平安证券研究所 智能制造团队 &电子团队 2021年 7月 23日 吴文成 S1060519100002（证券投资咨询）邮箱（ WUWENCHENG 徐勇 S1060519090004（证券投资咨询）邮箱（ XUYONG） 证券研究报告 Mini LED爆发在即， 设备 先行 机遇何在？ Mini LED系列专题报 告（二） 2 要点总结 Mini LED市场爆发在即，工艺改进为设备企业带来新机遇。 Mini LED指由尺寸介于 50-200m 之间的芯片构成的 LED器件。相比芯 片尺寸大于 200m 的传统 LED， Mini LED在前道制造和后道封装环节均有工艺改进，有望为设备企业带来新的机遇。 前道制造：关注 MOCVD和测试分选设备机会。 Mini LED芯片前道制造通常包括衬底、外延、芯片加工三大环节，其中芯片加工又 包括光刻、刻蚀、溅射、蒸镀、测试分选等工序。针对设备而言： 1）由于 Mini LED芯片外延环节对波长均匀性和缺陷控制提出 新的要求，更高产能和更高良率的 MOCVD设备需求有望上升。 2）芯片加工完成后，面对更大规模的芯片数量，测试分选设备需要 提高产能和效率。 后道封装：关注固晶机和返修设备机会。 Mini LED后道封装工艺通常包括固晶、回流焊、测试、返修、封胶、烘烤等流程。针对 设备而言： 1） Pick & Place和刺晶为目前固晶机的主要方案，高精度、高速度固晶机成为 Mini LED的优选。 2） Mini LED返修是 难点，设备路线标准不一，设备商多方探索。 投资建议： 我们认为， Mini LED渗透率提升初期，设备企业弹性最大，值得高度关注。建议关注中微公司（国产 MOCVD和刻蚀设 备双龙头， Mini LED专用 MOCVD设备有望放量）；北方华创（半导体设备“全能型选手”，刻蚀设备和 PVD等设备有望受益于 Mini LED渗透率提升）；新益昌（国内 LED固晶机绝对龙头， Mini LED固晶机先行者）；深科达（显示行业智能装备领导者， Mini LED 检测分选设备有望放量）。 CONTENT 目录 一、 Mini LED前道制造工艺与设备介绍 四 、投资要点与风险提示 三、 设备企业布局情况 二、 Mini LED后道封装工艺与设备 介绍 4 1.1 LED芯片前道制造包括衬底、外延和芯片加工三大环节 资料来源： CNKI， 平安证券研究所 LED芯片制造的主要流程及设备 LED芯片加工主要流程图示 LED芯片制造包括三大环节 LED芯片制备 包括衬底、外延和芯片加工三大环节。 衬底。 LED芯片通常使用蓝宝石衬底，流程包 括蓝宝石晶体生长、切片、抛光等。 外延。 在蓝宝石衬底上生长不同特性的 GaN外 延层，形成 PN结。这是 LED芯片最核心的环节。 芯片加工： 在外延片上通过光刻、刻蚀、溅射、 蒸镀等工艺形成最终的芯片结构。具体包括： 刻蚀。 通过 ICP刻蚀，将 N型 GaN台面暴露出来， 形成 PN结台阶。 溅射。 在 P台面上溅射蒸镀一层电流扩展层， 实现更好的导电性（ N-GaN导电性良好，无需 此步骤）。 蒸镀。 LED芯片需要使用金属作为电极与焊接 介质，通常通过蒸镀工艺形成金属电极。 光刻： 上述步骤均需要光刻来实现图形化，使 LED的不同层有序沉积或暴露。 测试分选： LED芯片制备完成后，需要对其进 行检测分选，以保证进入下一步骤的良率。 