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MiniLED需求逐步升级,设备厂商准备如何?

MicroLED.cn MiniLED 2022-05-16 13:54:22 8993 0 | 文章出自:ledinside MiniLED

2021年,MiniLED的应用逐渐获得各大品牌青睐,与miniled相关的笔电、电视、显示器等产品不断涌现,带动MiniLED需求再次升级。受此影响,上中下游厂商纷纷加快扩产脚步,提前做好准备,以待MiniLED需求放量,走向商业化时代。
然而若要MiniLED真正实现大规模应用落地,成本问题仍是关键,需全产业链共同推动。而MiniLED设备厂商作为产业链重要一环,其技术开发、工艺简化、效率良率等相关进程关系到其他环节对MiniLED良率和成本的控制,从而影响产品的普及时程。因此,设备厂商在MiniLED领域的相关动态值得关注,那么,设备厂商目前有何进展?

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关键设备性能进一步提升,助推MiniLED生产成本下降
MiniLED与传统LED制造流程基本一致,但由于MiniLED芯片尺寸介于50-200μm之间,较传统LED芯片更加微小,因此对相关生产设备提出了更高的性能要求。
尤其是MiniLED生产涉及到的关键设备,包括前道制造流程的mocvd(气相外延生长)设备、测试分选设备,后道封装流程中的转移、检测和返修等设备。
MOCVD设备
上游LED外延片制程中,主要通过MOCVD设备实现,而设备的波长均匀性和缺陷密度是提高MiniLED外延片良率的关键。
中微公司作为国产MOCVD和刻蚀设备龙头企业,在2021年6月推出了用于高性能MiniLED量产的MOCVD设备Prismo UniMax®
通过局部温场精细调控和流场的优化,设备在4"和6"衬底上生长的蓝绿光LED实现了较好的波长均匀性。在41×4"配置条件下,蓝光LED片内和片间波长均匀性也得到提高,分别为0.71nm和0.87nm(1σ);
在10×6"配置条件下,其蓝光LED片内波长均匀性达到0.84nm(1σ),100mm×100mm方片波长最大最小差值低至2.4nm。针对平均波长为530nm的6英寸绿光LED,实现了片内波长均匀性1.04nm(1σ),100mm×100mm方片波长最大最小差值仅为4.6nm。
配置方面,Prismo UniMax® MOCVD设备在同一系统中可配置多达4个反应腔,设备配置了785mm大直径石墨托盘,能同时加工108片4英寸或40片6英寸高性能氮化镓基蓝绿光MiniLED外延晶片。通过石墨盘的调整,可扩展至同时加工164片4英寸或72片6英寸外延晶片,其工艺能力还可延展到生长8英寸外延晶片。可大幅提高设备产能,并有效地降低了MiniLED外延片的生产成本。

测试分选设备

MiniLED在芯片尺寸微缩、使用量大幅提升的情况下,需要更加仰赖点测与分选,才能获得均一性高的LED芯片,因此要求测试分选设备厂商不断提升设备速度与精度。
华腾半导体作为最早进入MiniLED领域的设备厂商之一,针对MiniLED推出了全自动测试分选机(HT7600)和全自动编带机(HT6000),两款设备均具有更高的测试精度与良率。目前,华腾半导体MiniLED分选机的运行速度已突破18K/h,是2019年的三倍,亮度测试偏差低于3%,波长小于0.3nm,精度和良率维持较高的水准。

