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技术突破,预测小间距LED显示屏发展趋势

来源:精合光电   发布时间:2018-10-25   点击量:82

LED显示屏相比其他显示技术,具有自发光、色彩还原度优异、刷新率高、省电、易于维护等优势,但是高亮度、可实现超大尺寸这两个特性,是决定LED显示屏在过去高速增长的根本因素,在超大屏幕室外显示领域,目前没有技术能够与LED显示相抗衡。但是在过去,LED显示屏也有其不足,比如封装器件(灯珠)之间间距大,造成分辨率较低,只适合室外远距离观看;若想提高分辨率,需要缩小灯珠之间间距,随着灯珠的尺寸缩小,虽然能够提升整屏分辨率,但是成本也会快速上升,过高的成本使得小间距的LED显示屏不具备大规模商用基础。然而,这一问题到了现在已经明显改善,与LED照明类似,半导体属性的LED显示随着技术进步,成本快速下降,目前更小间距的显示屏售价已经降低到具有大规模普及的基础。
室内小间距LED显示屏
随着LED全彩显示屏封装器件体积缩小,加上整屏成本快速下降,更小点间距的产品不断进入市场,LED显示屏的应用开始从室外走入室内。

室外显示和室内显示因其应用环境不同,对显示屏的要求有较大差别,其中分辨率,也即像素点间距就是一个重要因素。对于LED显示屏来讲,每一个自发光的封装器件——灯珠,就是一个像素点,因此两个灯珠之间的距离决定了LED显示屏在单位面积下的分辨率。一般业内会以灯珠间的距离来标明产品的型号,如P10产品表明屏体两个灯珠间的距离是10mm(毫米)。

由于室外空间较大,受众的观看距离一般较远,而人的肉眼有一定分辨极限,因此在远距离观看时,即使LED显示屏的点间距较远,也能够满足要求。而由于室内空间有限,观看距离一般要小于室外,因此需要点间距更小的显示屏才能够满足用户对分辨率的要求,否则将影响观看效果。

我们认为,随着小间距LED显示的出现,LED显示技术从室外应用走入室内应用,将打开一个个新的广阔市场,预计未来几年我国和全球LED显示市场规模仍将保持较快增长。

放眼全球,LED显示屏的市场集中度较低。全球LED显示屏制造商中,规模最大的是美国企业达科(Daktronics),但其市占率也不超过10%,且82%的收入均来自于北美地区(2013年数据)。排名第二的比利时巴可(Barco)的LED显示屏销售规模,则仅略高于中国国内龙头企业。

若按区域总产值来看,中国LED显示屏制造商已经占据了全球最高的份额,得益于成本优势和响应速度,且背靠中国大陆这一巨大市场。与此同时,从近几年的市场份额变化来看,中国显示屏制造商正在借助其优势,挤压海外企业的市场份额。我国的LED显示屏龙头企业利亚德、艾比森和精合科技等公司不仅增速高于国外竞争对手,而且这些公司的海外业务占营业收入比重均呈上升态势。

通过对比国内外LED显示屏制造企业的历年收入规模与收入增速变化可以看出,利亚德、艾比森、精合科技等中国LED显示屏企业增速高于全球行业龙头,收入体量与国外巨头的差距正在缩小,市场份额正在向国内企业转移。

中国制造业的优势从国内外LED显示屏企业盈利能力上得到了充分体现。与海外龙头企业达科和巴可相比,国内规模较大的四家LED显示屏企业利润率显著高出一截,四家国内企业2014年上半年的毛利率、净利率算数平均值分别为33%和12%,而达科同期的毛利率和净利率则只有25%和3%,巴可的LED显示屏业务更是出现了亏损,2014年上半年毛利率仅为10%。

国内外企业利润率水平的差异,也解释了为什么我国显示屏企业在海外市场上,即使用低于国外龙头的价格来销售产品抢占市场,仍然能够获得可观的利润率水平。我们认为低成本和高效率共同造就了中国LED显示屏制造业的全球竞争优势。

此外,我们也看到,海外市场中LED显示屏的销售价格高于中国国内市场,以海外市场为主的LED显示屏企业利润率要高于以国内市场为主的企业。以同时经营国内和海外市场的艾比森光电为例,公司2011年-2013年期间,海外市场销售毛利率保持在40%左右,而国内市场仅在22%左右。相同或相似的供应链和原材料对应着产品不同的利润率,表明LED显示屏在海外市场的销售价格更高。