衬底生产 外延生长 ICP刻蚀 溅射蒸镀金属层 (倒装 芯片 )剥离 /减薄 (垂直、倒装芯片 ) PECVD（可选） 通孔刻蚀（可选） 蒸镀电极 单晶炉、切片机、 磨片机等 MOCVD设备 光刻机、 ICP刻蚀设备 光刻机、磁控溅射蒸 镀设备、退火设备电子束蒸发蒸镀设备 不固定， CMP、激光设 备等 电子束蒸发蒸镀设备光刻机、 ICP刻蚀设备光刻机、 PECVD设备 5 1.1 Mini LED对工艺与设备提出新的挑战 Mini LED芯片尺寸介于 50-200m 之间 Mini LED工艺对外延和检测分选设备形成新需求 Mini LED对部分设备提出新挑战 Mini LED是指由尺寸介于 50-200 m之间的 LED器 件。 传统 LED芯片尺寸普遍大于 200m ， Mini/Micro LED是将传统的 LED阵列微小化，形成 的高密度集成的 LED阵列。其具有“薄膜化，微小 化，阵列化”的优势， 被看作是未来显示技术 的 发展趋势。目前， Micro LED（尺寸小于 50m ） 尚未成熟， Mini LED（尺寸介于 50-200m 之间） 凭借逐步成熟的性能和持续的降价趋势赢得了越 多越多产业链企业的认可。 生产环节 工艺特点 设备需求 衬底 Mini LED与现有 LED相比无明显区别。 无设备更新需求。 外延 外延片的均匀性和一致性要求更高，对缺陷控制与成本控制提出新需求。 现有 MOCVD设备生产 Mini LED外延 片产能较低，可以改进现有设备 提高效率。 芯片加工 芯片尺寸缩小、精度要求更高，但主 要为工艺层面的优化，现有设备基本 可以满足需求。 设备更新无硬性需求。 检测分选 测试设备的精度与速度需求大幅提升， 传统设备难以满足需求。 需要精度和速度更高的检测分选 设备。 Mini LED芯片和 LED芯片制造流程基本一致，但对 部分设备提出更高要求。 与传统 LED相比， Mini LED芯片制造流程基本一致。然而，更小的芯片尺 寸和点间距，对芯片制造和封装提出了更高的要 求。 Mini LED制造流程难度提升主要在外延和检 测分选两个步骤，对相关设备提出了更高的要求。 资料来源： LED Inside， Mini LED商用显示屏通用技术规范 ， CNKI，公开信息整理， 平安证券研究所 6 1.2 外延： Mini LED 对 MOCVD设备提出更高要求 MOCVD设备波长均匀性和缺陷控制要求高 Mini LED外延片对波长均匀性和缺陷控制要求提 高，传统的 MOCVD设备需要升级。 随着 LED芯片尺 寸的缩小和单位面积数目的增加， 芯片良率成为 厂商无法回避的挑战。提高良率可以有效的降低 生产成本。就外延环节而言，提高良率的关键在 于波长均匀性和缺陷密度，这对 MOCVD 设备的设 计与制造提出了更高要求。 外延片的制备是 LED芯片制造的重要环节，需要通 过 MOCVD设备实现。 一个 LED完整发光结构通常包 含 70-80层不同掺杂浓度、薄层厚度的沉积层，各 沉积层均会影响最终产品的发光特性，因此外延 生长环节是 LED芯片生产的重要步骤。 MOCVD (Metal-organic Chemical Vapor Deposition)即 金属有机化合物化学气相沉积工艺，是 LED外延片 生产的主流工艺，通过 MOCVD设备实现 。 LED外延片结构图示 中微公司 Mini LED用 MOCVD设备 资料来源： ResearchGate， CNKI，中微公司， 平安证券研究所 设备构成 设计要点 腔体设计 减少预反应，抑制生长过程中产生的表面颗粒度 传输模式 引入新的传输模式，尽可能减少中间过程颗粒生成 维护设计 控制维护过程中颗粒物对外延车间洁净度的影响，例如将托盘装卸区与腔体区域环境隔离 石墨托盘 严格管控石墨盘使用状况和烘烤工艺，以控制颗粒来源 Mini/Micro MOCVD设备改进需求 7 1.3 芯片加工：倒装芯片优势明显，渗透率有望逐步提升 资料来源： CNKI， 平安证券研究所 LED芯片 的三种结构图示 三种结构的 LED芯片制造工艺略有差异 根据结构划分， LED芯片可分为水平、垂直、倒装三 类，其工艺流程存在一定差异。 