Apple|一万八的苹果iPad Pro 怎么就成了“期货”?

2020 年 , 手机屏进入“高刷”时代 , 刷新率从 60Hz 一路飙升至 165Hz 。而在平板和电视屏这块 , 关键词似乎只有一个 , 就是 Mini LED 。据说在一些专业设计师的眼里 , 屏幕划分很简单:苹果的 , 不是苹果的 。这一定程度上可以说明苹果产品在图像显示方面的地位 。
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这不 , Mini LED 这件事 , 又让苹果玩了个大的 。2021 年 4 月 21 日凌晨 , 苹果新款 iPad Pro 祭出了目前“地表最强”的一块量产 Mini LED 屏 。

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10000 颗“小灯珠”、2500 个背光分区、对比度 100 万:1、峰值亮度 1600nit , 让人不敢相信 , 这是一块 LCD 屏幕(液晶显示屏) 。
2019 年苹果发布了 Pro Display XDR 显示器 , 其凭借 576 个局部调光分区和自研的时序控制器芯片 , 几乎吊打了市面上所有同类显示器 。两年之后 , 苹果用事实证明 , “只有我能打败我自己” 。

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▲苹果 Pro Display XDR 显示器(左)
在苹果做这件事之前 , LCD 比肩 OLED 屏幕显示效果 , 还是不太敢想的 。
Mini LED , 成为了给 LCD 屏“续命”的良药 , 似乎也成为了国内屏幕产业玩家换道追赶中国台湾、韩国对手的契机 。不过扒开苹果 iPad Pro 的屏幕供应链 , 台湾晶元、隆达、台表科 , 韩国 LGD 这些名字还是占据了主导 , 鹏鼎控股显得有些孤单 。
2021 年会成为 Mini LED 商用“元年”已经是业内共识 , 在 Mini LED 放量前夜 , 有必要深度了解下这“香饽饽”技术背后的门道 , 在 Mini LED 概念火爆的背后 , 究竟谁会是最大赢家 , 又有哪些国内玩家 , 已经箭在弦上 , 几欲赶上?
售价最高一万八千元的 iPad Pro , 又为何要等到 7 月才能提货?
苹果春季发布会发布的 12.9 英寸 iPad Pro , 是苹果斥资布局 Mini/Micro 领域后的首款问世产品 , 标志着 Mini LED 背光技术的成熟及商用化 。
01.
Mini LED 只是垫脚石 , 
“终极显示”还有多远?
说起 Mini LED , 这还真不是苹果一拍脑门儿想出来的主意 , 他的小算盘 , 从六年前就开始打了 。
2014 年 , 苹果收购了 LuxVue Technology , 在当时 , 这家公司并不是很出名 , 大家只知道他们是一家研究面向消费电子产品的低功耗 LED 屏幕技术的公司 。

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当苹果行动之后 , 所有人都知道苹果要在屏幕上“下血本” , 动真格的了 。也就是从那一年开始 , Micro LED 技术的概念开始引起了行业的广泛关注 。
要注意 , 不是 Mini LED , 而是 Micro LED 。
传统 LCD 屏幕要想发光 , 需要靠 LED 背光模组来“点亮” , 是一种“被动式”的 , 而 OLED 屏幕则是主动式发光 , 对“光的控制”就可以更加灵活 , 色彩表现也更好;并且 LCD 屏幕由于背光始终存在 , 无法做到“纯黑” , 因此在对比度上也要逊色许多 。
这时 , 如果把 LCD 屏幕的背光分区变得非常多 , 不就可以做到类似 OLED 屏幕的效果 , 实现独立控制的“主动式”发光?

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比如在上面这张图里 , 左右两块屏幕 , 同样要显示一个“圆” , 传统 LCD 屏幕通常是侧入式背光 , 只能整体点亮;而左边的 Mini LED 屏幕由于背光分区极多 , 就可以独立控制 , 只需要开启显示画面区域的背光即可 。
Micro LED 的原理就是将背光的 LED 灯珠做到非常庞大的数量级 , LED 芯片要做到 30μm 的级别 , 约等于头发丝的直径 , 从而实现媲美 OLED 的“精准控光” , 达到更好显示效果的同时 , 兼顾 LCD 固有的低成本、长寿命优点 。

