长新动力。

文章来源: ​未来智库,中商产业研究院, 观研天下

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