半導體是現代經濟社會發展的戰略性、基礎性和先導性產業，也是傳統產業邁向數字化的基礎支撐。數字經濟發展和新型應用將為全球半導體產業帶來結構性增長，與此同時，國際環境複雜交織，我國的半導體產業鏈也面臨著前所未有的發展視窗期。
光源資本長期關注半導體及產業鏈上下游領域的投融資新機遇。成立以來，我們服務了多家國內頭部 IC 設計、製造封測以及裝置/材料企業，並持續關注產業鏈上下游的新發展動態，助力1%頂尖企業家改變世界。「光源研究」正式推出半導體系列，與各位分享光源在半導體領域積累的產業服務經驗與洞察到的新趨勢。
LED “寒冬”之下，2022年 Micro LED 領域的投融資卻熱度不減。據高工LED不完全統計，2022年，針對 Mini/Micro LED 的投資超過700億元規模，基本延續了2020- 2021年的投融資熱潮。越來越多的面板企業和 TV 廠商入局 LED，並加大對新一代 LED 技術的投資佈局力度。未來兩三年，LED 行業將迎來新一輪產業調整，Micro LED 也有望開啟 LED 下一個黃金十年。
我們認為，Micro LED 的投融資熱潮，一方面是受新消費需求帶動，AR/VR、車載顯示等高畫質顯示需求成為新舊技術迭代的重要動力；另一方面，面板行業的技術迭代非常快，競爭激烈，要想在全球新一輪 LED 產業升級浪潮中繼續保持領先身位，加大對新技術的研發成為國內企業唯一的選擇。Micro LED 技術當前處於商業化早期，在製備技術上仍面臨多重挑戰。本篇「光源研究」將拆解阻礙 Micro LED 產業化各個環節上的技術難關，分享光源對 Micro LED 未來投融資機會的觀察與思考。
Micro LED 行業概覽
Micro LED 被視為繼 LCD 和 OLED 之後的新一代顯示技術。較主流及同類顯示產品，Micro LED 顯示具有“自發光、高效率、低功耗、高整合、高穩定性、全天候工作等優良特性”，畫質與能耗優勢顯著，未來商顯、消費電子及高密度整合半導體資訊應用前景開闊，是下一代主流顯示技術的重要選擇。
Micro LED 行業概覽
在大屏顯示方面，各面板廠商已陸續推出產品，如三星就於2018年率先推出全球首款消費級模組化 Micro LED 電視，並於2022年8月釋出110英寸 Micro LED 電視，售價將近105萬元。而在小屏顯示方面，蘋果是最早佈局 Micro LED 的企業之一，預計將於2024年推出一款配備 Micro LED 顯示屏的全新高階 Apple Watch。
當前，Micro LED 的應用集中在高階消費場景，主要側重在超大尺寸的大屏顯示和智慧手錶端的小屏顯示兩個領域。
技術進步是 LED 行業發展的底層驅動力。類似半導體領域的摩爾定律，LED 的行業發展遵循著海茲定律，預計每十年 LED 的光效將提升20倍，同時成本下降90%。
1. 行業驅動因素：技術驅動 LED 微小化
行業內根據晶片尺寸對 LED 進行分類，一般包括傳統 LED、Mini LED 以及Micro LED。
傳統 LED 晶片尺寸大於300um，應用領域包括照明、背光、顯示等領域，但受到尺寸影響，在高畫質顯示、高密度背光方面的應用受到限制。
Mini LED 的晶片尺寸在100-300um，應用領域主要面向 Mini LED 背光以及P0。6（畫素點間距0。6mm）以上的較高畫質晰度顯示。Mini LED 也被認為是液晶顯示 LCD 到 Micro LED 的過渡技術，相較傳統 LED 和 LCD 面板，Mini LED 可憑藉微小尺寸的燈珠實現更精細的背光控制，提高顯示屏的對比度和影象質量。這一技術從2020年才開始被批次應用於消費級電子產品上，如蘋果2021年釋出的12。9寸款 iPad Pro 就採用了 Mini LED，這也是蘋果應用 Mini LED 螢幕的首款產品。
Micro LED 不論是在 LED 晶片尺寸上還是在顯示技術上，都比 Mini LED 往前更進一步，它也被譽為是面向未來的“終極顯示技術”。Micro LED 是 LED 薄膜化、陣列化、微縮化技術的產物，它更進一步將我們目前所見的 LED 尺寸微縮至100um以下，是原本LED的1%，甚至未來有望達到10um以內，應用領域主要面向高畫質顯示，包括P0。9、P0。6、P0。3及以下高畫質顯示屏/電視，甚至AR/VR等更高畫質晰度的顯示。