水平结构 ： 最常见的结构， P电极和 N电极都镀在 芯片上表面，制作流程相对最为简单。 垂直结构： P电极仍制作在芯片上表面，但 N电极 置于芯片底部。垂直结构无需刻蚀 PN台阶，但需 要剥离蓝宝石衬底，并增加一层导电衬底。芯片 底部蒸镀金属薄膜，作为电极的同时可将出射光 反射到正面。衬底剥离工艺难度较大，一定程度 制约了垂直结构的发展。 倒装结构： 外观类似于水平结构的翻转，但制作 流程存在差别，成本也比水平芯片高。为了使光 线从芯片背面出射，倒装芯片一方面需要在 P-GaN 层和电极之间蒸镀金属反射层，另一方面需要减 薄或剥离蓝宝石衬底，以减少光线损失。 在 Mini LED规格下，倒装结构芯片存在发光效率 高、散热好等优势。倒装芯片 渗透率有望逐步提 升。 倒装结构芯片在 Mini LED规格下存在优势 工艺难度 键合方式 出光效率 散热性能 水平 结构 工艺最为简单，目 前技术基本成熟。 引线键合 引线和焊盘遮挡出光 面积，影响出光效率， 小尺寸芯片影响明显。 蓝宝石衬底散热性能较差，随着工 作时长增加，积累的热量可能使器 件性能衰减。 垂直 结构 蓝宝石衬底激光剥 离技术难度较大， 一定程度限制了垂 直结构发展。 引线键合 出光面电极数较水平 结构减少，出光效率 较水平结构有所提高。 工作电流主要在 LED 芯片外延层活 动，避开了横向工作电流导致的热 量积累；蓝宝石衬底被替换为导热 性能高的衬底，散热性能有所提升。 倒装 结构 技术实现难度低于 垂直结构，已得到 较广泛的应用 回流焊接 出光面无引线和电极 遮挡，对于更小尺寸 的芯片，出光效率高 于前两种结构。 倒装工艺中，回流焊接后在金属电 极和基板接触点周围填入绝缘导热 填充剂，散热能力优于引线键合方 式。 8 1.3 芯片加工：现有 LED芯片加工设备基本满足 Mini LED加工要求 不同结构的 LED芯片制造工艺略有差异 红光倒装芯片衬底剥离或减薄工艺难度大 Mini LED芯片加工工艺升级存在三方面挑战 现有 LED芯片加工设备基本满足 Mini LED加工要求。 Mini LED芯片加工设备包括光刻机、刻蚀机等，与 半导体芯片设备类似，但精度要求较低。 Mini LED 芯片加工环节存在的挑战更多在于芯片设计和流程 优化层面，对于设备并无硬性升级要求。现有的 LED 芯片加工设备较为成熟，基本可满足 Mini LED工艺 需求。 Mini LED芯片工艺升级存在三个方面的挑战。 其一 为小尺寸芯片设计。小尺寸情况下 ,焊接面平整度、 电极结构设计、易焊接性、对焊接参数的适应性、 封装宽容度均为设计的重难点。其二为倒装工艺的 控制。倒装芯片在 Mini LED规格下优势明显，但倒 装工艺成熟度尚不及正装工艺，特别是 RGB直显所用 红光 芯片，倒装时 衬底转移工艺较为复杂。其三为 一致性和可靠性要求的提升，需要在生产环节实行 更严格的流程控制以提高良率。 资料来源： CNKI， ResearchGate， 平安证券研究所 衬底 外延 光刻 ICP刻蚀 溅射(PVD) 蒸镀 反光 层 衬底 剥离 / 减薄 PECV D 蒸镀 电极 水平 结构 可选 垂直 结构 可选 倒装 结构 可选 9 1.4 测试分选： Mini LED芯片测试分选设备需提升速度与精度 Mini LED芯片测试分选设备需提升速度与精度 测试分选 是 Mini LED芯片出厂前的重要环节。 LED测试通常分为芯片端测试和封装端测试。在 芯片测试端，由于 Mini LED生产工艺尚不成熟 且良率不足，行业普遍采用全测全分模式，芯 片出厂前需进行至少一次光电测试，以剔除不 良芯片，满足下游对良率的需求。 测试完成、确定芯片光电等级后，由分选装置 将芯片分拣排列，以供下游封装和使用。 