LED行业深度研究报告：Mini-LED产业应用机遇展望

来源：方正证券
发布时间：2021/03/02
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精选报告来源：【未来智库官网】。

（报告出品方/作者：方正证券，陶胤至、陈杭）

核心观点

1. LED产业发展呈现出成长与周期共振的特点。长时维度，其成长属性来自“海兹定律”，成本下降、光效提升带动应用渗透，高功率、微型化、全彩化成为推动LED应用在显示、背光、照明全面开花的关键词。短时维度，行业供需博弈造成周期属性。目前整体仍处于17Q4以来周期下行的底部。

2.出口复苏带动LED下游市场，从20H2开始景气回暖。国内LED芯片领域，很多小厂虽已退出，但大厂之间的博弈仍在继续。国内封装领域，照明一直是竞争最为激烈的市场，集中度提升缓慢。传统应用产业已经进入成熟期，新型显示将是LED未来的主要方向。看好疫情之后，2021年国内市场的需求成长。

3.高密度LED带动产业持续发展机遇。苹果、华为、三星等龙头品牌厂商在高密度LED产业领域持续布局。用于小间距产品直显市场，是Mini LED的核心增量市场之一，应用渗透主要受成本驱动。用于液晶LCD面板背光，也是Mini LED的核心增量市场之一。Mini LED背光可以填补传统LED背光与OLED间的技术与市场空白，成为中大尺寸LCD显示新的增长点。

4. Mini LED带动产业链技术与格局变化。Mini LED应用推动MOCVD设备研发，带动国产替代，并刺激市场增量需求。技术上，由传统LED的SMT/SMD等贴装，逐步变为COB的封装方案。直显应用，Mini LED技术规格的升级，也逐步使得封装、应用等环节厂商技术分工变得模糊，下游市场，除原有LED品牌应用传统厂商，包括安防、液晶面板等龙头厂商也逐步进入该领域。背光应用，也有望由当前的PCB基板方案过渡到未来的玻璃基方案，传统封装厂在布局Mini LED背光，与传统背光源模组厂的竞争也将加剧。

报告摘要

一、LED产业发展逻辑，成长与周期共振

长时维度来看，成长属性来自“海兹定律”

“海兹定律”意指发光效率提升、成本下降带动LED产业应用渗透，推动技术发展。它是LED行业类似于半导体摩尔定律的法则：每经过十年，LED输出流明提升20倍，同时LED的成本价格降至原有的1/10。从LED行业过去30多年的发展来看，高功率、微型化、全彩化成为推动LED应用在显示、背光、照明全面开花的关键词。LED出货颗数也呈现每10年1-2个数量级的爆发式成长，仅过去10年，LED出货颗数就从千亿级以内扩张到万亿级以上，我们预计下一个10年，随着LED芯片/灯珠尺寸进一步缩小、成本进一步降低，Mini/MicroLED将带来背光及显示技术的革命，推升LED出货颗数来到十万亿级以上。

以LED芯片技术发展为例，在海兹定律的推动下，技术升级趋势明显。相同亮度所需的LED芯片尺寸持续缩小，发光效率持续提升，可量产的最小尺寸基本呈现指数级下降趋势，可以认为继2010年后，LED芯片尺寸的微小化正在迎来一个新的临界点，推动 LED 应用新的飞跃，带来未来10年内的芯片尺寸的持续下降，趋势大致如下图所示。从成本端来看，LED芯片、灯珠甚至应用也基本呈现指数级下降的趋势。即使初期成本很高，也往往可以在短短几年内迅速抹平成本劣势。随着LED光效上升，芯片面积下降，单个晶圆能切出的芯片数量大幅增长，进而也摊低灯珠成本，以1010灯珠为例，价格从2010年的0.9元/颗，下降 96%至2020年的0.03元/颗左右，2021年有望进一步降至0.015元/颗。

