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Mini LED需求逐步升級,設備廠商準備好了嗎?

2022-05-17 10: 48

2021年,Mini LED的應用逐漸獲得各大品牌青睞,與Mini LED相關的筆電、電視、顯示器等產品不斷湧現,帶動Mini LED需求再次升級。受此影響,上中下游廠商紛紛加快擴產腳步,提前做好準備,以待Mini LED需求放量,走向商業化時代。

然而若要Mini LED真正實現大規模應用落地,成本問題仍是關鍵,需全產業鏈共同推動。Mini LED設備廠商為產業鏈重要一環,技術開發、製程簡化、效率良率等相關進程關係到其他環節對Mini LED良率和成本的控制,影響產品普及時程。因此,設備廠商在Mini LED領域動態值得關注,那設備廠商目前有何進展?

關鍵設備性能進一步提升,助推Mini LED生產成本下降

Mini LED與傳統LED製造流程基本一致,但Mini LED晶片尺寸介於50~200μm,較傳統LED晶元更小,對生產設備有更高性能要求。

尤其Mini LED生產關鍵設備,包括前道製造流程的MOCVD(氣相外延生長)設備、測試分選設備,後道封裝流程轉移、檢測和返修等。

MOCVD設備

上游LED外延片製程主要透過MOCVD設備,設備波長均勻性和缺陷密度是提高Mini LED外延片良率的關鍵。

中微公司為中國MOCVD和刻蝕設備龍頭,2021年6月推出高性能Mini LED量產用MOCVD設備Prismo UniMax。

透過局部溫場精細調控和流場最佳化,設備在4吋和6吋襯底生長的藍綠光LED有較佳波長均勻性。41×4吋條件下,藍光LED片內和片間波長均勻性也有提高,分別為0.71nm和0.87nm(1σ)。

10×6吋條件下,藍光LED片內波長均勻性達0.84nm(1σ),100×100mm方片波長最大最小差值低至2.4nm。 針對平均波長為530nm的6吋綠光LED,達成片內波長均勻性1.04nm(1σ),100×100mm方片波長最大最小差值僅4.6nm。

規格方面,Prismo UniMax MOCVD設備在同系統可配置多達4個反應腔,設備配置785mm大直徑石墨托盤,能同時加工108片4吋或40片6吋高性能氮化鎵基藍綠光Mini LED外延晶片。調整石墨盤可擴展至同時加工164片4吋或72片6吋外延晶片,還可延展到生長8吋外延晶片,大幅提高設備產能,並有效降低Mini LED外延片生產成本。

測試分選設備

Mini LED晶片尺寸微縮、使用量大幅提升,更仰賴點測與分選,才能獲得均一性高的LED晶片,因此要求測試分選設備廠商不斷提升設備速度與精度。

華騰半導體為最早進入Mini LED領域的中國設備廠,針對Mini LED推出全自動測試分選機(HT7600)和全自動編帶機(HT6000),兩款設備均有更高測試精度與良率。華騰半導體Mini LED分選機的運行速度突破18K/h,是2019年三倍,亮度測試偏差低於3%,波長小於0.3nm,精度和良率有較高水準。

轉移設備

轉移設備是中游封裝製程重要設備之一,隨著Mini LED晶片尺寸縮小,單位面積晶片用量增加,轉移設備的生產速度、良率、精度等性能提升成為降低Mini LED生產成本和量產的關鍵。

新益昌是中國LED轉移設備龍頭企業,主推的六聯體轉移設備速度2020年底達約1小時120K,到2021年底已將設備速度提升至約150K,並計劃下半年提升到180K。

半導體封裝設備廠商Kulicke & Soffa(K&S)2021年11月推出採用雷射轉移技術的最新巨量轉移設備LUMINEX,以滿足Mini / Micro LED晶片對巨量轉移的速度、精度、良率要求。

