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半导体显示面板行业技术类型及面临的机遇挑战发展趋势重点企业
发布日期:2022-08-03 11:44:24

半导体显示面板行业技术类型及面临的机遇挑战发展趋势重点企业

1、产业链基本情况

(1)产业链概况

半导体显示面板行业具有较高的技术壁垒,其工艺复杂、生产工序及流程关键技术点多、难度高,是一个多学科交叉复合、技术导向性强的高科技行业,因此具有较长的产业链,包括原材料、半导体设备、光电子器件等众多子行业,具有辐射范围广、上下游产业带动性强等特点。具体而言,半导体显示面板行业上游主要为设备制造、原材料和零组件产业;中游主要为半导体显示面板、配套电子器件和模组的生产制造;下游则包括电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑、手机等各类显示终端应用。

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资料来源:普华有策

(2)上游基本情况:上游核心设备及高端原材料国产化率仍有较大提升空间

在整个半导体显示产业链中,上游的设备、原材料产业是中游半导体显示面板和模组产业发展的必要基础,占据重要地位。然而,由于我国半导体显示产业整体起步较晚,在产业链上游布局相对薄弱,目前核心设备及高端原材料国产化率仍有较大提升空间。

在制程设备方面,溅镀设备、等离子体增强化学气相沉积系统、曝光机等是半导体显示面板生产环节最为关键的核心设备,目前主要由欧美、日本、韩国等国家和地区的企业生产提供。与此同时,上游核心原材料也较集中地掌握在外资厂商手中。如玻璃基板,目前美国康宁、日本旭硝子、日本电气硝子等占据全球 90%以上的市场份额;偏光片也高度集中在日本、韩国、中国台湾地区厂商,而其中聚乙烯醇薄膜(PVA 膜)、三醋酸纤维薄膜(TAC 膜)等偏光片所需原材料更是高度被日本厂商垄断。

近年来,在我国围绕重点制造领域关键环节着力推动先进制造业集群发展、加快壮大显示器件等战略性新兴产业的大浪潮下,我国大陆半导体显示产业链的国产化配套率不断提高,特别是偏光片、液晶等原材料。但部分核心原材料仍被海外厂商占据主要市场份额,半导体显示产业的原材料国产化率在未来依然有较大的提升空间。

(3)中游基本情况:全球形成“三国四地”的竞争格局

中游半导体显示面板和模组产业是整个半导体显示产业链的核心纽带。其一方面通过需求拉动上游设备、原材料产业的发展,另一方面通过供给推动下游显示终端产业的发展。目前,中游半导体显示面板和模组产业以中国大陆、中国台湾、韩国、日本生产厂商为主,形成“三国四地”的竞争格局。近年来,中国大陆半导体显示面板产业不断崛起、全球地位不断提高,“中国制造”的规模和成本优势对日本、韩国厂商的各类产品发起了强有力的挑战,逐步打破了日本、韩国厂商长期的技术垄断。

(4)下游基本情况:终端显示产业聚集在中国

下游显示终端产业是整个半导体显示产业链的终端,主要应用包括电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑、手机等消费类电子产品以及商显、车载、工业、医疗等专显产品。近年来,我国众多品牌商大力向“5G+AI+IoT”生态链全方位布局,消费类电子产品创新迭代速度引领全球,从“中国制造”到“中国智造”代表国产品牌积极出海,在全球显示终端产业中占据重要位置。在下游显示终端产品技术革新快、产品升级迭代频繁的背景下,半导体显示面板厂商一方面需要与下游品牌商保持高频的互动沟通,聆听其应用需求并快速响应,另一方面业内厂商亦需要从自身技术创新、工艺改良、原材料优化、辅料革新应用等领域积极探索,反哺下游品牌商对新型显示产品的市场推动。

2、半导体显示技术类别

回顾显示技术的发展历程,自 CRT(阴极射线显像管显示)时代起,显示技术即呈现出多元化的演变进程,CRT、PDP(等离子显示)、TFT-LCD、OLED 等技术皆因各自的技术特点、显示特性在不同的时期和产品领域实现了商业化的应用。然而,受到各类技术革新速度和厂商投资效益的影响,上述显示技术呈现出不同的发展结果。

截至目前,全球半导体显示技术主要包括 TFT-LCD、OLED 和 Mini LED/Micro LED等技术路线,分别应用于不同的细分市场和不同的用户场景。TFT-LCD 由于其技术成熟及工艺的持续改良,在显示性能、生产成本等方面均展现出较强的综合竞争力,广泛应用于电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑、手机、商用显示等各类显示领域;而 OLED 具有自发光、厚度薄,可实现柔性显示等特性,但同时由于其自发光材料的不稳定性及高昂的生产成本,目前主要应用于高端智能手机、穿戴设备等中小尺寸产品领域。此外,Mini LED 和 Micro LED 等新型半导体显示技术相继出现,预计未来将拥有一定市场空间。