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▲各类显示技术的基本特性 , 数据来源:LEDinside
当然 , 想要实现是非常难的 , 有多难呢?苹果在收购 LuxVue 之后 , 在五年内投入了将近 20 亿美元 。三星、LGD、友达等厂商在 2014 年之后也纷纷加大 Micro LED 技术的投入 , 而其他涉及该领域的初创公司的融资金额已经超过 8 亿美元 。
但至今 , 仍然没有一款采用了 Micro LED 屏幕的大众消费电子产品摆在我们面前 , 只有价值五六百万美元的 Micro LED 展示产品陈列在展馆中 。

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▲索尼 Crystal LED 系统 , 采用 Micro LED 屏幕 , 顶配售价 580 万美元
因此 , 行业开始探索是否有一种“折中方案” , 可以称为迈向 Micro LED 之路上的“垫脚石” 。2017 年初 , Mini LED 技术开始逐渐走到台前 。
虽然 Mini LED 仍然是被动式发光 , 但是背光分区却增加了数百倍 , LED 灯珠数量也从传统 LCD 屏幕的“几十颗”增加到“成千上万颗” , 灯珠尺英寸做到了 100-300μm 左右 。

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▲苹果新款 iPad Pro 的背光分区示意图
简单来说 , Mini LED 可以在亮度、色彩方面实现接近甚至超越 OLED 的显示效果 , 但成本却可以更低 , 功耗相比传统 LCD 也有明显优势 。
并且 Mini LED 没有 OLED 固有的烙印(长时间显示固定画面后屏幕会有残影)和寿命问题 , 更适合平板、电脑等生产力产品 , 应用前景十分广阔 。
可以说 , Mini LED 填补了 LCD 进化到 Micro LED 之前的空白 。
02.
Mini LED 就是“灯超多”的 LCD 吗?
传统的 LCD 屏幕一般采用侧光式设计 , 将 LED 灯珠置于屏幕边缘 , 水平方向打光 , 光线通过导光板通过屏幕 , 从而点亮屏幕 。
而 Mini LED 一般是采用直下式设计 , 大量 LED 灯珠密集排布在面板底部 , 向上垂直打光 , 通过高密度排布 , 实现更小范围内的区域调光 , 从而让面板的亮度更加均匀 , 不会因为光源的远近有明显的明暗变化 。

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▲某类 Mini LED 背光模组生产流程
并且由于光源更多 , Mini LED 也可以实现相比传统 LCD 更高的色彩对比度和更高的峰值亮度 。由于不需要导光板来导光 , Mini LED 面板的厚度也随之变薄 , 让最终产品的轻薄性有了更好的保障 。
可以控制的背光分区变多 , 也就意味着屏幕可以有更多区域在不需要的时候“休息” , 从而节省功耗 。并且得益于无机发光二极管自身稳定、低电阻的特性 , Mini LED 屏幕的寿命要比 OLED 屏幕更长 。

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▲Mini LED 与传统 LED 背光模组对比
比较特别的一点是 , 目前 Mini LED 芯片组装基本都会采用“倒装芯片”结构 。这是因为倒装芯片无需“打线” , 适合超小空间密集排布灯珠的需求 。

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▲芯片正装(左)和倒装(右)示意图
03.
技术路径是成熟了 , 但技术骨头依然难啃
Mini LED 相比传统 LCD 屏幕有着如此明显的优势 , 甚至在显示效果上直逼 OLED 屏幕 , 那为何炒了这么多年概念才终于有少量产品落地呢?
其实 , 做屏幕一直就是成本和显示效果的博弈 , 厂商也是要在两者之间取一个平衡点 , 在一定成本限制下 , 如何实现最优的显示效果?
目前看来 , Mini LED 技术链条上最为关键的两个环节 , 一个是做出好的 LED 芯片 , 一个是把 LED 芯片封装好 , 而这两个环节从技术路径上来说已经成熟 , 也就是大家都知道该怎么做了 。
但在具体生产过程中 , 尤其是在生产工艺上 , 还有许多难关需要攻克 。

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▲一片用于制作 LED 芯片的晶圆
比如 , 芯片倒装工艺虽然可以带来诸多优势 , 但倒装工艺的把控同样极为重要 , 如何在微米级的尺英寸下 , 保证焊接面的平整度?以及电极结构的设计、易焊接性以及封装宽容度等等都是 Mini LED 生产工艺的设计难点 。
Mini LED 要求 LED 芯片能在较宽排列间距的情况下实现较小的混光距离 , 进而降低整机的厚度 。因此如何实现芯片的出光调控 , 以及后期使用过程中如何保证出光的一致性都是非常关键的 。

