半导体是现代经济社会发展的战略性、基础性和先导性产业，也是传统产业迈向数字化的基础支撑。数字经济发展和新型应用将为全球半导体产业带来结构性增长，与此同时，国际环境复杂交织，我国的半导体产业链也面临着前所未有的发展窗口期。

　　光源资本长期关注半导体及产业链上下游领域的投融资新机遇。成立以来，我们服务了多家国内头部 IC 设计、制造封测以及设备/材料企业，并持续关注产业链上下游的新发展动态，助力1%顶尖企业家改变世界。「光源研究」正式推出半导体系列，与各位分享光源在半导体领域积累的产业服务经验与洞察到的新趋势。

　　LED “寒冬”之下，2022年 Micro LED 领域的投融资却热度不减。据高工LED不完全统计，2022年，针对 Mini/Micro LED 的投资超过700亿元规模，基本延续了2020- 2021年的投融资热潮。越来越多的面板企业和 TV 厂商入局 LED，并加大对新一代 LED 技术的投资布局力度。未来两三年，LED 行业将迎来新一轮产业调整，Micro LED 也有望开启 LED 下一个黄金十年。

　　我们认为，Micro LED 的投融资热潮，一方面是受新消费需求带动，AR/VR、车载显示等高清显示需求成为新旧技术迭代的重要动力；另一方面，面板行业的技术迭代非常快，竞争激烈，要想在全球新一轮 LED 产业升级浪潮中继续保持领先身位，加大对新技术的研发成为国内企业唯一的选择。Micro LED 技术当前处于商业化早期，在制备技术上仍面临多重挑战。本篇「光源研究」将拆解阻碍 Micro LED 产业化各个环节上的技术难关，分享光源对 Micro LED 未来投融资机会的观察与思考。

　　Micro LED 被视为继 LCD 和 OLED 之后的新一代显示技术。较主流及同类显示产品，Micro LED 显示具有“自发光、高效率、低功耗、高集成、高稳定性、全天候工作等优良特性”，画质与能耗优势显著，未来商显、消费电子及高密度集成半导体信息应用前景开阔，是下一代主流显示技术的重要选择。

　　当前，Micro LED 的应用集中在高端消费场景，主要侧重在超大尺寸的大屏显示和智能手表端的小屏显示两个领域。在大屏显示方面，各面板厂商已陆续推出产品，如三星就于2018年率先推出全球首款消费级模块化 Micro LED 电视，并于2022年8月发布110英寸 Micro LED 电视，售价将近105万元。而在小屏显示方面，苹果是蕞早布局 Micro LED 的企业之一，预计将于2024年推出一款配备 Micro LED 显示屏的全新高端 Apple Watch。

　　技术进步是 LED 行业发展的底层驱动力。类似半导体领域的摩尔定律，LED 的行业发展遵循着海兹定律，预计每十年 LED 的光效将提升20倍，同时成本下降90%。在海兹定律的推动下，LED 芯片的光效将不断提升，带动芯片尺寸和灯珠间距（P）的缩小，显示效果也更优越。

　　传统 LED 芯片尺寸大于300um，应用领域包括照明、背光、显示等领域，但受到尺寸影响，在高清显示、高密度背光方面的应用受到限制。

　　Mini LED 的芯片尺寸在100-300um，应用领域主要面向 Mini LED 背光以及P0.6（像素点间距0.6mm）以上的较高清晰度显示。Mini LED 也被认为是液晶显示 LCD 到 Micro LED 的过渡技术，相较传统 LED 和 LCD 面板，Mini LED 可凭借微小尺寸的灯珠实现更精细的背光控制，提高显示屏的对比度和图像质量。这一技术从2020年才开始被批量应用于消费级电子产品上，如苹果2021年发布的12.9寸款 iPad Pro 就采用了 Mini LED，这也是苹果应用 Mini LED 屏幕的首款产品。

　　Micro LED 不论是在 LED 芯片尺寸上还是在显示技术上，都比 Mini LED 往前更进一步，它也被誉为是面向未来的“终极显示技术”。Micro LED 是 LED 薄膜化、阵列化、微缩化技术的产物，它更进一步将我们目前所见的 LED 尺寸微缩至100um以下，是原本LED的1%，甚至未来有望达到10um以内，应用领域主要面向高清显示，包括P0.9、P0.6、P0.3及以下高清显示屏/电视，甚至AR/VR等更高清晰度的显示。