1. 行業驅動因素：技術驅動 LED 微小化
在海茲定律的驅動下，相同亮度所需的 LED 晶片尺寸持續縮小，這也使得 LED 擁有了更豐富的應用場景。回顧過去十年，我們可以看到，在2010-2012年間，LED 在大尺寸背光、通用照明以及小間距 LED 顯示三大領域迎來全面突破，成為這三個細分領域的主流技術，並驅動此後五年左右行業高景氣。
2010-2012年間，LED 晶片尺寸縮小至1mm以內，點間距（P）縮短至2。5mm，這類小間距 LED 顯示屏更適合人眼在2-4m左右距離近距離觀看，LED 顯示由此從戶外走向室內。此後，成本的不斷下降也助推小間距 LED 顯示屏高增長。
到2020年，得益於 LED 晶片尺寸和間距的進一步突破，晶片尺寸微縮至200um甚至是100um以內，P0。9以下的顯示屏走向成熟， LED 顯示屏的效果開始接近傳統液晶顯示。而隨著P0。6-0。7、P0。3的成熟，Micro LED 有望成為微間距 LED 顯示屏的主流，畫面質量也將朝著更高畫質的方向進步。
在海茲定律的推動下，LED 晶片的光效將不斷提升，帶動晶片尺寸和燈珠間距（P）的縮小，顯示效果也更優越。
2. 發展階段：Micro LED 有望開啟下一個十年週期
據行家說產業研究中心資料顯示，2021年全球 LED 顯示屏市場規模約519億人民幣，其中P1。0以下的微間距顯示屏和P2。5以下小間距顯示屏的市場規模有明顯增長。預計未來5年，P1。0以下的微間距顯示屏 CAGR 為75。53%，小間距顯示屏 CAGR 為19。01%。
受制於製造成本高、關鍵技術未突破等因素，Micro LED 暫未實現大規模量產，
2. 發展階段：Micro LED 有望開啟下一個十年週期
根據半導體分析機構 Yole 的研究和預測，未來3-5年將成為 Micro LED 走向消費級應用的關鍵時期。Micro LED 將首先在 VR/AR、智慧手錶、以及大屏顯示領域開始量產應用：VR/AR 方面，Micro LED 2022年從單色眼鏡開始發展，將在2025年進入消費級應用；智慧手錶方面，Micro LED 也將於2024年開始進入快速應用發展階段；大屏顯示方面，Micro LED 預計將於2025年進入高階消費級電視市場，而手機和車載顯示應用的時間則相對更為靠後。
據 Trend Force 統計，2021年全球 Micro LED 市場規模預計僅為0。23億美元，2025年市場規模將達到38億美元，年複合增長率258%。Omdia 預計，到2028年，全球 Micro LED 顯示器的出貨量將從2020年微不足道的水平飆升至近1550多萬片。
3. 市場潛力
Micro LED 的工藝流程包括襯底製備、外延片與晶圓製備、畫素組裝、缺陷監測、全綵化、光提取與成型、畫素驅動等7個環節，具體來說其產業鏈包括晶片製造、巨量轉移、面板製造、封裝/模組、應用及相關配套產業。Micro LED 晶片微小化也使得傳統的製造技術不再適用，
3. 市場潛力
，成本居高不下，這也制約了 Micro LED 晶片當前的滲透率。
從市場規模來看，全球小間距顯示屏市場步入穩定發展階段，微間距顯示屏市場還處於較早期，但保持高速增長。
目前，半導體晶片的製程已相當成熟，但 Micro LED 支撐技術及相關產業公司仍處於摸索階段。與傳統 LED 產業鏈相比，Micro LED 晶片的微縮化對晶片製造提出了更高的要求，
目前的應用領域主要集中於對成本較為不敏感的商業級大尺寸顯示，走向更廣闊的消費級應用仍須時日。
，因此在外延製備、PL、ITO、光刻、蝕刻、磊晶剝離、電測等環節均面臨精細化工藝、良率提升等技術難關。
此外，隨著 LED 晶片尺寸變小，蝕刻過程中側壁缺陷將對內部量子效率 IQE 造成影響，大幅減少晶片傳輸量，
產業鏈分析與核心技術攻克難關
。目前來看，反射膜新增劑引入光提前結構均可實現一定程度的 EQE 提升，但在小型領域應用仍屬於工程問題，未來發展仍存在挑戰。
產業鏈分析與核心技術攻克難關
由於 Micro LED 的晶片尺寸小，相較傳統 LED 單位面積下晶粒數量龐大，需要將大量 LED 晶粒準確且高效轉移至電路板上。以3840*2160的4K顯示為例，需轉移晶體數量超過2，000萬，按照常規轉移效率計算，需要幾日甚至幾周才能完成全部的晶粒轉移，
