如果苹果在MicroLED技术率先实现量产突破,将实现“一箭三雕”,即:在实现更高利润空间的同时,还能强化供应链掌控力,更能构建闭环供应链生态。在此情况下,苹果选择MicroLED技术将是一个很简单的商业选择,也值得全球各大面板厂商重点关注。

近日,有消息传出,苹果要自研MicroLED屏用于智能手表产品。据彭博社名记Mark Gurman消息,苹果正在开发新Watch Ultra旗舰手表,将采用MicroLED 屏。值得关注的是,苹果计划自研MicroLED屏幕,而非采购其他第三方的。

一直以来,苹果都注重对供应链保持强大的控制力,特别是从2020年11月发布自研芯片M1之后,就加快了高端核心零部件的自研,未来将摆脱对高通、博通等更多芯片厂商的依赖。

目前,在自研芯片大获成功后,苹果准备扩大自研芯片的范围,又瞄向了WiFi 和蓝牙芯片。甚至有市场消息预测,苹果的替代方案可能会在2024年底或2025年初推出。

如今,苹果越走越远,又开始转向其产品核心部件——显示屏,必将对其供应链产生重大影响,也将加快MicroLED这一技术量产化进程。在自研技术路线上,苹果尝过自研芯片的“甜”,又要尝自研显示屏的“鲜”了!

为何要自屏幕?

在谈自研MicroLED屏幕之前,我们先谈一下苹果为何要自研显示屏?从苹果一贯的“作风”,我们可以总结三大原因:一是加大供应链与风险控制。实际上,苹果在供应链上一直存在两大“软肋”——5G基带芯片和显示屏。5G基带芯片毋庸多言,苹果跟高通主要利益纠葛就在于此,但无奈多年一直没有实际突破,还被高通一状诉纸赔偿数十亿美元。而在显示屏上,自从iPhoneX采用OLED显示屏之后,苹果又遭遇了其另一大竞争对手——三星。在当前各大系列产品上,苹果主要采用OLED屏,但高端OLED屏几乎被三星独占,这对苹果本身供应链就是一种潜在风险。因此,苹果在短期内扩大供应商范围(加入LG Display和京东方)的同时,也在进行长远的布局,比如MicroLED。

二是成本压制,提升利润空间。作为整个产品供应链的“链主”,苹果一直主导着供应链的价值分配和运行协调,在成本控制、产品质量、生产效率、商业效率等具有最大的话语权。在零部件采购商,苹果一贯的做法是保持至少两家供应商,在减少对单个供应商的依赖的同时,获得更大的价格掌控权。但在OLED屏幕上,三星犹如高通在5G基带芯片一样的存在,特别是在LTPO-AMOLED屏幕上,从产能、质量、良品率,三星都是“最佳”的选择。曾有人评论,“三星卖给Apple一块屏,比自己卖一台Galaxy S8都赚钱……这种钱对于苹果这种年营收要求至少增长10%的顶尖企业来说,当然不能放过。”

三是构建闭环供应链生态。据日本调查公司Techno Systems Research近日公布的数据,在4~5纳米的尖端逻辑半导体市场占比上,预计苹果将以53%的全球份额,成为2022年尖端半导体最大客户。目前,在自研芯片的加持下,苹果获得了持续的硬件底层进化,进一步掌控产品创新节奏的主导权,并强化自身的生态优势,同时还为苹果每年带来更好的经济利益。根据机构估计,2020年苹果推出首款自研电脑芯片之后,年内为苹果总共节省25亿美元的成本。比如,2022年6月,苹果发布M2系列芯片,在苹果封闭的生态中在此把性能提升到全新的高度,8核CPU+10核GPU、每秒15.8万亿次的神经网络引擎运算,比M1芯片高40%。

因此,从以上三个原因出发,以及在自研芯片上所获得的优越产品性能和收益,苹果自然会把自研技术路线覆盖至显示屏这一核心部件上。

MicroLED是最好的显示技术,没有之一”

为何苹果要选择MicroLED?简单来说,从技术原理以及成熟度来看,MicroLED是目前最好的显示技术,没有之一。

由于Micro LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点,在显示方面与LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势,可以说是几乎所有的关键指标上全方位领先。通过目前几大主流显示技术对比,Micro LED真正做到了“人无我有,人有我优”。

表1:LCD、OLED、MicroLED三种显示技术的对比

显示 LCD OLED MicroLED
亮度(cd/m²) 3000 1000 100000
对比度 1000:1 10000:1 100000:1
色域 75%NTSC 124%NTSC 140%NTSC
寿命(小时) 60k 20-30k 80-100k
相应时间等级 毫秒级 微秒级 纳秒级
功耗 60-80% of LCD 30-40% of LCD

从应用场景来看,MicroLED可应用于从平板显示扩展到AR/VR/MR、空间显示、柔性透明显示、可穿戴/可植入光电器件、光通信/光互联、医疗探测、智能车灯等诸多领域。特别是当下火热的元宇宙概念,Micro LED也是其显示硬件最佳的选择。

