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              我國新型顯示行業市場發展深度解析

              來源:高瞻智庫  瀏覽數:  發表日期:
                一、新型顯示行業發展現狀
                1、新型顯示行業概述
                新型顯示也稱新型顯示,于20世紀60年代出現,主要包括液晶顯示器、發光二極管、等離子顯示板、電致發光顯示器等。目前液晶顯示(LCD)與有機電致發光顯示(OLED)為新型顯示行業主要顯示技術,占據行業絕大部分產值。
                新型顯示產業鏈由上游材料、中游組裝和下游產品組成,上游為液晶面板材料及OLED材料為主,中游為顯示模組、觸控模組及面板制造,下游終端應用于智能手機、平板電腦等移動智能終端產品。新型顯示產業是電子信息領域的核心支柱產業之一,融合了光電子、微電子、化學、制造裝備、半導體工程和材料等多個學科,具有產業鏈長、多領域交叉的特點,對上下游產業的拉動作用明顯。
                伴隨著消費電子行業的快速發展和科學技術的日新月異,在各種電子產品中廣泛應用的顯示面板技術也快速演進。面板的演進方向與數碼顯示產品更輕薄、更省電、色彩更真實等要求相一致,在LCD大規模發展和廣泛應用后,OLED顯示技術應運而生。
                從顯示技術的發展路徑來看,大致可以分為四個階段:
                圖表:顯示技術的發展路徑

                階段時間具體內容
                  在當下的市場格局中,OLED面板逐漸占據以智能手機為代表的中高端消費電子及家電市場,LCD面板在大尺寸家電及中低端消費電子市場仍占據一定市場份額,未來3-5年兩者雖然有競爭,但仍將保持并存發展的態勢。
                圖表:顯示面板技術演進路線

                資料來源:公開資料研究整理
                2、新型顯示行業細分市場發展分析
               ?。?)液晶顯示發展分析
                液晶最早于1888年被發現,20世紀60年代開始與顯示技術結合,發展出液晶顯示器。液晶顯示器根據液晶驅動方式可分為被動矩陣式和主動矩陣式,主動矩陣式LCD在亮度及視角、反應速度等性能上遠優于被動矩陣式LCD。TFT-LCD屬于主動矩陣式LCD,目前為市場主流顯示技術,具有輕薄、成本低、技術成熟穩定的優點,廣泛應用于電視、手機、筆記本電腦、桌上型顯示器等各類消費電子終端以及車載顯示、工業控制、健康醫療等專業顯示領域。
                目前TFT-LCD所使用的溝道層半導體基底材料主要有三種,分別是a-Si、LTPS和IGZO。早期TFT-LCD以a-Si基底材料為主,但a-Si電子遷移率較低,LTPS和IGZO材料可以大幅提高電子遷移率,從而能夠更好地實現高分辨率、高亮度、窄邊框、低功耗等顯示性能。
                a-Si技術由于成熟穩定,成本較低,可在所有尺寸產品上實現較高的良率,達到主流顯示性能,因此適用于所有產品市場,是電視、桌上型顯示器、筆記本電腦、車載顯示等大部分主要產品市場的主流技術,并在手機市場具備高性價比優勢。IGZO與LTPS技術雖然電子遷移率較a-Si有指數級提升,可實現PPI、低功耗和窄邊框等指標的大幅提高,但IGZO對水和氧敏感,成膜難度較大,LTPS需要離子注入和快速退火工藝,較難生產中大尺寸面板。IGZO、LTPS相比a-Si增加部分工序,工藝更為復雜,投入和成本較高。目前IGZO與LTPS的行業產能相比a-Si均很低,IGZO僅在高端筆電和高端平板電腦市場、LTPS僅在中低端手機市場對a-Si形成較為明顯的優勢,對a-Si技術的升級替代有限。
                圖表:液晶顯示的五個主要發展階段