在晶片製備的各個環節都面臨著全新的技術挑戰
巨量轉移被認為是實現 Micro LED 價格大規模降低、從而實現其商業化落地的核心技術之一。若巨量轉移技術取得突破，將帶來一個廣闊的轉移裝置市場。
針對這一技術難點，業內的主流解決方案目前包括靜電吸附、相變化轉移、流體裝配、滾軸轉印、磁力吸附、範德華力轉印、鐳射轉移等。鐳射轉移在修復難度和轉移效率等維度上效果更優，未來有可能成為巨量轉移的主流技術。
難點一：微縮晶片及外延
根據 Yole 出具的 Micro LED 顯示專利報告，LuxVue 和 X-celeprint 把持著巨大的專利數量，ITRI（臺灣工研院）、CSOT（華星光電）緊隨其後，但專利數量仍不及 LuxVue 半數，差距懸殊。
我們持續關注行業內企業在巨量轉移方面的最新進展。以光源服務的合肥欣奕華為例，合肥欣奕華致力於提供高階裝備、工業機器人、智慧工廠解決方案，掌握多項高階裝備核心技術，填補國內 Micro LED 和 OLED 空白，是推進中國智慧製造發展的領軍企業之一。公司自主研發的蒸鍍裝置、巨量轉移裝置在國產裝置中市佔率第一，已在半導體、顯示面板、光伏等賽道擁有超百家賽道知名客戶。
難點一：微縮晶片及外延
顯示器的色彩顯示需要透過全綵化技術來實現，這也是 Micro LED 的核心技術難點之一。目前 Micro LED 在近眼顯示領域尚無法實現全綵的高亮顯示，在 AR/VR 等對解析度、色彩顯示要求極高的應用場景仍面臨巨大挑戰。
Micro LED 單色顯示僅需透過倒裝結構封裝與驅動 IC 貼合，顯示、製備與工藝難度相對較低，而全綵化方案工藝複雜度相對較高，現有的解決方案有 RGB 三色 LED 法、UV/藍光LED+發光介質法、透鏡合成法，但目前均存在相應的短板。以 RGB 三色陣列為例，需要依次轉貼紅、藍、綠晶粒。同時，由於嵌入晶粒規模超過十萬，對於晶粒光效、波長的一致性、良率要求更高。一旦實際輸出電流與理論電流出現偏差，就會導致畫素呈現色彩偏差。
在工藝流程和材料方面，UV/藍光LED+發光介質法相較其他方案更為簡單，主要採用藍光 LED 來替換背光板、以量子點膜或熒光粉作為發光介質替代 RGB 濾光片。
既需要將晶片尺寸微縮至50um以下，同時還需要滿足高 PPI 需求
以藍光 LED 替換背光板光源後，量子點膜在藍光激發下可發出純正的綠光和紅光，完成全綵顯示。
我們認為，未來隨著量子點技術的完善，UV/藍光LED+發光介質法具備更大的發展前景，有望成為全綵化的主流技術，且量子點在 LCD、OLED 中也均可發揮巨大作用，建議關注在量子點具有深厚技術沉澱的公司。
導致外部量子效率 EQE 效率減弱
由於 Micro LED 的晶片尺寸和間距極小，傳統的測試裝置難以使用，如何在百萬甚至千萬級的晶片中對缺陷晶粒進行檢測、修復或替換是一個巨大的挑戰。現有的解決方案包括光致發光測試和電致發光測試。光致發光測試主要利用光源激發矽片或太陽電池片，透過對特定波長的發光訊號進行採集、資料處理，從而識別晶片缺陷。電致發光測試則是指，在強電場作用下，晶片中的電子成為過熱電子後，根據其回到基態時所發出的光來檢測晶片缺陷。
難點二：巨量轉移
Micro LED 相較傳統 LED 晶片間距小，這也導致貼片難度增加，成本也會面臨指數型增長。現有的解決方案以 COB 和 COG 封裝為主，近來也出現了新型封裝技術 MIP，全稱 Micro LED in Package，即整合封裝。MIP 在成本和效率上更具優勢，它的基板精度高，晶片無需測試篩選，測試分選在封裝環節即可完成。此外，由於點測難度從晶片級難度轉換為引腳上的點測，測試難度降低，並且可採用巨量轉移技術，具備較大發展前景。
難點二：巨量轉移
作為傳統顯示領域的固定鏈條，基板材料一直處於穩定地位，常見的材料包括 PCB、玻璃基板。Micro LED 入局可以促成對現有產能的消化，不過這也需要基板廠商為巨量轉移技術做好承接。Micro LED 更容易在平整的玻璃基板上實現巨量轉移，玻璃基板發展潛力更大。
晶粒轉移效率及良率控制未達到量產標準，難以形成規模效應，製備成本及產品價格居高不下。
我們認為，上述技術難點將成為 Micro LED 未來能否步入消費級應用的重要關卡，創業企業有機會在關鍵技術方面取得突破，搶佔先機。我們將持續關注以下6個方面的技術進展：