测试和分选工序可由同一台机器 (一体机 )完成，也 可分别由两台机器完成。 前者可靠性强，但速度慢； 后者可实现快速分选，但涉及数据在两台设备间的 传输，可靠性有所降低。 Mini LED对芯片的一致性与可靠性要求更严格，需 要测试分选设备层面的提升。 芯片检测环节效率低、 耗时长，成为 Mini LED成本控制的瓶颈之一，要求 测试分选设备厂商不断提升设备速度与精度。 LED芯片测试装置图示 LED芯片分选装置图示 探针 被测芯片 资料来源： CNKI， 平安证券研究所 电 机 弹 簧 分拣 摆臂 升 降 旋 转 凸 轮 CONTENT 目录 一、 Mini LED前道制造 工艺与设备介绍 四 、投资要点与风险提示 三、 设备企业布局情况 二、 Mini LED后道封装工艺与设备 介绍 11 2.1 封装路线： LED封装主要包括 SMD、 IMD和 COB三大类 根据封装集成度区分： SMD与 COB 根据芯片方向区分：正装与倒装 资料来源： 希达电子， CNKI， 平安证券研究所 LED芯片封装主要包括 SMD、 IMD和 COB三大类 根据封装结构的集成度， LED封装路线可分为 SMD、 COB与 IMD(n合一 )三类 。 SMD（ Surface Mounted Devices)是先将 单个芯片封装成灯珠，再将其组装至基板上的封装方案，单 个封装结构中只包含 1个像素。 COB(Chip on Board)方案则 是将多颗 LED裸芯片直接与 PCB电路板相连，省去 LED芯片单 颗封装后贴片的工艺流程，单个封装结构中可包含大量像素。 IMD(Integrated Matrix Devices)方案通常被视为两种方案 的折中，将多 颗芯片（ 通常为 4-9颗）封装在单个结构中， 然后再组装到基板上。 根据芯片封装方向， LED封装路线又可分为正装与倒装方案。 正装方案使用水平或垂直结构芯片，芯片通过焊线与 PCB基 板相连；倒装 方案 使用倒装芯片，无需引线焊接，金属电 极通过回流焊与基板相连。倒装方式具有多项优势： 1）出 光面无遮挡，提升了光效； 2）电极与基板接触面积大， 改 善了焊线虚焊、断线不良问题，可靠性更强； 3） 芯片热量 直接通过焊点传导到基板，易于散热，提高器件寿命及色 彩稳定性 。 12 2.1 封装路线：倒装 COB有望成为 Mini LED主流的封装方式 各封装方案优劣势比较 路线描述 优势 劣势 技术成熟度 SMD 单颗芯片封装 后集成在基板 上 设备与工艺成熟，中大尺寸 应用中成本优势明显；全测 分选显示一致性高，标准化 元器件可兼容不同的点间距 焊点多，气密性差；封 装难度、器件可靠性和 终端贴片精度均难以适 应 P1.0以下发展 IMD 多颗（常见 4 颗）芯片阵列 化封装后集成 在基板上 通用性较强，色彩一致性及 良率都优于 COB，可满足 P0.9 0.4 需求；产业链配套 成熟，综合成本低，可实现 快速产业化 防磕碰、防水汽能力不 及 COB；显示颗粒感强； 产品间距无法灵活调整 COB 芯片集成在 PCB基板上进 行封装 减少支架成本、工艺简化； 降低芯片热阻；可靠性与稳 定性强，失效率低；防磕碰 性能好，防护性最优；屏幕 厚度更薄等 光色一致性尚存在瓶颈， 量产难度较高； P0.7 以 下载板 PCB 精度不足、 制程良率低有待攻克； 返修困难 COG 采用玻璃基板 作为 LED 的载 板，芯片集成 在玻璃基板上 进行封装 基板尺寸稳定性、平整度更 高，且利用了半导体的光刻 制程，布线精度更高，有利 于高密度封装 面临高密度多层线路布 线 (基板过孔 )、切割、 不良返修等关键技术瓶 颈 IMD和 COB是现阶段 Mini LED主流方案 倒装 COB有望成为 Mini LED主流的封装方式。 