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▲不同 LED 芯片工艺特性对比
另外 , 还需要保证 LED 芯片的亮度集中性、小电流下的亮度一致性、一致的电容性等 。特别是红光芯片 , 在制作倒装工艺过程中需要进行衬底转移 , 这项操作较为复杂 , 其转移技术、生产良率控制及使用过程中的可靠性都是各家厂商不断优化的重点 。
在封装端 , 大家都知道 IMD(矩阵式集成封装)、COB(板上芯片封装)、COG(玻璃上芯片封装)等新技术的理想封装效果更好 。但梦想很丰满 , 现实很骨感 。

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▲从左至右:SMD 封装、“四合一”IMD 封装、COB 封装
比如 COB 这种性能非常领先的方案 , 功率更低、散热更好、分辨率色彩更好 , 同时屏幕封装尺英寸也没有限制 , 但实际上 , 由于良率较低 , 至今都鲜有采用 COB 方案的产品面世 。

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▲COB 封装工艺部分流程
由于上述这些极为“苛刻”的要求 , Mini LED 目前的生产和检测的作业效率普遍较低 , 如果市场需求快速增长 , 单一终端产品出现“百 K 级”以上芯片需求时 , 效率的限制就会更加明显 , 如何与终端厂商配合 , 提高生产效率 , 也是行业当前攻克的重点 。
苹果这次新推出的 iPad Pro 就是一个很好的例子 , 供应链早就传出消息 , 该产品预计 4 月就会量产 , 5 月出货 。但事实是 , 苹果也玩起了“期货” , 4 月下单 , 7 月到货 , 此中原因业内人士多判断为良率低于预期导致产能不足 。

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供应链把控力强如苹果 , 目前也难以保证大规模 Mini LED 产品的出货 , 其技术难度 , 可见一斑 。
根据供应链信息来看 , 苹果新款 iPad Pro , 其 Mini LED 屏幕仅背光模组成本就超过了 100 美元 。什么概念?一块 iPhone 12 Pro 的 AMOLED 屏幕成本约为 70 美元 , A14 芯片成本则在 40 美元左右 。
也就是说 , 现在一块平板的 Mini LED 屏幕成本要超过苹果顶级 iPhone 12 Pro 的屏幕、芯片成本的总和 。Mini LED 技术工艺成熟、良率提升、成本下降 , 仍然是所有厂商努力的方向 。
04.
中国台湾韩国霸占苹果供应链 , 大陆玩家你追我赶
说到这次的苹果 iPad Pro , 其实大家对于苹果 Mini LED 新品背后的产业链兴趣更浓 。从中国台湾晶元光电、隆达电子、中国台湾表面科技到 LGD , 苹果 Mini LED 供应链几乎被中国台湾、韩国显示巨头全部收入囊中 。

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▲中国台湾隆达电子
根据苹果分析师郭明祺分析 , 目前苹果 iPad Pro 生产中最难的一环就是 SMT(表面贴装技术) , 形象来说 , 就是“把 LED 芯片粘在 PCB 电路板上” 。
目前这个工作由中国台湾表面科技完成 , 据称台表科的 SMT 进入门槛是目前 Mini LED 产业链中最高的 。
而出现第二个能够对抗台表科的供应商 , 最快也要等到 2023 年 , 也就是两年后 。

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▲传统 SMT 工艺流程(非苹果 SMT 工艺)
中国台湾的半导体产业链条一直比较完整 , 从 Mini LED 技术来看 , 其上游 LED 芯片有晶电、荣达;中游封装、模组有亿光、隆达;驱动 IC 方面有聚积等 。
大陆这边 , 也有不少玩家在加速追赶 。LED 芯片厂商三安光电、华灿光电、乾照光电在 Mini RGB 芯片、背光应用的 Mini 蓝光芯片等领域已经实现了量产 。
三安光电现在已经成为了三星 Mini LED 电视的重要供应商之一 , 前不久三星刚刚发布的 Neo QLED 电视就采用了三安光电的 LED 芯片 。

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▲三星使用了 Mini LED 技术的 8K 电视
国内面板巨头 TCL 华星也与三安半导体合作 , 成立联合实验室 , 双方共投入超过 3 亿资金 , 共同研发 Mini LED、Micro LED 相关技术以及量产工艺 。
群创去年发布的国内首款可卷曲 Mini LED 显示器用到的 Mini RGB LED 芯片就由华灿光电独家供应 。
在中游 LED 封装端 , 国星光电成为国内首家 Mini LED 封装企业 , 他们在 Mini LED 和 Micro LED 技术上都有一定的储备 , 而瑞丰光电在 Mini LED 背光显示模组、柔性曲面 Mini LED 封装显示技术上都取得了一定进展 。
鸿利智汇的 Mini LED 背光和直显客户已覆盖京东方、TCL 华星;聚飞光电也成为 TCL 华星 142 英英寸 IGZO 玻璃基主动式 Mini LED 显示屏直显产品的供应商 。