                資料來源:龍騰光電
                1)a-SiTFT-LCD
                a-Si目前在各尺寸產品中均為主流技術。2017年起我國大陸廠商投建的第8.6、10.5代a-Si生產線陸續投產,大尺寸LCD產能持續增加,我國大陸LCD產能的全球占比已接近50%。韓國廠商陸續關閉a-Si舊生產線,退出TFT-LCD競爭,2016~2017年三星關閉了一條第5代線和一條第7代線,并于2019年關閉一條8代線。隨著供需狀況的好轉,2019年以來大尺寸a-SiTFT-LCD面板價格已逐步回升。第6代及以下a-Si生產線仍為生產筆電、手機、車載面板等中小尺寸產品的主力。
                在智能手機市場,a-Si受到LTPS和AMOLED的激烈競爭,a-Si面板在智能手機中的份額下降,預計a-Si面板在智能手機市場份額將持續下滑。
                總體來看,未來a-Si技術仍將為TFT-LCD中的主流技術,在電視、桌上型顯示器、筆記本電腦、車載等產品中占據主要市場份額。
                2)LTPSTFT-LCD
                我國大陸廠商新建LTPS生產線于2016至2017年陸續投產,全球LTPS產能大幅增長,導致價格下跌,產值下降。近年來LTPS產能穩定,在智能手機全面屏滲透率大幅增加的推動下,LTPS產值維持穩定并小幅增長。隨著全面屏的持續滲透,LTPS將穩定發展,預計LTPS產值規模將穩中略升。
                3)IGZOTFT-LCD
                近年來IGZO面板需求主要來自蘋果iPad、MacBook等高端平板、筆記本電腦,IGZO面板供給主要來自夏普、LGD和京東方,主要產能增長來自中電集團旗下華東科技第8.5代生產線和成都熊貓第8.6代生產線。IGZOTFT-LCD由于具有高電子遷移率且易于中大尺寸生產,對4K/8K高分辨率面板生產具備優勢,隨著電競筆記本電腦出貨快速增長以及8K電視于2019年開始大量出貨,將為全球IGZOTFT-LCD市場增加新的動力。
               ?。?)OLED顯示發展概況
                OLED在1979年由美國柯達公司發明,1997年日本Pioneer公司首次將單色的OLED應用于汽車音響面板,開啟了OLED產業化的突破口。OLED是一種自發光技術,將電能通過有機發光材料轉化成光能,不需要在屏幕下添加背光模組,可以降低屏幕厚度。OLED色彩飽和度和亮度可達到很高的參數,但由于在中大尺寸產品上良率低、成本過高及技術限制,主要應用于高端智能手機、可穿戴設備等有柔性顯示要求的小尺寸產品。
                OLED也可以分為主動型(AMOLED)和被動型(PMOLED),AMOLED與TFT-LCD類似,通過TFT陣列作為開關控制每個像素點的發光情況,相比無TFT開關的PMOLED在對比度、刷新頻率等指標上具有明顯優勢,AMOLED是OLED中的主流技術。AMOLED顯示的關鍵技術不僅在于顯示發光方式,而且在于控制發光的TFT技術,其背板需由LTPS或IGZOTFT驅動。AMOLED相對于TFT技術不是替代性的,而是對TFT技術的進一步應用。
                韓國廠商三星和LGD是全球AMOLED產業化、市場化的主要推動者和市場參與者。三星2001年起開始投入量產AMOLED面板,前期主要通過改造升級舊的第4代TFT-LCD生產線實現,2011年全新的第5.5代AMOLED生產線投產,又陸續建設了第6、8代生產線。2014年LGD首條第8.5代AMOLED生產線投產。近年來,中國大陸廠商積極研發AMOLED,日本和中國臺灣面板廠商對OLED投資力度較小。目前,三星和LGD分別在AMOLED小尺寸和大尺寸應用領域占據絕對的技術和產能優勢。
                AMOLED由于擁有低能耗、輕薄以及可柔性化等特點,在手機、可穿戴市場具備優勢,近年來AMOLED在智能手機應用中快速滲透。根據IHS數據,預計2025年手機面板中AMOLED占比將達到37%。在中大尺寸產品上,AMOLED受限于技術、良率和成本等因素發展緩慢。隨著折疊屏手機的出現,以及智能手機全面屏、屏下指紋等技術的持續發展,AMOLED將持續在智能手機領域擴大競爭優勢,隨著我國大陸AMOLED產能的釋放,預計AMOLED產值將穩定增長。