Mini LED时代，芯片微缩化增加了封装难度，促成了不同 封装技术的开发， SMD、 IMD、 COB、 COG(Chip On Glass)等路线百花齐放。我们认为，倒装 COB有望成 为 Mini LED主流的封装方式。 SMD： 设备与工艺高度成熟，但 可靠性和稳定性 有缺陷；难以应对 P1.0以下需求。 IMD： 材料与工艺与 SMD类似 ，具备 SMD光色一致 性的优点，同时可靠性和贴片效率较 SMD有所提 高。产业链成熟，可优先实现产业化。 COB： 包括正装和倒装 COB。可靠性和稳定性强， 更容易实现小间距显示。 随着产业链生态的逐 步成熟，倒装 COB有望成为 Mini LED主流的封装 方式。 COG： 精度高、稳定性好，被视为 Micro LED (P0.3)的未来 ，然而目前技术仍存在一定瓶颈。 资料来源： CNKI，国星光电， 平安证券研究所 13 资料来源： 新益昌， 平安证券研究所 2.2 Mini LED封装工艺对固晶机、检测和返修设备提出新要求 分立式 封装 （ SMD、 IMD） 集成式 封装 （ COB） 包装 固晶 焊线 /倒装焊 封胶 烘烤 切割 分BIN 包装 固晶 焊线 /倒装焊 围坝 封胶 烘烤 Mini LED封装工艺流程 Mini LED对设备速度良率要求更高 LED封装流程所需设备包括固晶机、焊线机 /回流焊 机、灌胶机、检测与返修设备等 。 固晶机用于芯片 贴装环节；焊线机用于正装芯片与基板之间的引线 键合；回流焊机用于倒装工艺下的芯片焊接；灌胶 机用于封胶环节；检测设备用于生产各环节的检测； 返修设备用于去除和替换存在缺陷的部分晶粒。 Mini LED封装对作业速度与良率提出挑战。 随着 LED 芯片尺寸缩小，单位面积芯片用量急剧增加，生产 速度与良率的平衡成为厂商的重要挑战。一方面， 提高速度有助于降低生产成本，是实现量产的关键； 另一方面，如果速度提高时良率无法保证，返修工 序会相应加重，从而抬升成本。 Mini LED封装流程 中，固晶机、检测设备和 返修设备涉及到芯片的巨 量处理，与作业速度和良率息息相关，是量产的关 键设备。 设备名称 设备需求 固晶机 Mini LED要求实现高精度、高速度固晶。传统固晶设备在对 P1.0以 下 Mini LED进行贴片时，为满足精度要求，贴片速度被迫大幅降低， 影响生产效率。因此更高精度和速度的固晶机是 Mini LED量产的关 键设备。 检测设备 芯片尺寸小且用量成倍增长，传统测试设备所需测试时间同步延长， 导致生产时间增加，产能受限。因此需要开发速度与精度都更高的 检测设备。 返修设备 为保证最终产成品质量，需开发返修设备，对焊接不良或芯片不良 的元件进行剔除和替换。 Mini LED工艺对封装设备的要求 前测及返修 后测 前测及返修 后测 14 2.3 固晶环节：芯片转移技术是提升 Mini LED产能的关键 Mini LED固晶机转移速度与精度待提升 固晶机是 LED封装的重要设备。 在 LED封装流程中，固 晶机用于将晶片从晶片盘吸取后贴装到 PCB（印刷线 路板）或支架的指定区域，并进行缺陷检测。常见的 Pick & Place模式固晶机工作原理为：对晶片和 PCB/支架板进行图像识别、定位及图像处理。通过 银胶拾取装置对支架板的给定位置进行点胶处理。 利用晶片吸取装置将晶片准确放置于点胶处固定。 芯片 转移技术的突破是 Mini LED产能提升的关键。 Mini LED芯片的大量转移是突破产能瓶颈的关键，对 固晶机芯片转移的精度和速度提出了更高需求 。目前， 固晶机芯片转移方案主要包括传统的拾取放置方案 (Pick & Place)、刺晶方案和激光转移方案。