　　在海兹定律的驱动下，相同亮度所需的 LED 芯片尺寸持续缩小，这也使得 LED 拥有了更丰富的应用场景。回顾过去十年，我们可以看到，在2010-2012年间，LED 在大尺寸背光、通用照明以及小间距 LED 显示三大领域迎来全面突破，成为这三个细分领域的主流技术，并驱动此后五年左右行业高景气。

　　2010-2012年间，LED 芯片尺寸缩小至1mm以内，点间距（P）缩短至2.5mm，这类小间距 LED 显示屏更适合人眼在2-4m左右距离近距离观看，LED 显示由此从户外走向室内。此后，成本的不断下降也助推小间距 LED 显示屏高增长。

　　到2020年，得益于 LED 芯片尺寸和间距的进一步突破，芯片尺寸微缩至200um甚至是100um以内，P0.9以下的显示屏走向成熟， LED 显示屏的效果开始接近传统液晶显示。而随着P0.6-0.7、P0.3的成熟，Micro LED 有望成为微间距 LED 显示屏的主流，画面质量也将朝着更高清的方向进步。

　　从市场规模来看，全球小间距显示屏市场步入稳定发展阶段，微间距显示屏市场还处于较早期，但保持高速增长。据行家说产业研究中心数据显示，2021年全球 LED 显示屏市场规模约519亿人民币，其中P1.0以下的微间距显示屏和P2.5以下小间距显示屏的市场规模有明显增长。预计未来5年，P1.0以下的微间距显示屏 CAGR 为75.53%，小间距显示屏 CAGR 为19.01%。

　　受制于制造成本高、关键技术未突破等因素，Micro LED 暂未实现大规模量产，目前的应用领域主要集中于对成本较为不敏感的商业级大尺寸显示，走向更广阔的消费级应用仍须时日。根据半导体分析机构 Yole 的研究和预测，未来3-5年将成为 Micro LED 走向消费级应用的关键时期。Micro LED 将首先在 VR/AR、智能手表、以及大屏显示领域开始量产应用：VR/AR 方面，Micro LED 2022年从单色眼镜开始发展，将在2025年进入消费级应用；智能手表方面，Micro LED 也将于2024年开始进入快速应用发展阶段；大屏显示方面，Micro LED 预计将于2025年进入高端消费级电视市场，而手机和车载显示应用的时间则相对更为靠后。

　　Micro LED 的工艺流程包括衬底制备、外延片与晶圆制备、像素组装、缺陷监测、全彩化、光提取与成型、像素驱动等7个环节，具体来说其产业链包括芯片制造、巨量转移、面板制造、封装/模组、应用及相关配套产业。Micro LED 芯片微小化也使得传统的制造技术不再适用，在芯片制备的各个环节都面临着全新的技术挑战，成本居高不下，这也制约了 Micro LED 芯片当前的渗透率。

　　目前，半导体芯片的制程已相当成熟，但 Micro LED 支撑技术及相关产业公司仍处于摸索阶段。与传统 LED 产业链相比，Micro LED 芯片的微缩化对芯片制造提出了更高的要求，既需要将芯片尺寸微缩至50um以下，同时还需要满足高 PPI 需求，因此在外延制备、PL、ITO、光刻、蚀刻、磊晶剥离、电测等环节均面临精细化工艺、良率提升等技术难关。

　　此外，随着 LED 芯片尺寸变小，蚀刻过程中侧壁缺陷将对内部量子效率 IQE 造成影响，大幅减少芯片传输量，导致外部量子效率 EQE 效率减弱。目前来看，反射膜添加剂引入光提前结构均可实现一定程度的 EQE 提升，但在小型领域应用仍属于工程问题，未来发展仍存在挑战。