早在2012年，蘋果、三星、索尼等行業巨頭相繼佈局巨量轉移技術，國內起步較晚，專利方面也主要由外國廠商佔據主導地位。
是實現 Micro LED 價格大規模降低、從而實現 Micro LED 商業化落地的核心技術之一，儘管不同的公司提出了不同的技術路線，但目前的轉移效率及良率均未達到大規模商業化的水平，若巨量轉移技術取得突破，將帶來一個廣闊的轉移裝置市場。從目前的技術效果來看，未來鐳射轉移可能成為巨量轉移主流的技術，建議關注行業內企業在巨量轉移方面的最新進展。
難點三：全綵化
也是實現 Micro LED 的核心技術，目前主要有 RGB LED、透鏡合成、量子點三種主流方式，目前均存在相應的短板，未來隨著量子點技術的完善，量子點有望成為全綵化的主流技術，且量子點在 LCD、OLED 中也均可發揮巨大作用，建議關注在量子點具有深厚技術沉澱的公司。
隨著 Micro LED 晶片尺寸的急劇縮小，為
難點三：全綵化
帶來了更多的挑戰，目前行業製造工藝尚未標準化且主要由國外廠商提供，因此 LED 晶片的上游裝置與材料存在技術更新和國產替代的投資機會。
在微間距的趨勢下，晶片的
量子點膜的粒徑介於1-10nm之間，較熒光粉顆粒更小，同時因其高吸光-發光效率、寬吸收頻譜等特性，色彩純度與飽和度更高，是比熒光粉更優的技術方案。
發生了巨大的改變，COB、COG、MIP 的封裝方式與 Micro LED 比較契合（其中 MIP 技術更能實現效率與成本的平衡），可關注在 COB、COG 和 MIP 領域內可能存在的投資機會。
傳統 PCB 基板的背光模組在散熱效能上存在極限，且不能無限超薄。
難點四：檢測
雖然是嶄新工藝路線，但是卻是一個“上游高度成熟”的產品，且比 PCB 板在超精細、超大板卡上更為成熟和具有規模成本與工藝成本優勢。如果應用巨量轉移技術，玻璃基板的友好性也更高，可關注玻璃基板 LED 技術的最新進展與相關公司。
光源認為，從 Micro LED 製造各環節競爭格局來看，晶片微縮、面板製造及應用環節相對來說發展更快，京東方、華燦光電、TCL華星等多家優秀上市公司及一些初創企業已前瞻性佈局，競爭較為激烈。而巨量轉移及全綵化環節，國內外水平仍然存在較大差距，屬於卡脖子領域，相關技術和裝置類初創企業稀缺，機會和市場空間巨大。
過去幾年，光源資本深耕半導體產業鏈上下游，服務了一批以技術創新、模式創新引領產業變革的創業企業，涵蓋 IC 設計、製造封測、裝置與材料等產業鏈各環節。我們堅持產業化戰略，在為奕斯偉、欣奕華等產業集團提供資本市場戰略和執行服務的同時，也為光源的企業家生態帶來了豐富的產業合作資源。
難點四：檢測
［1］ 2019。09，電科技，《Mini LED來了，真正面向未來十年的Micro LED顯示技術還會遠嗎？》；
［2］ 2020。12，中金，《LED行業深度：十年磨一劍Mini/Micro開啟LED下一個十年》；
［3］ 2021。05，中國銀河證券，《利亞德：全球LED顯示領創者深度佈局Mini/Micro賽道》；
［4］ 2021，頭豹研究院，《2021年中國LED顯示系列報告（一）：2021中國Micro LED產業前瞻》；
［5］ 2021。10，YAHAM，《玻璃基板，Mini/Micro LED的進擊之路？》；
［6］ 2021。12，行家說，《2021微間距LED顯示屏調研白皮書》；
［7］ 2022。10，艾邦LED網，《Micro LED——“終極”近眼顯示技術》；
［8］ 2022。12，品玩，《Micro-LED如何解鎖高畫質無碼？》；
［9］ 2022。12，高工LED，《超700億元，2022年Mini/Micro LED投資“故事”》；
［10］ 2023。01，力鼎產業研究網，《Micro-LED產業化需要流程與工藝全面革新，目前存在技術瓶頸（晶片、巨量轉移等）》。
難點五：晶片封裝
本文由光源資本編寫，研究內容僅供讀者參考，不代表任何投資分析或投資建議。讀者應對文中的意見與觀點進行評估後，根據自身情況向專業人士諮詢後，自主作出投資意見並承擔投資風險。
本公眾號文章所參考的研究材料均由公開渠道所得，光源資本對本公眾號所載資料的準確性、可靠性、時效性及完整性不作任何擔保。對使用本文所造成的的任何後果，光源資本及/或其關聯人員均不承擔任何形式的責任。