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苹果MR-视涯科技产业链(OLED)爆发
金融民工1990
长线持有
2024-01-04 20:01:29

事件:苹果第一代MR产品Vision Pro中,最贵零部件为两块micro-OLED显示屏,采用最先进的硅基OLED技术,视涯科技为苹果第一供应商,占比超过50%。


【视涯科技产业链】

【北交所】

雅葆轩:公司为视涯科技供货商。

天马新材:通过彩虹集团间接供货视涯科技。

【供货关系】

易天股份:为视涯科技提供晶圆显示偏光片贴附设备、PF膜材贴附设备、OCA贴合设备、HTH全贴合设备等多种设备。

可川科技:公司可为硅基OLED产品生产过程中涉及的CMOS工艺制程定制开发相关保护膜产品,目前公司核心客户包括合肥视涯。

深科达:视涯科技是公司平板显示模组设备业务的客户。

至纯科技:公司为视涯科技OLED微显示生产线提供包含高纯工艺系统和湿法工艺机台。

【股权关系】

精测电子:目前持有视涯科技股份有限6.68%股权。

奕瑞科技:公司的创始人兼实控人顾铁也是视涯科技创始人。

激智科技:公司目前持有视涯科技1.13%的股权。


【视涯Micro OLED调研】

1、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、中芯国际。光刻方案需要使用曝光机、涂胶机、刻蚀机和显影机等设备。曝光机一般由尼康、佳能供应,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:厂商包括联得装备、易天、深科达和智云股份,一条产线线FPC 和偏光片贴合设备加起来价值量不到 5000 万。

2、Micro OLED 生产厂商及产能:

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。

3、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。

          

【详细纪要】

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

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%。

          

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。

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,晶圆代工厂一般是台积电、中芯国际。

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,例如尼康、佳能,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。

          

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,京东方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,除了视涯和京东方,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,大概比视涯高 0-10%。    

视涯现在在量产的是卖给国内客户如大疆和华为,大疆的飞行眼镜和大疆无人机的取景器量很大。明年视涯产品有可能不是给苹果一代准备的,有可能是给二代产品准备,取决于苹果。

          

10、苹果一代和二代 MR 产品 Micro OLED 规格有何不同?

高阶版基本没有变化,都是 1.4 寸的规格。第一代产品只有高阶版的 1.4 寸规格,而第二代产品在 2025 年会有一些降规的版本出现。因为一代产品的价格较高,售价是 3500美金,成本是 1600 美金。在这 1600 美金中,Micro OLED 的屏幕成本是 350 美金一块,两块屏幕总成本为 700 美金,占了整个产品成本的 45%。所以二代低阶版产品的主要目的是降 Micro OLED 屏幕的成本,比如 12 寸的硅基板切 1.4 寸的可以切 50 个,如果把尺寸缩小大概能切 100 多个,尺寸缩小分辨率、刷新率、亮度通通是不变的,这样对于单品的成本直接减半,这是最主要的降本方案。另外索尼的代加工费较贵,所以寻找除索尼以外的代加工厂也是苹果目前在做的。最后,在客户的帮助下提升良率单品的成本也会降低。

二代产品低阶版成本下降幅度会超过 50%,一块 Micro OLED 屏幕成本会降到 100 多美金,产品售价会从 3500 美金直接降到 1500 美金。

          

11、二代产品份额是怎么分配的?

二代还不清楚,二代的份额是二代的销量,二代的销量需要根据一代来来来定,如果一代的销量达到了 100 万台,甚至超过 100 万台,二代应该有好几个版本包括高阶版本和低阶版本,预测二代产品可能会冲上 400 万台。

份额的分配取决于索尼,第一取决于明年的销量是多少,第二取决于索尼能给他供多少。假设明年的销量是 150 万台,索尼最多应该只能供 100 万台,剩下的 50 万台由谁来供?那就看谁有产能,并且跟苹果的合作达到了相应的进度。所以基本上没有更多选择,这个份额就取决于明年的销量。

          

12、索尼、视涯等厂商扩产情况?

索尼有一条线月产能为 10K,对应苹果大概 100 万副眼镜。目前市场上大约一半的 Micro OLED 产品都是由索尼提供的,这部分产品会消耗索尼产能的 50%。因此索尼只有一半的产能能够供给苹果。苹果要求索尼扩大生产能力,然而索尼目前对于扩产并不是很积极,苹果公司需要寻找除索尼以外的供应商,例如京东方和视涯。京东方原本在昆明规划了三条生产线,但现在后两条线被取消了,实际只有一条生产线。视涯已经扩建了一条生产线,第二条或第三条的生产线是否扩建取决于明年一代产品的销量,视涯在苹果这边是相对而言进度最快的。    

          

13、还有哪些厂家目前在用或者是将来要用 Micro OLED 产品?