转移设备

转移设备是中游封装工艺流程中的重要设备之一,随着MiniLED芯片尺寸缩小,单位面积芯片用量增加,转移设备的生产速度、良率、精度等性能提升成为降低MiniLED生产成本和实现量产的关键。
新益昌是国产LED转移设备龙头企业,其主推的六联体转移设备速度在2020年底达到120K/小时左右,到了2021年底,新益昌透露,已将该设备速度提升至150K/小时左右,并计划在今年下半年将速度提升到180K/小时。
半导体封装设备厂商Kulicke & Soffa(K&S)在2021年11月推出了采用激光转移技术的最新巨量转移设备LUMINEX,以满足Mini/Micro LED芯片对于巨量转移的速度、精度、良率的要求。
LUMINEX设备基于K&S 的LEAP(Laser-Enabled Advanced Placement)激光转移技术,能够以100Hz速度逐一矫正芯片位置或者以100Hz的倍数进行多图形放置(MPP:Multi-Pattern Placement),扫描模式下高达10000Hz(相当于每秒10000次放置),精度从+/-15μm@3 Sigma提升到了10μm@3 Sigma,甚至更高(取决于来料芯片的位置精度)。转移速度与精度提升的同时,LEAP激光转移技术预计较传统转移技术有20%-30%以上的成本优势。
另外,LUMINEX设备可实现芯片的分选、重新排列、最终转移三大功能,并支持排序、混合和间距调整步骤以及最终放置过程。
ASM太平洋配有新型焊头的转移设备应用于MiniLED背光生产时,良率高达99.97%,且只需搭配0.4部自动返修几台,便能达至生产线平衡,有效解决MiniLED背光或RGB直显屏幕的生产瓶颈问题。目前该设备已在中国、韩国、日本等地区的一线背光模组厂装机,并已达到量产阶段。
MiniLED转移设备厂商Rohinni于2021年1月开发了新型复合转移头,使MiniLED转移速度翻倍(每秒100+次),成本降低一半,并可实现99.999%以上的放置良率,现已用于大批量生产MiniLED产品。
MiniLED需求带动业绩增长,设备厂商积极扩产MiniLED设备性能提升的同时,MiniLED需求的上涨也为MiniLED设备厂商的业绩带来增长动能,加大设备厂商在MiniLED领域的布局信心。
中微公司方面,MiniLED市场的快速增长为其MOCVD设备业务带来新的成长机遇。高性能MiniLED量产的MOCVD设备Prismo UniMax®发布半年内就收到来自国内多家企业的批量订单。
今年3月份,中微公司全资子公司南昌中微接到来自兆驰半导体的52腔Prismo Unimax®MOCVD设备采购订单后,Prismo UniMax®设备订单数量就已超过180腔,设备营收占比持续提升,预计今年占比将提升至80%。
新益昌得益于设备订单量增加,毛利率较高的MiniLED转移设备及半导体固晶机收入金额增加,2021年业绩大幅增长,净利润增长115.78%。目前,新益昌MiniLED设备产能为200台/月,客户包括利亚德、艾比森、洲明科技、鸿利智汇等。
LED点测分选设备龙头惠特受惠于MiniLED需求提升,2021年LED点测及分选等设备与代工业务需求强劲,带动惠特营收逐季增长,第四季度实现营收新台币16.37亿元,同比增长86%;全年实现营收新台币57.14亿元,同比增长80.86%,均创历史新高。
产能方面,为应对苹果对MiniLED需求增加,惠特已于2021第四季度扩大LED点测/分选设备的产能,预计2022年点测、分选设备产能增幅可达30-40%。
梭特科技MiniLED分选(Sorter)机台累计出货达1.2万台,新一代的分选机每秒分选18颗芯片。得益于苹果导入MiniLED背光技术,2021年累计出货已高达4,000台。
大族激光得益于MiniLED对行业设备需求的增长和公司市场占有率的持续提升,2021年在半导体及泛半导体行业晶圆加工设备快速增长,实现营业收入6.69亿元,同比增长140.62%。其中,MiniLED切割、裂片、剥离、修复等设备实现大批量销售。
为推动LED高端显示业务的发展,K&S于2021年2月收购美国科技公司Uniqarta。Uniqarta的激光转移LEAP技术(Laser-Enabled Advanced Placement),加速K&S在MiniLED背光与Micro LED直显应用的技术进步,LUMINEX设备的发布正是收购成果的体现,该设备已在去年成功交付。