               ?。?)MiniLED和MicroLED新型顯示技術
                MiniLED和MicroLED屬于LED顯示,是繼LED戶內外顯示屏、LED小間距之后LED顯示技術升級的新產品。MiniLED與MicroLED將傳統的無機LED陣列微小化,除了繼承傳統小間距LED無縫拼接、寬色域、低功耗和長壽命的優點外,還擁有更好的防護性、可視角度大、高PPI、高亮度和對比度等優勢。
                1)MiniLED
                MiniLED是小間距LED向MicroLED發展的過渡階段,晶粒尺寸約為100微米。MiniLED技術由三安光電、國星光電、洲明科技等LED產業鏈廠商主導,較為成熟,已進入少量量產階段,目前主要應用為MiniLED顯示和MiniLED背光。
                MiniLED顯示于2018年實現量產,主要定位高端小間距LED市場,目前主要應用于商業廣告與戶外大型顯示,在LED產業鏈廠商布局下已具備技術、產能、良率條件,有望進入4K/8K大尺寸LED電視領域。
                根據LEDinside預測,2023年MiniLED顯示市場規模將達到6.4億美元。MiniLED背光將MiniLED代替LED作為LCD背光源,具有色域更高,超高對比度,提供更高的動態范圍(HDR),顯示屏厚度更薄的特點,從而使LCD更加接近OLED的顯示效果,且成本更低,使得LCD與OLED的顯示差距大大減小。
                MiniLED背光從2018年下半年起逐步應用在高端筆記本電腦、游戲電競桌上型顯示器、4K/8K大尺寸電視,在華星光電、友達等面板廠商和蘋果等終端品牌推動下2020年有多只產品將采用MiniLED背光。根據LEDinside預測,2023年全球MiniLED背光模組市場規模有望達到5.3億美元,預計采用MiniLED背光的電視背板市場規模將達到82億美元。
                2)MicroLED
                MicroLED將晶粒尺寸進一步縮小至10微米,MicroLED顯示將LED晶粒連接到TFT驅動基板上,LED像素點均可以被獨立定址、點亮,從而實現對每個像素放光亮度的精確控制,進而實現圖像顯示。MicroLED由于無需背光模組、且LED發光效率優于OLED,具有發光效率高、功耗低的優勢,同時具備高分辨率、高亮度、高對比度等優勢。蘋果2014年收購MicroLED初創企業Luxvue,率先開展技術儲備。預計MicroLED在智能手表為代表的可穿戴設備、VR/AR設備、室內大屏顯示中最具可行性和市場潛力。
                MicroLED目前巨量轉移、外延晶圓、驅動IC、背板、檢測維修等技術尚未攻克,在成本和量產技術方面尚不成熟。三星電子在2018年CES發布了146英寸MicroLED電視,MicroLED市場需求和產品技術逐步起步,2020年產值達到1億美元,未能實現規模量產,尚處于技術儲備階段。未來隨著LG電子和蘋果等終端廠商的加入,以及巨量轉移技術的突破,預計大尺寸MicroLED市場將進入萌芽階段。
                二、新型顯示行業市場規模
                在筆記本電腦、智能手機、平板電腦、大尺寸高清電視以及車載和工控等專業顯示歷次應用浪潮的推動下,全球新型顯示行業發展穩定,市場空間巨大。
                2017年全球新型顯示產業產值高達1243.04億美元,2018年由于宏觀經濟環境變化、產能快速增長導致價格劇烈下降等因素影響,產值有所下降,但仍高達1144.26億美元。隨著4K/8K技術的成熟、AMOLED產能釋放以及5G、物聯網的推進對新型顯示產業的拉動,2020年全球新型顯示產業產值達1200億美元,保持穩定回升態勢。
                圖表:2013-2020年全球新型顯示市場規模(億美元)