短时维度来看，行业供需博弈造成周期属性

以3-5年为一个时间节点来看，LED表现出较为明显的周期性，行业景气度由供需博弈决定。从2009年至今，LED芯片行业大致以4年左右为一个周期。每轮周期中行业盈利水准与库存以及LED指数的走势密切相关。如下图，目前处于2017~2020年的第三轮周期之中。从需求端看，LED下游需求主要包括照明、显示等。如下图所示，通用照明是LED主要的下游应用，占比在46%上下波动，由于成本驱动，照明需求增长相对平稳；显示屏和景观应用占比保持在15%左右。近几年中小间距LED取得了快速发展，尤其在专用显示市场，如下图显示小间距LED市场规模持续扩张，中小间距LED显示成为近年来显示增量需求的主要驱动来源。

从LED芯片供给端来看，周期上行时，厂商扩产，周期下行时，厂商减产，行业经过持续洗牌份额向龙头厂商集中。根据行业趋势，供给端产能转移叠加集中度提升，LED芯片龙头厂商强者恒强，占据行业优势地位。原因在于在生产过程中，要保持效能与成本的领先，需要持续投入新的MOCVD设备。因而LED芯片大厂，能在周期上行、下行阶段持续保持先进设备的投入，始终保持成本与效能的领先优势，导致行业头部集中度不断提升。如下图，根据2015-2019年芯片大厂三安光电和华灿光电的净资产收益率和存货周转率为例，即使是处于周期下行阶段中，三安光电的净资产收益率保持在10%左右，存货周转率相对稳定；华灿光电的净资产收益率虽然存在波动，但总体表现良好，其存货周转率稳定。

LED行业目前总体处于周期下行底部

LED行业目前处于第三轮周期之中，具体而言，处于自2017Q4以来周期下行的底部。从供给端来看，受政府补贴以及行业良好盈利性的驱使，LED芯片产能快速扩大，有阶段性供过于求压力。据LEDinside统计，截至2018年底，中国大陆LED芯片厂商总产能达到1120万片/月（折合2寸），同比增长31%。而同时我国芯片市场规模为171亿人民币，同比仅增长4%。如下图，供过于求的情况使厂商库存总体呈上升趋势，居高不下。从需求端来看，照明需求20H2环比20H1在温和复苏。根据智研咨询信息显示，自2015年以来，LED照明行业市场规模逐年扩大，但增速放缓；由于疫情影响，2020年市场需求受到一定冲击，但照明需求20H2环比20H1在温和复苏；预计到2021年全球LED照明行业产值规模有望超过7980亿元。但显示需求2020年同比下滑较多，主要受海外市场需求下滑影响。预计2021年下半年有望逐步恢复至疫情前正常水平。

二、出口复苏带动下游市场20H2景气回暖

LED芯片需求回暖

受价格波动影响，2019年中国LED芯片市场规模增速有一定下滑，2020年受疫情影响，预计市场规模继续下滑1%左右，但2020 下半年开始需求有明显回暖。预计2021年需求持续回暖，市场规模同比增速达8%。从中国大陆市场芯片供应占比来看，仍以本地厂商为主，2020年大陆厂商份额有小幅提升，预计上升至83%，台系厂商份额下滑至16%。

3Q20开始市场需求回暖，背光、显示屏和照明订单均有明显增加。中国照明电器协会的数据显示，9月至12月LED照明出口总额同比增速平均达40%左右。 LED照明产品今年1-9月累计出口额为234.6亿美元，同比增长5.45%，回升态势十分明显。2020年9月，中国照明行业出口额为 51.13亿美元，同比增长达44.18%，录得本年单月同比最大增幅，自6月份起已连续四个单月实现两位数增长。其中，LED照明产品出口额为34亿美元，同比增长40.5%，自5月份起连续五个单月增长，自6月份起连续四个单月实现两位数增长。LED照明产品1-9月累计出口额为234.6亿美元，同比增长5.45%。

国内LED芯片供应格局

从近两年的国内LED厂商芯片供应来看，产业集中度提升缓慢，虽然很多小厂已经退出芯片市场，不过大厂之间的博弈仍在继续。兆驰股份、兆元光电等新项目的投产，仍将会加剧芯片产业的竞争态势。