此外， 为了应对未来 Micro LED的更高要求，各厂商分别推出 了不同的巨量转移方案。芯片转移速度和精度的突破， 有望成为未来固晶设备厂商的关键竞争点。 新益昌 HAD8606六头平面式高速固晶机 各下游厂商开发中的巨量转移方案 资料来源： 新益昌， IEEE， 平安证券研究所 技术路线 中文名称 应用原理 应用厂商或机构 转移速率 Elastomer stamp 弹性转印 范德华力 X-Celeprint 1M units/hr Roll Printing 滚轮转印 范德华力 KIMM 1000 units/sec Laser Release 激光剥离转移 激光 Uniqarta， QMAT 100M units/hr Liquid Assembly 流体自组装 重力 &流体力学 eLux 50M units/hr Magnetic Stamp 磁性转印 磁力 ITRI 0.9M units/hr Electrostatic Stamp 静电转印 电磁力 Luxvue 12M units/hr 15 2.3 固晶环节： Pick & Place和刺晶为目前主要的固晶方案 资料来源： 普莱信， n-tech research， IEEE， 平安证券研究所 Pick & Place 刺晶 弹性转印 激光剥离转移 图示 说明 应用 公司 对晶片和 PCB/支架板进 行图像识别、定位及图像处 理。 通过银胶拾取装置对支架 板的给定位置进行点胶处理。 利用晶片吸取装置将晶片 准确放置于点胶处固定。 将排布芯片的蓝膜置于刺针 和 PCB板 /玻璃板之间，芯片 面朝下。刺针向下推动蓝膜 发生形变，使芯片与基板发 生接触并固定。这一方案无 需逐个识别芯片位置，因此 速度远快于拾取放置方式， 但蓝膜形变可能导致精度受 到限制。 图案化激光剥离，即应用激 光直接从原有衬底上剥离 LED 芯片以实现转移。使用准分 子激光，选择性地照射在氮 化镓外延层生长界面上的特 定区域，再通过紫外线曝光 产生镓单质和氮气，使外延 片平行转移至新衬底，实现 精准的阵列转移。 使用弹性印模进行芯片转移， 让 LED以范德华力粘附在转移 头上，或转印到目标衬底片 的预定位置上。实现转移的 原理包括控制剥离速度、控 制印章曲率、制作微结构、 使用形状记忆聚合物等。此 方案适合小面积、柔性屏幕， 包括可穿戴设备屏幕等制作。 X-Celeprint Uniqarta， QMATK&S（ Rohinni）新益昌、 ASMpt 16 2.4 测试与返修环节：工艺与设备路线各异，设备商多方探索 封装测试与坏点返修 是 Mini LED封装 新的挑战 测试设备是 Mini LED最终产品良率的重要保障。 LED封装完成 后，需再次进行光电测试，并进行色度学参数测试。 Mini LED可通过 AOI(Automated Optical Inspection， 自动光学检 测 )设备进行检测，应用视觉方案检测固晶和焊接情况、产品 外观情况，亦可对点亮后的 LED进行测试。目前 Mini LED封装 测试领域设备的种类繁多，设备标准化程度不高，各厂商提 供的设备路线与工艺不尽相同，但均要求检测精度和速度的 不断提升。 返修设备的开发是 Mini LED新的痛点与难点，设备厂商多方 探索。 对微米尺寸且数量庞大的 LED灯珠进行有效检测并修复 坏点难度很大，封装后的 Mini LED返修对设备厂商提出挑战。 目前市场上尚无标准化的技术路线。 部分 设备产品可实现的 功能包括自动获取不良坐标和不良类型、自动剔除不良元件 （超声波或激光）和清理焊盘、自动重置焊锡或银胶、二次 固晶和焊接等。设备厂商的多方探索有利于加速 Mini LED的 量产运用。 