                資料來源:IHS
                圖表:2013-2020年全球新型顯示行業出貨量情況(百萬片)

                資料來源:IHS
                由于TFT-LCD技術成熟,成本較低,應用范圍廣泛,TFT-LCD技術在平板顯示產業中依然占據一定優勢,未來TFT-LCD產值占比雖下降,但至2022年仍將占據65.25%的市場份額,是市場主流顯示技術之一。
                AMOLED由于在智能手機中快速滲透,近年來產值和出貨量大幅提高,在平板顯示行業增長較快,未來將繼續保持快速增長。
                在5G等新興技術推動顯示場景無處不在、顯示器件應用范圍持續擴大的背景下,預計至2022年全球顯示面板出貨量仍將持續增長。
                三、新型顯示行業競爭格局
                1、總體競爭格局
                目前全球新型顯示行業企業以韓國、日本、中國臺灣和中國大陸面板生產廠商為主,形成了“三國四地”的競爭格局。
                日本是最早實現TFT-LCD產業化的國家,對液晶顯示技術具有深厚的技術積累,代表廠商為JDI、夏普。1995年后韓國面板廠商憑借高額的政府補助迅速占領市場,后來居上,主要企業為三星電子和LGD兩大巨頭。中國臺灣企業依靠日本轉移技術發展壯大,主要有友達光電、群創光電、瀚宇彩晶。中國大陸廠商依托巨大的下游需求市場,在我國政府的大力支持下快速崛起,發展出京東方、華星光電、深天馬、中電集團、惠科、維信諾、龍騰光電等主要企業。
                2、市場競爭狀況
               ?。?)市場競爭格局概述
                新型顯示行業集中度較高,三星電子、LGD、京東方作為行業內巨頭,各擁有多條涵蓋高低世代各類基底材料技術TFT-LCD及AMOLED生產線,具備各技術全領域產品生產能力。友達光電和群創光電兩家中國臺灣企業具有較大的TFT-LCD產能,但在AMOLED技術領域投入較少。其余如深天馬、龍騰光電等企業均尋求差異化競爭,通過深耕一種或幾種顯示技術,在特定的細分產品領域形成差異化競爭優勢。
               ?。?)大尺寸領域競爭格局
                在大尺寸的電視面板市場,市場主要競爭參與者為擁有多條高世代線的廠商。根據IHS數據,按照出貨量排名,前五位依次為京東方、LGD、群創光電、華星光電和三星,均占據10%以上的市場份額,其他主要廠商為友達光電、中電集團、惠科和夏普。而按照出貨面積排名,前五位依次為LGD、京東方、三星、華星光電和群創光電。
               ?。?)中小尺寸領域競爭格局
                中小尺寸顯示領域主要包括智能手機、筆記本電腦、平板電腦和車載顯示等應用,三星、京東方等行業巨頭仍占據主要市場份額,而深天馬、JDI、深超光電及龍騰光電等體量較小的企業憑借主攻細分市場的差異化競爭策略獲得了一定的市場份額。
                四、新型顯示行業發展前景/趨勢
                1、新型顯示產業產能迅速向我國大陸地區集中
                隨著新型顯示行業國家支持政策的出臺,在各級地方政府支持下,眾多新型顯示國內外廠商加大了在我國大陸投資建設面板新產線的力度。據統計,我國大陸在2016年以后達產的面板生產線共有31條,其中TFT-LCD生產線18條,OLED生產線13條,分布在長三角、珠三角、環渤海以及以成都與武漢為代表的中西部產業聚集區,投資總額7690億元。
                2016年我國大陸新型顯示產能首次超過我國臺灣地區,2017年又繼續超過韓國成為全球最大的新型顯示產能地區,占比34%。2018年至2020年,我國大陸顯示面板產能將持續大幅增加,預計至2022年,我國大陸產能占比達到56%,全球產能向我國大陸集中趨勢不可阻擋。
                圖表:全球各地區新型顯示產業產能占比變化

                資料來源:IHS
                2、高世代TFT-LCD產線投資巨大,在中大尺寸面板保持領先
                按照所使用的玻璃基板尺寸大小,TFT-LCD生產線可劃分為不同的世代數,自1990年第1代TFT-LCD生產線開始建設以來已發展至第10.5代。業界通常將第6代及以下生產線稱為低世代線,將第7代及以上的生產線稱為高世代線。
                TFT-LCD生產線的升級以玻璃基板的尺寸提升為主,相應的產線投資和工藝難度更大,但各世代線所用底層核心技術基本相同,顯示面板產品的技術指標與世代數沒有必然聯系。
                從生產良率和玻璃基板利用效率綜合考慮,玻璃基板存在經濟切割,切割片數一般至少為6片,玻璃基板利用率達到90%以上,如5代線可經濟切割6片27英寸面板或15片15英寸面板,進入智能移動終端時代后由于低世代線用于切割中小尺寸面板更具成本效率優勢,主要產品為15英寸以下的手機、筆記本電腦、車載顯示面板。而8.5代線可經濟切割6片55英寸面板、8片49英寸面板或18片32英寸面板,主要產品面向大尺寸電視和桌上型顯示器。
                目前,行業主流生產線情況如下:
                圖表:行業主流生產線情況