在显示技术的发展历程中,TFT-LCD 由于技术的先进性实现了对 CRT 技术的颠覆性取代,而从 TFT-LCD 到 OLED 则是技术的延伸。TFT-LCD 和 OLED 均属于半导体显示技术,二者之间拥有较高的技术相关性和原材料、设备、制程工艺等资源共享性。相比之下,OLED 技术采用非常薄的有机材料涂层,电流通过时有机材料可以自行发光,因此无需背光模组、液晶等,可以让产品更轻薄、反应速度更快,但生产工艺更为复杂、研发周期和产业化应用周期均比 TFT-LCD 更长,提升良率、降低成本的难度也远大于 TFT-LCD。因此,TFT-LCD 技术凭借其技术进步的速度能够有效提升良率、降低成本、达到主流显示性能从而适用于几乎全部的显示场景,成为市场的主流显示技术;而 OLED 技术由于生产成本高、在中大尺寸面板的应用仍存在一定技术瓶颈且良率仍待提升,目前主要应用于中小尺寸的高端智能移动设备。未来,随着“5G+AI+IoT”一体化的普及,将诞生更多的个性化、智能化的新兴应用场景,如教育领域的智能教育黑板、交通领域的智慧电子站牌、公交及地铁内部的智慧导乘屏、消费领域的智慧冰箱屏,以及车载显示等。不同应用场景均对显示面板的分辨率、厚度、弯曲性、对比度及色域等显示性能要求各异,TFT-LCD、OLED 和 Mini LED/Micro LED 等技术预计将在不同的应用场景长期并存。

3、半导体显示面板行业面临机遇

(1)中国大陆显示行业上下游产业链不断完善,竞争力不断提升

近年来,半导体显示面板市场份额向大陆厂商集中,行业集中度得到提升,使得中国大陆显示面板厂商的议价能力随之提高,同时厂商之间的竞争趋于更加理性,因此未来价格竞争将会趋于缓和。

半导体显示产业链上中下游产业间的支撑性、带动性与依存性强。经过长期的经验积累,半导体显示面板企业关键原材料与设备本土化程度总体呈现稳步攀升趋势,有利于降低原材料成本与设备成本,提高产品竞争力,为扩大市场份额起到了积极作用。另外,中国大陆下游显示终端应用如手机、电脑、电视的市场规模与品牌影响力也在逐渐提高。总体来看,关键原材料和设备本土化比例的提高与下游市场的产能消化能力的提高,将是我国显示行业未来健康发展的有力保障。

(2)5G 网络普及化拉动多领域智能终端的需求

5G 网络具有高速率、大带宽、低延时等特点,将人与人之间的通信转变为万物互联,是整个社会数字化转型的重要基石。5G 网络一旦全面商用,很多新兴产业也将顺势而起,带动经济的发展。在手机等小尺寸应用上,终端用户及消费者对新技术和多形态产品越发期待,一定程度上会推动柔性 OLED 渗透率的提高。在中大尺寸上,5G带宽的扩大和传输速率的提升,可以促进游戏行业的发展,未来围绕电竞显示器面板的需求将加速发展。在大尺寸上,“5G+8K”以多种方式运用到智能化场景,是新一代信息技术相互赋能、相互支撑的融合应用。

在 5G 及智能系统的推动下,作为人机交互的工具,显示屏必不可少,其对自动驾驶、智能汽车市场也带来了革新。因此未来 5G 将在多领域大幅度拉动显示终端的需求,进一步改善半导体显示面板供需关系。

(3)物联网的发展推动平板显示向智慧端口转变,带来新的发展机遇

近年来我国物联网产业快速发展。与物联网追求万物互联一样,DoT(Display ofThings)追求显示无处不在、没有边界,融合在人类的日常生活中。在 DoT 时代,显示产业发生了深刻变化,从被动接受外部世界信息的单向通道,发展成即时了解美好世界、了解彼此生活、了解自身变化的智慧交互窗口,发展成万物互联的入口。物联网的发展将推动半导体显示技术向软硬融合的智慧端口转变,推动应用场景扩大,为半导体显示行业带来新的发展机遇。

4、半导体显示面板行业面临挑战

(1)全球经济增速放缓导致消费者购买力下降

全球疫情爆发加速了全球经济增速放缓的节奏,带来全球范围内失业率的增长。随着失业率的增长,消费者的购买力也在下降,对未来整体消费市场影响深远。短期来看,部分国家为了缓冲疫情的短期冲击,实施积极的财政政策,一定程度上刺激了终端消费市场的短期需求;但长期来看,在购买力下行的情况下,补贴政策消退之后,未来的需求风险也随之放大。

(2)终端市场需求快速变化,技术及产品创新至关重要

伴随下游显示终端产品对于显示性能需求的不断升级迭代,半导体显示面板产业更加依赖于技术革新和产品性能的提升,未来高规格显示产品将向高分辨率、轻薄化、高对比度和广色域方向发展。显示面板企业需要不断进行技术及产品创新,及时调整产线规划,并加快新技术的产业化进程以更好地匹配下游细分市场不断升级迭代的需求。