　　由于 Micro LED 的芯片尺寸小，相较传统 LED 单位面积下晶粒数量庞大，需要将大量 LED 晶粒准确且高效转移至电路板上。以3840*2160的4K显示为例，需转移晶体数量超过2,000万，按照常规转移效率计算，需要几日甚至几周才能完成全部的晶粒转移，晶粒转移效率及良率控制未达到量产标准，难以形成规模效应，制备成本及产品价格居高不下。

　　巨量转移被认为是实现 Micro LED 价格大规模降低、从而实现其商业化落地的核心技术之一。若巨量转移技术取得突破，将带来一个广阔的转移设备市场。

　　针对这一技术难点，业内的主流解决方案目前包括静电吸附、相变化转移、流体装配、滚轴转印、磁力吸附、范德华力转印、激光转移等。激光转移在修复难度和转移效率等维度上效果更优，未来有可能成为巨量转移的主流技术。

　　早在2012年，苹果、三星、索尼等行业巨头相继布局巨量转移技术，国内起步较晚，专利方面也主要由外国厂商占据主导地位。根据 Yole 出具的 Micro LED 显示专利报告，LuxVue 和 X-celeprint 把持着巨大的专利数量，ITRI（台湾工研院）、CSOT（华星光电）紧随其后，但专利数量仍不及 LuxVue 半数，差距悬殊。

　　我们持续关注行业内企业在巨量转移方面的蕞新进展。以光源服务的合肥欣奕华为例，合肥欣奕华致力于提供高端装备、工业机器人、智慧工厂解决方案，掌握多项高端装备核心技术，填补国内 Micro LED 和 OLED 空白，是推进中国智能制造发展的领军企业之一。公司自主研发的蒸镀设备、巨量转移设备在国产设备中市占率头部，已在半导体、显示面板、光伏等赛道拥有超百家赛道知名客户。

　　显示器的色彩显示需要通过全彩化技术来实现，这也是 Micro LED 的核心技术难点之一。目前 Micro LED 在近眼显示领域尚无法实现全彩的高亮显示，在 AR/VR 等对分辨率、色彩显示要求极高的应用场景仍面临巨大挑战。

　　Micro LED 单色显示仅需通过倒装结构封装与驱动 IC 贴合，显示、制备与工艺难度相对较低，而全彩化方案工艺复杂度相对较高，现有的解决方案有 RGB 三色 LED 法、UV/蓝光LED+发光介质法、透镜合成法，但目前均存在相应的短板。以 RGB 三色阵列为例，需要依次转贴红、蓝、绿晶粒。同时，由于嵌入晶粒规模超过十万，对于晶粒光效、波长的一致性、良率要求更高。一旦实际输出电流与理论电流出现偏差，就会导致像素呈现色彩偏差。

　　在工艺流程和材料方面，UV/蓝光LED+发光介质法相较其他方案更为简单，主要采用蓝光 LED 来替换背光板、以量子点膜或荧光粉作为发光介质替代 RGB 滤光片。量子点膜的粒径介于1-10nm之间，较荧光粉颗粒更小，同时因其高吸光-发光效率、宽吸收频谱等特性，色彩纯度与饱和度更高，是比荧光粉更优的技术方案。以蓝光 LED 替换背光板光源后，量子点膜在蓝光激发下可发出纯正的绿光和红光，完成全彩显示。

　　我们认为，未来随着量子点技术的完善，UV/蓝光LED+发光介质法具备更大的发展前景，有望成为全彩化的主流技术，且量子点在 LCD、OLED 中也均可发挥巨大作用，建议关注在量子点具有深厚技术沉淀的公司。

　　由于 Micro LED 的芯片尺寸和间距极小，传统的测试设备难以使用，如何在百万甚至千万级的芯片中对缺陷晶粒进行检测、修复或替换是一个巨大的挑战。现有的解决方案包括光致发光测试和电致发光测试。光致发光测试主要利用光源激发硅片或太阳电池片，通过对特定波长的发光信号进行采集、数据处理，从而识别芯片缺陷。电致发光测试则是指，在强电场作用下，芯片中的电子成为过热电子后，根据其回到基态时所发出的光来检测芯片缺陷。