正由于MicroLED绝对的技术优势,苹果很早就对MicroLED技术进行了布局。2014年,苹果收购MicroLED创业公司LuxVue,实际上就为其自研屏幕埋下了伏笔。2018年,就有消息传出苹果公司计划自研Apple Watch显示屏,而该项目被苹果公司内部认为是最重要的项目。这一显示屏项目也应该是MicroLED技术。实际上,一直以来,苹果在MicroLED技术的布局信息不多,但其确实在该技术做了很长时间的布局(见表2)。

2:苹果在MicroLED技术上布局情况

时间 事件 投资/自成果
2014.05 苹果收购MicroLED创业公司LuxVue 收购
2019.05 苹果获得“MicroLED Display”和“Micro-light Emitting Diode with Metal Side Mirror”两项专利,该技术是MicroLED的最具挑战性的生产过程之一。 自研成果
2020.06 苹果宣布在中国台湾投资3.3亿美元建立MicroLED工厂 投资
2021.02 苹果最新“堆叠混合MicroLED像素结构”专利公布 自研成果

据悉,苹果还在美国加利福尼亚州圣克拉拉有一座5700平方米的工厂,距离苹果总部约15分钟车程。苹果就在这座工厂中进行MicroLED屏幕的测试。

对于苹果自研MicroLED的信息,彭博社表示:“Apple Inc.计划最早在2024年开始在移动设备中使用自己的定制显示器,以减少对三星和LG等技术合作伙伴的依赖,并在内部引入更多组件。彭博社声称,“Apple Watch Ultra将率先采用MicroLED,这是我们之前听说过的。随后是其他设备,包括iPhone,尽管这将需要数年时间,MicroLED 将是苹果首款完全自主设计和开发的屏幕。”

目前,苹果已经设计了制造工艺,但仍不确定谁将制造MicroLED屏幕。但根据日经新闻2021年的一份报告,台积电有可能在晶圆上量产MicroLED。未来,在iPad、MacBook、以及Watch、iPhone 上,苹果将采用自研的MicroLED屏,进而对三星显示、LG Display等OLED屏幕供应商产生巨大的冲击。不过,三星显示、LG Display、京东方等面板厂商也对MicroLED做了相关技术布局与探索,以避免丧失发展下一代显示技术的良机。

苹果产品生态圈支持MicroLED迭代

尽管MicroLED技术具有无可比拟的优势,但其量产仍然面临诸多技术挑战,如芯片制造、巨量转移、检测修复等。这也是目前MicroLED出货量低、售价高昂的根本原因。

其中,MicroLED最大的技术痛点是巨量转移。因为芯片制造完成后,需要将微米级的晶粒转移到驱动电路基底上,无论是TV屏还是手机屏转移数量相当巨大,并且显示产品对于像素错误的容忍度极低。例如要制造少于5个像素坏点的全彩1920*1080显示屏,良率必须达到99.9999%!

MicroLED还有微缩芯片及外延、全彩化等技术难题。在微缩芯片及外延上,将芯片尺寸微缩至50um以下,同时还需要满足高 PPI 需求,因此在外延制备、PL、ITO、光刻、蚀刻、磊晶剥离、电测等环节均面临精细化工艺、良率提升等技术难关,还需克服外部量子效率 EQE 效率减弱的问题。

全彩化也是MicroLED的核心技术难点之一。目前MicroLED在近眼显示领域尚无法实现全彩的高亮显示,在AR/VR等对分辨率、色彩显示要求极高的应用场景仍面临巨大挑战。

正因为MicroLED技术量产难题,韩国媒体援引专家的话称,“针对苹果自研屏幕,无需过度担心,因为MicroLED屏成本太高了,短时间内根本没可能量产。”

不过,既然苹果已有把MicroLED应用于Watch Ultra旗舰手表的计划,那么这也代表苹果的MicroLED屏的量产可行性很大,已在很大程度上解决了以上技术难题。

另外,有一个值得面板厂商关注的问题是,苹果拥有强大产品生态圈,从小屏Apple Watch到不同尺寸iPhone再到iPad、MacBook iMac,以及Apple TV,每一款产品都是年销量百万级、千万级,甚至还有上亿级的iPhone。这也代表苹果凭借丰富的产品线具备实现快速的技术变现能力,即使从智能手表产品开始,也有很大的技术变现能力。

还有苹果每一次技术革新与应用,都有很强的技术示范效应,对资本和供应链也具有很强大的号召力。如果苹果利用MicroLED技术不断扩大其产品生态圈的应用,特别是技术成熟之后在iPhone上应用,势必将在显示产业界引起巨大震动效果。

MicroLED 关键技术点及供应链布局

资料来源:SEMI,华泰研究

可以想象,如果苹果在MicroLED技术率先实现量产突破,将实现“一箭三雕”,即:在实现更高利润空间的同时,还能强化供应链掌控力,更能构建闭环供应链生态。在此情况下,苹果选择MicroLED技术将是一个很简单的商业选择,也值得全球各大面板厂商重点关注。

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