2020年，虽然部分厂商已经退出市场，但是新项目产能持续释放，包括兆驰南昌基地，兆元福建基地，三安泉州基地等。综合来看，产能增加2成。产能利用率方面，LED inside统计，3Q20中国LED芯片产能利用率8成左右。在20Q3，约七成的产能主要用在照明领域，竞争最为激烈，越来越多厂商计划进入显示领域，含RGB和背光。

国内LED封装供应格局

照明一直是竞争最为激烈的市场，门槛低；显示屏近年产能增加明显，海外订单需求下跌，加剧国内市场竞争，照明和显示屏封装价格均明显下跌；背光受OLED侵蚀，国际企业在中国市场营收下跌。综合来看虽然下半年市场回暖，但全年市场规模同比微幅下跌。资金、技术的低门槛，导致国内LED封装产业集中度提升缓慢，市场竞争激烈，价格持续下跌。车用、Flash等高端领域依然是国际市场占据主导地位，国内厂商难以切入。

照明，进入成熟期，渗透率处于高位，未来成长空间有限；传统背光，受OLED的侵蚀，手机背光产业严重衰退，大尺寸背光的价值也越来越低；传统显示屏，小间距已经发展到P1.2的时代。传统应用产业已经进入成熟期或者衰退期，新型显示将是LED未来的主要方向。

三、高密度LED带动产业持续发展机遇

Micro/Mini LED产业不断成熟

Micro/Mini LED有望带来应用场景的扩张和市场潜力的飞跃。Micro/Mini LED 是人为定义的结果，其分类标准并不一致，我们主要按照采取芯片尺寸划分的方式，其中芯片尺寸的缩小，也带来封装等方式的变化。

从芯片端、封装端到应用端企业纷纷布局Mini LED，实现量产。如下图，以部分芯片厂商、封装厂商和显示屏厂商为例。苹果、华为、三星等龙头品牌厂商在高密度LED产业领域持续布局。

Mini LED有望带动小间距显示应用持续渗透

用于小间距产品直显市场，是Mini LED的核心增量市场之一。小间距LED显示屏是指LED点间距在P2.5以下的室内LED显示屏，目前的主流规格在P1.2左右，Mini LED规格通常在P0.7以下，是小间距显示产品最前沿的技术规格。LED直显通常定位于110寸以上的超大尺寸显示，随着点间距规格的缩小，显示性能的持续提升，目前其应用也逐步向中尺寸规格进行渗透。

Mini LED有望带动小间距显示应用持续渗透

Mini LED直显的产业链，主要包括LED芯片、封装与打件、系统与品牌等几个环节。其中系统与品牌厂商中，除原有LED品牌应用传统厂商，包括安防、液晶面板等龙头厂商也逐步进入该领域，进行差异化技术布局。另外Mini LED技术规格的升级，也逐步使得封装、应用等环节厂商技术分工变得模糊，主要系应用端厂商逐步向封装环节形成渗透。

小间距LED应用场景广泛。其应用领域主要是在专用显示市场，同时向商用和民用市场的快速渗透。

从市场规模上来看，小间距显示未来在专用显示及商用显示市场有较大的潜在空间。例如目前国内主要城市公安指挥中心小间距 LED 的渗透率不足 10%，未来在公安领域渗透率有望提升到 50%。如下图，根据洲明科技2018年报显示，未来三年小间距 LED 商用市场规模将达到442亿元，渗透率逐步提升。同时我们认为，未来小间距LED显示屏市场规模将扩大。中商产业研究院预测， 2020年中国小间距LED市场规模将达98亿元，对液晶和DLP拼接屏快速取代。

Micro/Mini LED打开更多商显应用空间。由于传统LED及小间距显示的可分辨距离在2-5米以上，主要应用于户外大屏及大型室内屏幕，例如监控指挥，以及酒店等大型会议室场景。随着显示间距进入Micro/Mini时代，适宜的观看距离来到1-2米左右，我们认为将可以满足中小型会议室、教育等更多商用需求，面向的市场潜力也从LED小间距时代的百亿级来到千亿级，并将随着成本的下行而逐步兑现。