索尼自家的产品 PS VR 上有用Micro OLED 类产品,其他比如视涯供的大疆。除了这些最主要的客户,还有在 2022 年到 2023 年这里面的一些厂商,主要是一些 AR 的厂商,比如像 XREAL、雷鸟、Rockid 等。

          

14、AR 厂商为何青睐于用 Micro OLED 屏幕?

对于 AR 来说,最主要的是要求是眼镜轻薄,因此不会采用 Fast-LCD 的方案,因为 Fast-LCD一般搭配的光机较厚重,戴在眼镜上会不舒服。常见的轻薄显示方案包括Micro OLED 和Micro LED,但Micro LED 的全彩实现需要通过光机,因此直接显示全彩的方案一般采用Micro OLED。

AR 产品厂商方面,Meta 和Pico 会在 2024 年底导入Micro OLED 的产品。其中,Meta是目前市场上出货量最大的一家,2022 年出货量达 1000 万台,其产品尺寸和规格与苹果类似。Meta 也在寻找Micro OLED 的合作伙伴进行合作开发。国内最大的 Pico 产品尺寸和规格与Meta 类似,跟随苹果的步伐。这两家预计在 2024 年底推出的量相对较少,不会像苹果全线切入Micro OLED,仍将以 Fast-LCD 为主。

          

15、25 年苹果二代产品分辨率?

5k*5K。4k 分辨率提到 5k 差距太小了,4k 分辨率已经完全可以满足使用,如果把产品的尺寸再做小,对电路的压力就会更大。Micro OLED 上限能够实现单眼 8k 的效果,其实 8k 只是一个噱头,因为分辨率是用来减少纱窗效应的,做到 4k 纱窗效应基本上已经感受不到,没有必要把分辨率再往上拉来消除纱窗效应。

          

16、Micro OLED 的应用场景?

主要是两部分,一部分是 AR 和 VR 的显示,一部分是我们将电子取景器,而电子取景器实际上是Micro OLED 最早的一个应用方向。

Micro OLED 是索尼发明的,索尼的相机比较好,它最开始就是用在索尼的相机上作为取景器来使用,后来索尼才把这个东西用在了他的游戏机上,然后推出了 PS VR。国内用在电子取景器上量最大的就是大疆。其他方面,Micro OLED 也可以用到医疗上。    

目前最主要的应用就是打游戏和娱乐。对整个Micro OLED 来说,目前生态还没有建立起来,也找不到一个更好的应用场景。

其实苹果是改变了现状,它的这款 MR 产品结合它的芯片,实际上是能实现空间计算的功能。一些国外的开发者发布过一些产品的视频,正常我们戴 VR 只是一个虚拟世界,但是苹果这款产品能把虚拟世界跟现实世界相融合。

          

17、视涯的设备供应商?

在当前的产业链中,大部分使用的设备都是国外的,包括材料也以国外材料为主,而国内的设备主要集中在模组这一段,如 FPC、偏光片,以及模组的检测。FPC、偏光片都属于贴合设备,国内能够提供这类设备的厂商包括联得装备、易天、深科达和智云股份等。

设备的采购取决于设备的重要性,一些关键的制程设备和关键的检测设备苹果会指定,其他的一些非重要的设备是不会指定的。贴合设备不是核心设备。

          

18、易天供应的是什么设备?

FPC 贴合和偏光片贴合设备,一条产线这两个设备加起来不到 5000 万,价值量不大。一台模组的设备价格也就不到 1000 万。

          

19、清越的验证进度?

目前还处在 8 寸研发线的研发过程中。苹果不可能采用 8 寸的,因为 12 寸才只能切 50个,8 寸就只能切十几个,切割经济性不好,再加上良率,实际上 1 个硅基板就才不到 10 个好的。如果要供 1.4 寸或者跟 1.4 寸接近的,产线必须是 12 寸,除非是供更小的产品比如 0.5 寸可以用 8 寸的。

          

20、Meta 和 Pico 供应链的选型和验证进度?

尺寸和产品性能其实现在已经定下来了,现在在验证的过程中,验证结果还没出来。他们 24 年注定量不会大。

          

21、视涯的检测设备是不是都采购精测电子的?

有一部分是,价值量大概小几千万。

          

22、相较于 AMOLED,有哪些新增设备?    

只有CMOS 光刻制程设备相对来说是新增的,这些设备大部分都是国外的,国内能做的很少,因为对设备制程能力要求很高,特别是稳定性要求很高。蒸镀机也没有国产的,蒸镀机在某些部件上的功能要求实际上比 AMOLED 更高。例如蒸镀机有一个重要的功能就是对位,它要求基板是透明的。AMOLED 无论是玻璃还是柔性的 PI,CCD 对位都不会有困难。但是如果衬底变成了不透明的硅基板,就需要重新设计,这是比较困难的部分。AMOLED 成本里材料成本超过 20%,所以国产化需求很迫切,但在 Micro OLED 里材料成本占比在 10%以下,材料国产化动力不足。

          

23、DDIC 成本在 Micro OLED 占比是最高的吗?

对的,硅基板占比很高会超过 50%,这张硅基板只有晶圆厂可以做。


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