5、半导体显示面板行业发展趋势

(1)LCD 电视面板有效产能面积增速放缓,产能集中度提升

近年来,伴随着中国半导体显示面板厂商的崛起和综合竞争力的增强,韩国厂商逐步退出大尺寸 LCD 显示面板供应,全球大尺寸显示面板供应面积增速放缓。全球 LCD 电视面板产能高度向京东方、华星光电和惠科股份聚集。数据显示,2021 年京东方、华星光电、惠科股份在全球 LCD 电视面板出货量的市场占有率分别为 23.4%、16.1%以及 14.7%,在全球竞争中的行业地位进一步稳固。

(2)未来显示行业将呈现多种技术并存发展的局面

TFT-LCD 是当前半导体显示产业的主导力量。目前,有多种背板技术路线可以实现 TFT-LCD 显示面板的生产,如 a-Si、LTPS 和 Oxide 三种背板技术路线均具有自身的技术特点及优劣势,广泛应用于手机、电视、显示器、商用显示等各类显示领域。而 OLED 具有自发光、厚度薄,可实现柔性显示等特性,但同时由于其自发光材料的不稳定性及高昂的生产成本,目前主要应用于高端智能手机、穿戴设备等中小尺寸产品领域。未来,随着“5G+AI+IoT”一体化的普及,将诞生更多的个性化、智能化的新兴应用场景,不同应用场景均对显示面板的分辨率、厚度、弯曲性、对比度及色域等显示性能要求各异。显示行业未来发展将呈现多种技术并存发展的局面,各类显示技术都会在不同的细分市场、不同的用户场景中扮演主角。

6、半导体显示面板行业主要企业

目前全球半导体显示面板行业主要企业集中于韩国、日本、中国大陆、中国台湾,形成了“三国四地”的地域分布。中国大陆半导体显示面板企业包括京东方、华星光电、惠科股份、彩虹股份、深天马、维信诺、华映科技(华佳彩)、信利国际、龙腾光电、和辉光电和深超光电等。中国大陆以外的主要企业包括乐金显示(韩国)、三星显示(韩国)、日本显示公司(日本)、夏普(日本)、群创光电(中国台湾)、友达光电(中国台湾)、瀚宇彩晶(中国台湾)等。

7、行业进入壁垒

(1)工艺技术与运营经验壁垒

半导体显示行业属于技术密集型产业,涉及复杂的生产工艺,包括薄膜沉积工艺、蚀刻工艺、切割工艺、贴合工艺、半导体工艺等;同时结合了多学科科研成果,包括液晶、半导体、微电子、光电子等,是学科交叉的复合型高科技行业。其技术集成度高、开发难度大,企业需要经过长期的积累和培育,才能深入理解和掌握半导体显示工艺技术。同时,每条产线的建立,从设备的移入、试产、爬坡到满产,每一个环节均需要细致的调试才能达到最佳的效果。企业在保证产品质量的同时,还需要不断提高产品的良率,注重成本管控,才能形成良好的经济效益。只有拥有丰富产业运营经验的企业才能做到系统规划、有效管理,并获得材料及设备供应商的支持。因而,半导体显示行业具有较高的工艺技术与运营经验壁垒。

(2)人才壁垒

从技术角度来看,半导体显示行业涵盖了光学、半导体、电机、化工、材料等多学科领域的尖端技术,对行业人才提出了较高的综合素质要求。同时半导体显示产业技术不断革新,需要企业跟随市场发展的脚步不断研发创新,只有行业经验丰富且创新能力强的专业人士才有能力带领企业完成技术创新、升级。因而,半导体显示行业具有较高的人才壁垒。

(3)资金壁垒

建设半导体显示面板产线需规模巨大的资金投入。纵观半导体显示行业的发展历史,无论是日本、韩国、中国台湾还是中国大陆,在行业的发展初期均需要政府资金及政策的大力支持。中国半导体显示面板产业近几年来的高速发展,也离不开中央及各地方政府的投入和扶持。因此,半导体显示行业具有较高的资金壁垒。

(4)规模壁垒

半导体显示面板下游需求个性化十分明显,并且对交货周期有较高的要求。半导体显示面板厂商必须具备一定的生产规模和持续稳定的供货能力,以及时满足众多客户对不同型号产品的订单需求。同时,规模化生产的企业,在与上游供应商合作中具备更强的议价能力,能够降低设备、原材料的采购成本。因此规模效应是重要的竞争手段,构成进入半导体显示行业的隐性壁垒。

(5)客户资源壁垒

稳定的客户资源是企业良性发展的基础与保障,同时优质的客户资源也是企业的核心竞争力之一。半导体显示面板的终端应用不同,对应的客户群体也不尽相同,要求也不尽相同。从前期推广到验证通过再到顺利量产交付产品,是一个复杂且耗时的过程,也是供需双方建立信任与合作的过程。因此,获取并保持长期稳定的优质客户资源对半导体显示面板厂商至关重要。

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