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▲TCL 华星 142 英英寸 IGZO 玻璃基主动式 Mini LED 显示屏
可以说 , Mini LED 产业链条并不缺少中国厂商的身影 。
不过我们也要看到 , 在核心 LED 芯片技术、高端 Mini LED 封装技术方面 , 国内玩家仍然是追赶的姿态 , 距离中国台湾、韩国在该领域的头部企业仍然有一定差距 。
并且目前国内 Mini LED 技术的推进也逐渐放缓 , 从“热炒概念”到逐渐冷静 , 在提升良率、大规模量产方面 , 最后的攻坚仍有许多工作要做 。
适当放慢脚步 , 避免步子拉太大 , 其实对国内企业来说也是一件好事 。
05.
三年 Mini LED 芯片达“千亿颗”级 , 
巨头纷纷押宝
从 2019 年 12 月微星推出首款 Mini LED 笔记本电脑概念产品 , 到 2021 年年初 , 三星、LG、TCL、康佳、创维、长虹纷纷推出 Mini LED 电视产品 , 再到苹果新款 iPad Pro 开售 , 2021 年 , 无疑将成为 Mini LED 技术正式商用的元年 。

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由于 OLED 屏幕固有的烙印和寿命问题 , Mini LED 技术将会成为近几年生产力设备的首选 。苹果后续会在 MacBook 系列产品上采用 Mini LED 屏幕 , 郭明祺认为 Mini LED 会在苹果生产力产品线中保持长期关键策略性地位 。
有分析师预计 , 苹果 Mini LED 产品的出货量将在 2021 年、2022 年分别增长约 300% 和 225% 。而苹果的积极布局也将会逼迫竞争对手推出类似产品 , 目前 , 华为、三星、LG 等厂商都在积极布局 Mini LED 产品 。

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根据法国市场研究公司 Yole 预测 , 2019 年全球 Mini LED 终端设备数量约 324 万台 , 2023 年可达到 8070 万台 , 复合年均增长率达到 90% 。
市场规模方面 , 美国市场研究公司 Arizton 预估 , 2024 年全球 Mini LED 市场将达到 23.22 亿美元 。
在这些数据背后 , 是 Mini LED 单品价值的提升和 Mini LED 芯片出货量的暴涨做支撑 。

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▲生产线机器上数量众多的 LED 芯片
就以我们平时常见的大尺英寸电视为例 , 传统 LED 背光模组单台价值在 100 元左右 , 而搭载 Mini LED 背光技术的模组价值则在 2000 元以上 , 价值直接呈指数级增长 。
而在 LED 芯片消耗方面 , 传统侧入式背光的 LED 电视 , 只需要 50-100 颗左右的 LED 芯片 , 而直下式 Mini LED 背光电视则需要 20000 颗以上的 LED 芯片 。

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▲部分 Mini LED 背光电视产品概览 , 资料来源:LEDinside
Yole 预计到 2023 年 , 全球 Mini LED 芯片需求有望达到千亿颗量级 。
06.
结语:Mini LED 新战场 , 
中国厂商能否换道超车?
采用传统 LED 背光的 LCD 屏幕市场渗透率已经接近顶点 , 从 2017 年开始 , 在 iPhone X 的推动下 , OLED 屏幕就开始在小尺英寸屏幕市场中对 LCD 面板形成显著冲击 , 而 Mini LED 的火热无疑会给中大尺英寸 LCD 赛道带来新的看点 。
在 OLED 市场的高速增长中 , 韩国三星、LG 等厂商成为了最大赢家 , 多年形成的技术壁垒在短期内也难以打破 。
国内厂商一直以来在传统 LCD 产业中有着比较深厚积累 , 产业链也较为完整 , 以传统 LCD 技术为基础延伸升级的 Mini LED , 对于国内玩家来说是新的契机 。当然 , 工艺、良率等挑战也实打实的摆在面前 。
作为 Mini LED 尝鲜者、全球第二大智能手机厂商的苹果 , 将 Mini LED 推向前台 , Mini LED 市场 , 也从酝酿逐渐转向爆发前夜 。
【Apple|一万八的苹果iPad Pro 怎么就成了“期货”?】近几年 , 中国厂商在 LCD 领域快速追赶并实现超越 , 而能否抓住 Mini LED 技术机遇 , 则显得尤为关键 。

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