在未来民用市场，Mini LED带动小间距显示应用持续渗透。三星2018年推出“The Wall”Micro LED 电视，凭借出色的显示效果受到市场广泛关注。我们预计，根据“海兹定律”，P0.6-0.7以及P0.3-0.4级别的Micro/Mini LED显示有望在3年内陆续走向成熟，分别可以在50多寸的大小实现FHD、4K的显示效果，从而迈入千亿美金级别的民用显示市场。初期成本会比较高，但 Micro/Mini LED随意拼接的优势，可以使之率先满足室内超大尺寸显示需求，再逐步下探到其他尺寸。

Mini LED背光应用前景广阔

用于液晶LCD面板背光，也是Mini LED的核心增量市场之一。Mini LED背光技术，主要是定位于传统侧入光背光LED，与OLED 直显电视之间的差异化技术。基于传统LCD电视的设计结构，显示性能可与OLED技术相媲美，但成本端具备持续下降的潜力。

Micro LED是显示的最佳终极解决方案

Micro LED相比其他显示技术更具有优势，主要包括高亮度、低功耗、长寿命、超高解析度和色彩饱和度等几个方面。如下图， Micro LED最大优势来自于它微米等级间距，每一点画素都能定址控制及单点驱动发光。在发光效率和发光能量密度上，Micro LED高于其它LED产品发光效率和发光能量密度。

四、Mini LED带动产业链技术与格局变化

Mini LED产业链分析

在背光应用方向，Mini LED产业链分为上游芯片、中游封装和下游应用。芯片制造环节是通过一系列半导体工艺将外延片制备成发光颗粒，并通过关键指标测试，再进行磨片、切割、分选和包装。中游封装是指将外引线连接至芯片电极，形成Mini LED器件的环节。封装的主要作用在于保护芯片与提高光提取效率。下游主要应用于手机、电视、平板、车载显示等。

LED设备变化

MOCVD是LED芯片产业链中的核心设备（用于LED外延片的制备），Mini LED应用推动MOCVD设备研发，带动国产替代，并刺激市场增量需求。MOCVD是LED芯片生产过程中最为关键的设备，其工艺技术复杂，占据LED外延芯片几乎一半的成本。

LED芯片环节的变化

Mini LED芯片生产包括外延片制作、电极制作、芯片制作、测试等流程。核心的技术瓶颈集中在Mini LED芯片的微缩化、红光倒装芯片和一致性可靠性3个层面。LED芯片厂商积极布局Mini产品。

LED芯片封装的变化

技术上，由传统LED的SMT/SMD等贴装方案变为Mini LED的COB方案。其工艺流程如下图。相对于SMD封装。这种COB封装的全彩LED模组具有制造工艺流程少、封装成本较低、封装集成度高、显示屏的可靠性和显示效果好等特点。Mini LED封装技术还包括IMD技术，是将两组、四组或六组RGB灯珠集成封装在一个小单元中，它集合了SMD和COB的优点，是COB封装的前奏。

LED显示与背光应用的变化

Mini LED背光带来技术革新，较传统侧入背光LED具有诸多优势。具体表现在其精细的Local Dimming可以实现超高对比度 (1000000:1)；RGB三色背光方案可实现宽色域，色彩的鲜艳度媲美OLED；减少光学混光距离（OD），降低屏幕厚度实现超薄化；4）散热均匀，传统分立LED器件方案无法做到的，可以实现高亮度（＞1000nit），HDR成为可能。

Mini LED应用带来的行业竞争格局变化

传统面板厂更多的参与到Mini LED背光产业应用中来，下游终端与品牌市场竞争加剧。更多的面板厂商和品牌应用厂商开始布局Mini LED背光产业业务，其具体进展如下。由于Mini LED的流行，传统封装厂在布局Mini LED背光，与传统背光源模组厂的竞争也将加剧。例如，瑞丰光电2018年底建成 MiniLED封装产线，成为国内首批实现MiniLED 产品批量生产的企业之一。2020年受益于客户订单的预期，将再继续增加产线；兆驰股份一直以照明封装业务为主，目前在MiniLED显示领域也已经布局完成，包括MiniRGB和Mini背光，其中MiniRGB已经实现量产出货，Mini背光也在与客户积极配合中。

五、主要公司分析（详见原报告）