　　Micro LED 相较传统 LED 芯片间距小，这也导致贴片难度增加，成本也会面临指数型增长。现有的解决方案以 COB 和 COG 封装为主，近来也出现了新型封装技术 MIP，全称 Micro LED in Package，即集成封装。MIP 在成本和效率上更具优势，它的基板精度高，芯片无需测试筛选，测试分选在封装环节即可完成。此外，由于点测难度从芯片级难度转换为引脚上的点测，测试难度降低，并且可采用巨量转移技术，具备较大发展前景。

　　作为传统显示领域的固定链条，基板材料一直处于稳定地位，常见的材料包括 PCB、玻璃基板。Micro LED 入局可以促成对现有产能的消化，不过这也需要基板厂商为巨量转移技术做好承接。Micro LED 更容易在平整的玻璃基板上实现巨量转移，玻璃基板发展潜力更大。

　　我们认为，上述技术难点将成为 Micro LED 未来能否步入消费级应用的重要关卡，创业企业有机会在关键技术方面取得突破，抢占先机。我们将持续关注以下6个方面的技术进展：

　　巨量转移是实现 Micro LED 价格大规模降低、从而实现 Micro LED 商业化落地的核心技术之一，尽管不同的公司提出了不同的技术路线，但目前的转移效率及良率均未达到大规模商业化的水平，若巨量转移技术取得突破，将带来一个广阔的转移设备市场。从目前的技术效果来看，未来激光转移可能成为巨量转移主流的技术，建议关注行业内企业在巨量转移方面的蕞新进展。

　　全彩化也是实现 Micro LED 的核心技术，目前主要有 RGB LED、透镜合成、量子点三种主流方式，目前均存在相应的短板，未来随着量子点技术的完善，量子点有望成为全彩化的主流技术，且量子点在 LCD、OLED 中也均可发挥巨大作用，建议关注在量子点具有深厚技术沉淀的公司。

　　随着 Micro LED 芯片尺寸的急剧缩小，为芯片微缩与外延带来了更多的挑战，目前行业制造工艺尚未标准化且主要由国外厂商提供，因此 LED 芯片的上游设备与材料存在技术更新和国产替代的投资机会。

　　在微间距的趋势下，芯片的封装工艺发生了巨大的改变，COB、COG、MIP 的封装方式与 Micro LED 比较契合（其中 MIP 技术更能实现效率与成本的平衡），可关注在 COB、COG 和 MIP 领域内可能存在的投资机会。

　　传统 PCB 基板的背光模组在散热性能上存在极限，且不能无限超薄。玻璃基板 LED虽然是崭新工艺路线，但是却是一个“上游高度成熟”的产品，且比 PCB 板在超精细、超大板卡上更为成熟和具有规模成本与工艺成本优势。如果应用巨量转移技术，玻璃基板的友好性也更高，可关注玻璃基板 LED 技术的蕞新进展与相关公司。

　　光源认为，从 Micro LED 制造各环节竞争格局来看，芯片微缩、面板制造及应用环节相对来说发展更快，京东方、华灿光电、TCL华星等多家优秀上市公司及一些初创企业已前瞻性布局，竞争较为激烈。而巨量转移及全彩化环节，国内外水平仍然存在较大差距，属于卡脖子领域，相关技术和设备类初创企业稀缺，机会和市场空间巨大。

　　过去几年，光源资本深耕半导体产业链上下游，服务了一批以技术创新、模式创新引领产业变革的创业企业，涵盖 IC 设计、制造封测、设备与材料等产业链各环节。我们坚持产业化战略，在为奕斯伟、欣奕华等产业集团提供资本市场战略和执行服务的同时，也为光源的企业家生态带来了丰富的产业合作资源。

　　[1]2019.09，电科技，《Mini LED来了，真正面向未来十年的Micro LED显示技术还会远吗？》；

　　[3]2021.05，中国银河证券，《利亚德：全球LED显示领创者深度布局Mini/Micro赛道》；

　　[4] 2021，头豹研究院，《2021年中国LED显示系列报告（一）：2021中国Micro LED产业前瞻》；

　　[6] 2021.12，行家说，《2021微间距LED显示屏调研白皮书》；

　　[10]2023.01，力鼎产业研究网，《Micro-LED产业化需要流程与工艺全面革新，目前存在技术瓶颈（芯片、巨量转移等）》。

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