                資料來源:公開資料研究整理
                面板廠商選擇建設的生產線的世代數主要根據面板終端應用產品決定,應用產品尺寸越大,達到經濟切割所需要的生產線世代數越高。隨著各應用領域尤其是液晶電視對大尺寸屏幕的需求持續增加,生產線世代數也相應提高。
                高世代線的主力技術仍為a-SiTFT-LCD。據統計,2017年以來全球新增已投產的11條高世代線中僅有LGD廣州第8.5代線為OLED技術,除中電集團成都第8.6代線采用IGZO技術外,其余9條線均為a-Si技術。預計至2022年還有6條高世代線投產,僅有LGD韓國坡州第10.5代線為OLED技術。2017年至2022年全球預計新增高世代線中有14條位于中國大陸,新增高世代TFT-LCD產能主要集中在中國大陸。中國大陸企業將持續加碼高世代線,不斷提高LCD領域的話語權。
                3、AMOLED性能和良率持續改進,小尺寸面板領域具備優勢,我國大陸發展積極
                AMOLED由于擁有低能耗、輕薄以及可柔性化等特點,在手機、可穿戴市場具備優勢,隨著產能和良率的提升,近年來在手機應用中快速滲透,在高端智能手機中對TFT-LCD相關技術產品形成較為明顯的替代。
                根據IHS數據,預計未來AMOLED在手機中滲透率快速增加,2022年達到34%。但AMOLED存在壽命短、性能不穩定的重要缺點,無法達到車載產品安全性及可靠性要求,在車載等專業顯示產品中應用受限。AMOLED同時也受到工藝難度大、成本較高的限制,在中大尺寸產品市場的應用仍不成熟。目前小尺寸AMOLED領域仍為三星一家獨大,我國大陸企業正不斷在產能和良率上縮小韓國廠商差距。隨著京東方、深天馬、維信諾等多條生產線產能和良率爬坡,我國大陸OLED產能全球占比快速提高。
                圖表:全球各地區OLED產能變化趨勢

                資料來源:IHS
                4、IGZOTFT和LTPSTFT技術逐步成熟,TFT-LCD顯示性能大幅提升
                a-Si為最早用于TFT-LCD的半導體基底材料,其生產技術成熟,成本低廉,初期普及速度很快,但是a-Si電子遷移率低,a-SiTFT-LCD面板分辨率偏低。
                IGZO為金屬氧化物中的主流成熟技術,IGZO和LTPS相對于a-Si具有更高的電子遷移率,電子遷移率越高則器件信息傳輸量越大,可使用更窄的通道傳遞信息,實現更高的分辨率,并具有高亮度、低功耗、窄邊框的優勢。
                IGZO技術最早在2012年由夏普成功量產。目前我國大陸已量產及在建的包含IGZO產能的TFT-LCD生產線共9條。
                圖表:我國IGZOTFT-LCD生產線分布情況

                資料來源:IHS
                2013年JDI第6代LTPS生產線量產,躍居全球LTPS產能的龍頭地位。2014年起隨著京東方、深天馬和華星光電建設的LTPS生產線投產,改變了LTPS產能由日本獨大的態勢。目前我國大陸已量產包含LTPS產能的TFT-LCD生產線共5條。
                由于LTPS技術所需的離子注入和快速退火工藝仍難以在大塊玻璃基板上實現高良率,目前投產的LTPS生產線均為5.5代和6代,更適合對分辨率和刷新率等要求更高的中小尺寸面板。
                5、終端產品的個性化需求促進新型顯示技術不斷發展
                隨著顯示領域的逐步拓展,消費者對不同顯示領域提出了更多差異化的需求,新型顯示行業技術仍在高速發展,各種創新技術層出不窮。
                在顯示性能上,高分辨率、窄邊框、低功耗等新技術的應用,使TFT-LCD在產品性能和成本競爭力方面不斷提升,持續拓展TFT-LCD應用范圍,弱化了AMOLED在高清晰度方面的優越性,在大尺寸領域以4K/8K超高清技術最為典型,在小尺寸領域以高PPI值最為典型。
                隨著市場對顯示屏幕性能要求不斷提高,中小尺寸顯示面板未來將向輕薄化、觸控一體化、低功耗等方向發展,產生了相關的衍生前沿技術,如In-cell和On-cell觸控技術,提高了全貼合產品的良率、節約材料成本、實現屏幕輕薄化,全面屏手機的熱潮帶來屏下攝像頭、柔性顯示、透明顯示等創新技術的快速普及等。移動終端市場對顯示屏幕防窺、可折疊等功能的需求也開始出現。大尺寸顯示領域則持續向超大尺寸、超高清化發展,新型顯示技術如量子點、MiniLED、QD-OLED在三星、LG和海信等電視品牌廠商的推動下開始進入量產階段。
                隨著5G的發展,萬物互聯時代的來臨,信息爆炸的年代同樣需要爆發式的影像資訊技術來支持人們對資訊的獲取,智能穿戴、智能家居、AR/VR等產品已經開始大量進入我們的生活,各種新型的顯示技術,如MicroLED、QLED、全息顯示等陸續出現。
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