LUMINEX設備基於K&S的LEAP(Laser-Enabled Advanced Placement)雷射轉移技術,能以100Hz速度逐一矯正晶片位置或以100Hz倍數放置多圖形(MPP:Multi-Pattern Placement),掃描模式下高達10,000Hz(相當於每秒1萬次放置),精度從±15μ m@3 Sigma提升到10μ m@3 Sigma,甚至更高(取決於來料晶片位置精度)。轉移速度與精度提升同時,LEAP雷射轉移技術預計較傳統轉移技術有20%~30%成本優勢。

另LUMINEX設備可做到晶片分選、重新排列、最終轉移三大功能,並支援排序、混合和間距調整步驟及最終放置過程。

ASM太平洋配有新型焊頭的轉移設備應用於Mini LED背光生產時,良率高達99.97%,且只需搭配0.4部自動返修幾台,便能達到生產線平衡,有效解決Mini LED背光或RGB直顯螢幕的生產瓶頸問題。設備已在中國、南韓、日本等一線背光模組廠裝機,並達量產階段。

Mini LED轉移設備廠商Rohinni於2021年1月開發新型複合轉移頭,使Mini LED轉移速度翻倍(每秒100+次),成本降低一半,並可實現99.999%以上的放置良率,現已用於大批量生產Mini LED產品。

Mini LED需求帶動業績增長,設備廠商積極擴產

Mini LED設備性能提升同時,Mini LED需求上漲也為Mini LED設備廠商業績帶來增長動能,增加設備廠商Mini LED領域佈局的信心。

中微公司Mini LED市場快速增長,為MOCVD設備業務帶來新成長機遇。 高性能Mini LED量產的MOCVD設備Prismo UniMax發表半年內就收到多家企業訂單。

今年3月中微全資子公司南昌中微接到兆馳半導體的52腔Prismo Unimax MOCVD設備採購訂單後,Prismo UniMax設備訂單數量就超過180腔,設備營收佔比持續提升,預計今年佔比將提升至80%。

新益昌得益於設備訂單量增加,毛利率較高的Mini LED轉移設備及半導體固晶機收入金額增加,2021年業績大幅增長,淨利潤增長115.78%。 新益昌Mini LED設備月產能為200台,客戶包括利亞德、艾比森、洲明科技、鴻利智匯等。

LED點測分選設備龍頭惠特受惠於Mini LED需求提升,2021年LED點測及分選等設備與代工業務需求強勁,帶動惠特營收逐季增長,第四季營收新台幣16.37億元,同比增長86%;全年營收新台幣57.14億元,同比增長80.86%,均創歷史新高。

產能方面,為應付蘋果Mini LED需求增加,惠特已於2021第四季擴大LED點測/分選設備產能,預計2022年點測、分選設備產能增幅可達30%~40%。

梭特科技Mini LED分選(Sorter)機台累計出貨達1.2萬台,新一代分選機每秒分選18顆晶片。得益蘋果導入Mini LED背光技術,2021年累計出貨高達4千台。

大族鐳射得益Mini LED對行業設備需求的增長和市佔率持續提升,2021年半導體及泛半導體業晶圓加工設備快速增長,營業收入6.69億人民幣,同比增長140.62%,Mini LED切割、裂片、剝離、修復等設備大量銷售。

為推動LED高端顯示業務發展,K&S於2021年2月收購美國科技公司Uniqarta。Uniqarta的雷射轉移LEAP技術(Laser-Enabled Advanced Placement)加速K&S在Mini LED背光與Micro LED直顯應用進步,LUMINEX設備正是收購成果的體現,去年已交貨。

Mini LED等高階LED顯示、通用照明、汽車、半導體等終端市場驅動下,K&S 2021財年淨收入15.18億美元,同比增長143.5%;淨利潤3.67億美元,同期相比增長602%。2022財年第二季(截至4月2日),K&S在大環境不好下仍能逆勢成長,淨收入為3.84億美元,同比增長13%,淨利潤為1.16億美元,同比增長62.7%。