我们认为,凭借成本优势、高效率生产和有竞争力的供应链响应速度,中国LED显示屏制造业在全球的市场份额仍将持续提升。

受到中国企业的冲击,未来国外LED显示屏巨头的发展方向有两种,一种是向渠道商和集成商转型,剥离制造业并向有优势的企业采购产品,如丹麦的老牌LED显示屏企业ProShopEuropeA/S就是走的这条路,该公司从2010年开始,就向我国LED显示屏企业采购。

另外一条出路则是逐渐退出竞争激烈、利润率低下的LED显示屏市场,这也是部分国外企业正在考虑的方向。
室内小间距LED显示屏02
LED显示屏产业链

从LED显示产业链构成来看,从上游到下游的核心元器件主要包括RGB三色光芯片、全彩封装器件、驱动IC、多层PCB板、箱体套件、显示卡(发送卡/接收卡)和视频控制系统等,涉及到较多相关企业。

在所有元器件中,成本占比最高的是封装器件,也就是灯珠,根据产品间距规格的不同,灯珠在总成本中占比可从20%到70%。占比其次的元器件是用来承载灯珠的PCB板、控制灯珠显示(明暗、灰阶)的驱动IC、箱体材料、电源和控制系统等。

根据封装技术的不同,LED显示屏灯珠的封装工艺大致可以分为三类:

1.直插式封装:采用支架作为封装主体材料,一端是安置灯珠的球形结构,另一端是引脚,用于插在模具上。直插式封装器件主要用于室外,间距大于8mm的显示屏产品,优点是亮度高,容易实现防水防尘。但是缺点也很明显,难以实现高密度显示。

2.点阵式封装:将LED芯片组成矩阵,焊接在一块PCB板上,形成模组,再与外部器件连接,优点是平整性好,可靠性高,防护等级优秀。缺点是生产工艺略复杂,且对材料品质的要求较高。可用于室外显示屏和室内显示屏,一般用于密度大于P3的显示屏。

3.表贴式封装:最大特点是自动化程度高,可直接用于SMT高速贴片机,在高密度显示屏生产过程中更有优势,因此其主要用于高密度室内显示屏。优点是色彩一致性较好,但在防护等级上有待加强。

室内小间距LED显示屏01
我们认为,随着国内封装企业的技术与产能提升,小间距LED显示屏用封装器件的国产化将在未来几年内推进,将有效推动间距更小产品降低成本并进入市场,替代传统室内显示技术。而随着市场蛋糕的快速扩大,海外封装龙头也有望进入该领域,形成封装器件市场良性竞争,促进技术进步和成本下降。

而LED显示屏灯珠(尤其是小间距LED显示屏用灯珠)的成本下降,主要有几个因素:

1.成本占比较高的LED芯片价格下降。LED芯片成本占整个灯珠成本的比重大约在30%~40%,随着上游LED芯片技术进步、产能扩张和MOCVD设备生产效率提升,芯片价格的下降将推动封装器件价格下降。

2.规模化生产和封装技术进步带来的成本下降。LED显示屏目前有向更小间距产品发展的趋势,需要研发更小的封装器件才能满足要求,而新产品推出之初,由于技术和良率等问题,往往价格较高,而随着大规模量产,有望实现技术进步、规模效应进而降低成本。与集成电路封装类似,LED封装技术始终都在进步,体现在封装方式和封装材料等方面,这将为封装器件带来更好的性能、稳定性和更低的成本。


3.行业竞争加剧;国产化程度提高。一方面,我们认为,随着小间距LED显示市场规模的快速提升,将有越来越多的全球封装龙头企业进入该领域;另一方面,中国LED封装企业也在快速切入小间距封装器件供应链。与国外企业相比,国内LED封装企业拥有成本优势、效率优势、供应链优势,且国内制造业企业能接受比国外同业更低的利润率水平。随着国内外LED显示屏封装器件供应商产能提升,有望推动灯珠价格下降。除了灯珠之外,LED显示屏的核心元器件中,驱动IC和控制系统中的芯片都属于半导体产品,随着制程工艺进步,成本均呈现快速下降趋势,而箱体等结构件的价格则相对平稳,因其主要材料成本具有一定刚性。


我们认为,正是LED显示屏较强的半导体属性,使得其成本得以快速下降,更小间距产品不断推出,进而激发潜在市场需求,实现市场规模平稳较快增长。
我们预计,随着LED显示屏成本逐步降低,一方面,原有室外市场会持续平稳增长;另一方面,更小间距的产品将进入室内应用,打开新的广阔市场。

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