在MiniLED等高端LED显示、通用照明、汽车、半导体等终端市场的驱动下,K&S 2021财年实现净收入15.18亿美元,同比增长143.5%;净利润3.67亿美元,同比增长602%。2022财年第二季度(截至4月2日),K&S在大环境不好的情况下,仍能实现逆势成长,净收入为3.84亿美元,同比增长13%;净利润为1.16亿美元,同比增长62.7%。
值得注意的是,公司近日又收到了两个LUMINEX设备的采购订单,将对其业绩产生积极影响。未来,K&S将进一步提高设备的生产效率、良率、精度,应对来自Mini/Micro LED市场的需求。
抢占MiniLED蓝海市场,更多国产设备玩家入场
MiniLED设备需求大幅提升,推动主流设备厂商业绩提升的同时,也吸引更多国产设备厂商参与布局MiniLED领域。
据了解,智云股份完成了MiniLED相关设备的研发突破,首批设备类型包括邦定、点胶、贴附设备等,设备已获得订单并完成出货,主要客户包括台厂。在Micro LED领域,智云股份相关设备也已经完成研发落地,并已于2020年实现批量供货。另外,智云股份在今年宣布调整业务结构,未来重点发展显示模组设备业务。
2021年7月,凌云光宣布公司首台MiniLED AOI检测设备成功通过客户厂验,进入到客户端工厂。该检测设备是针对65英寸 MiniLED 背光点灯的检测系统,可对各种点、线、 Mura(色斑)等缺陷进行精确量化检测。经过一年多的快速布局,目前凌云光已经实现针对MiniLED背光及直显全工序段的光学、电性及外观检测需求,并且已经突破Micro LED的关键检测技术。
2021年8月,厦门特仪科技有限公司首次公开其自主研发制造的MiniLED设备,首台设备已正式交付行业龙头企业使用。
2021年10月,深科达宣布拟募资不超过3.6亿元,其中1.8亿元用于惠州平板显示装备智能制造生产基地二期建设项目,生产的产品主要为Mini/Micro LED精密组装及检测相关设备。
2021年12月,合肥欣奕华宣布首台自主研发的MiniLED电学检测设备正式交付客户。该设备能实现定位精度达±5微米,单点测试速度可达毫秒级,实现单次检测近万个点位,还可对应玻璃基、PCB和FPC基MiniLED背光的线路缺陷检测。
另外,欣奕华自主研发的大尺寸MiniLED巨量转移设备也已交付客户量产应用。该设备具有大尺寸基板无需拼接、高良率、高速度、强兼容等多方面优点,最小芯片尺寸75μm×125μm,打件精度达15μm@3σ。
同月,激光设备厂科韵激光发布了多款设备新品,其中包括MiniLED修复设备、MiniLED激光隐切设备。
MiniLED前景值得期待,但成本仍需优化
随着品牌和供应链企业加大推广及LED产业链各环节进一步优化MiniLED成本,越来越多的MiniLED终端产品涌现,走进消费者的视野,而对于目前MiniLED尚存的问题与未来的市场前景,设备厂商各抒己见。
中微公司认为,MiniLED批量投入市场的前提是制造成本的进一步下降。预计2022年miniled电视、平板、笔记本和显示器等产品的出货量会有较大幅度的提升,将带动MiniLED产业链规模化发展、技术的进一步成熟与成本的进一步降低。
K&S表示,尽管2021年更多的MiniLED产品上市,但实际量能还有很大的提升空间。目前MiniLED 放量的主要障碍仍在成本。K&S认为,2022年MiniLED还将处于一个温和放量阶段,随着K&S LUMINEXTM等巨量转移设备逐渐投入市场,2023年市场行情将会有明显的改变。
新益昌认为,MiniLED背光市场空间的大小取决于材料端成本的下降速度以及MiniLED目前在电视、笔记本电脑和iPad领域的渗透情况,如果市场中有10%的需求切换成MiniLED背光,那么MiniLED背光产品的应用空间将较为可观。

结语

2021年,MiniLED设备性能再一步提升,尤其是MOCVD、转移设备、点测分选等关键设备,为MiniLED的量产打下更加稳固的基础。而MiniLED初期放量带动设备厂业绩提升,加大了设备厂商布局MiniLED的信心,同时也吸引到更多国产设备玩家加快发展MiniLED业务,未来或有更多高性价比的MiniLED设备问世,加速突破MiniLED良率与成本难题,从设备端出发,推动MiniLED商业化发展。

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