近日又收到了兩個LUMINEX設備的採購訂單,將對業績產生積極影響。K&S將進一步提高設備的生產效率、良率、精度,應付Mini / Micro LED市場需求。

搶佔Mini LED藍海市場,更多中國設備玩家入場

Mini LED設備需求大幅提升,推動主流設備廠商業績提升同時,也更多設備廠商參與佈局Mini LED領域。

LEDinside瞭解,智雲股份突破Mini LED設備研發,首批設備類型包括邦定、點膠、貼附設備等,取得訂單並完成出貨,主要客戶包括台廠。Micro LED領域,智雲股份設備已完成研發落地,並2020年批量供貨。智雲股份今年宣佈調整業務結構,未來重點發展顯示模組設備業務。

2021年7月,凌雲光宣佈首台Mini LED AOI檢測設備成功通過客戶廠驗,進入客戶端工廠。檢測設備是針對65吋Mini LED背光點燈檢測系統,可對各種點、線、Mura(色斑)等缺陷精確量化檢測。經過一年多快速佈局,凌雲光已對Mini LED背光及直顯全工序段光學、電性及外觀檢測需求,並突破Micro LED關鍵檢測技術。

2021年8月,廈門特儀科技有限公司首次公開自主研發製造的Mini LED設備,首台設備正式交付行業龍頭企業。

2021年10月,深科達宣佈擬募資不超過3.6億人民幣,1.8億是用於惠州平板顯示裝備智慧製造生產基地二期建設專案,產品主要為Mini / Micro LED精密組裝及檢測設備。

2021年12月,合肥欣奕華宣佈首台自主研發的Mini LED電學檢測設備正式交付客戶,定位精度達±5微米,單點測試速度可達毫秒級,單次檢測近萬個點位,還可對應玻璃基、PCB和FPC基Mini LED背光線路缺陷檢測。

欣奕華自主研發的大尺寸Mini LED巨量轉移設備也交付客戶應用。設備有大尺寸基板無需拼接、高良率、高速度、強相容等多方面優點,最小晶元尺寸75×125μm,打件精度達15μ m@3 σ。

同月雷射設備廠科韻激光發表多款設備新品,包括Mini LED修復設備、Mini LED鐳射隱切設備。

Mini LED前景值得期待,但成本仍需最佳化

隨著品牌和供應鏈企業增加推廣及LED產業鏈各環節進一步最佳化Mini LED成本,越來越多Mini LED終端產品湧現,走進消費者視野,對目前Mini LED尚存的問題與未來市場前景,設備廠商各抒己見。

中微公司認為,Mini LED批量投入市場的前提是製造成本下降。預計2022年Mini LED電視、平板、筆電和顯示器等出貨量會有大幅提升,帶動Mini LED產業鏈規模化發展、技術成熟與成本降低。

K&S表示,儘管2021年更多Mini LED產品上市,但實際量能還有很大的提升空間。目前Mini LED放量主要障礙仍在成本。K&S認為2022年Mini LED將還是溫和放量階段,隨著K&S LUMINEXTM等巨量轉移設備逐漸投入市場,2023年市場行情會有明顯改變。

新益昌認為,Mini LED背光市場空間的大小取決於材料端成本下降速度及Mini LED在電視、筆電和iPad領域滲透度,如果市場10%需求切換成Mini LED背光,Mini LED背光產品的應用空間將更可觀。

結語

2021年,Mini LED設備性能再提升,尤其MOCVD、轉移設備、點測分選等關鍵設備,為Mini LED量產打下穩固基礎。Mini LED初期放量帶動設備廠業績提升,增加設備廠商佈局Mini LED的信心,同時也吸引更多國產設備玩家加快發展Mini LED業務,未來或有更多高性價比Mini LED設備問世,加速突破Mini LED良率與成本難題,從設備端出發,推動Mini LED商業化發展。 (文:LEDinside Irving)

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