吉洋视觉 Mini划片后检测收料一体机 微组半导体 (左 )&盟拓科技 (右 )Mini LED返修设备 资料来源： 各公司官网， 平安证券研究所 CONTENT 目录 一、 Mini LED前道制造工艺与设备介绍 四 、投资要点与风险提示 三、 设备企业布局情况 二、 Mini LED后道封装工艺与设备 介绍 18 3.1 芯片制造、封装和测试领域涌现出一批国产设备商 Mini LED设备产业图谱 MOCVD 刻蚀设备 测试分选设备 返修设备 生产 制造 质量 控制 外延 固晶机 芯片加工 封装 测试 返修 微组半导体 AOI设备 矩子科技 19 3.2 芯片制造与封装设备：中微公司、北方华创和新益昌成为国内优秀代表 公司名称 公司简介 &Mini LED设备布局 芯片制造 Veeco 成立于 1945年，是全球领先的 MOCVD设备厂商。针对 Mini LED生产需求，开发了 MOCVD设备、湿法清洗与刻蚀设备、干法刻蚀设备等，提供 Mini LED全套解决方案。 Aixtron 成立于 1983年，总部位于德国，是全球领先的 MOCVD设备厂商。爱思强独有的行星式反应器可保证外延生长的波长一致性和高良率，已获得錼创、康佳等多家 Micro LED厂商认可。 中微公司 成立于 2004年，于 2019年登陆科创板，是国产刻蚀设备和 MOCVD双龙头。公司于 2021年 6月推出专为高性能 Mini LED量产设计的Prismo UniMax MOCVD设备；半导体 ICP刻蚀设备已获客户验证。 北方华创 成立于 2001年，于 2010年深交所上市，是国内半导体设备龙头，设备业务布局广泛。公司 LED芯片加工设备产品包括等离子刻蚀设备、物理气相沉积（ PVD）设备、清洗设备等，均可用于 Mini LED生产。 芯片封装 ASMPT 成立于 1975年，半导体和 LED集成及封装设备全球领先，总部位于新加坡。 ASMPT拥有独特的巨量转移接合技术，推出全自动巨量焊 接产线 Ocean Line，提供精准排序、转移与接合方案。此外， ASMPT 联手希达电子，在 2020 年共同打造了基于 Mini COB 封装技术的 智能生产工厂，新增 Mini LED 产能 7000KK/年。 Besi 成立于 1995年，是全球半导体和电子行业半导体组装设备的领先供应商，总部位于荷兰。 Besi旗下有 Esec和 Datacon两大固晶机品牌，提供多款 LED固晶机产品，满足正装和倒装等不同需求。 K&S 成立于 1951年，是全球领先的半导体和电子组装解决方案提供商，总部位于美国。公司和 Rohinni 联合联合推出 Mini LED 转移设备PIXALUX，此设备是第一台真正实现 Mini LED 巨量转移的设备。 Saultech 梭特科技总部位于中国台湾， Mini LED设备产品包括固晶机和分选机，专注于 Pick and Place转移技术的研发和革新。 新益昌 成立于 2006 年， 2021 年 4 月登陆科创板，是国产 LED固晶机龙头。目前公司用于 Mini背光的固晶机台可实现 40k/h固晶效率，用于Mini直显的机台固晶效率 120k/h，良率达到 99.9998%。 佑光 佑光器材公司成立于 2007年 2月，主要设备产品包括自动固晶机 ,贴片机 ,高速固晶机等。可提供 Mini LED背光及直显用高速固晶机。 普莱信 成立于 2017年，从事半导体设备，高精密绕线设备，控制器，驱动器的研发及销售，总部位于东莞。公司推出了 XBonder COB倒装巨量转移设备，采用刺晶模式， 最小可对 100m芯片进行固晶，速度最高 180K/h，精度 15微米 . Mini LED生产与封装设备公司情况 资料来源： 各公司官网， LED Inside， 平安证券研究所 20 3.3 测试与返修设备：技术路线各异，厂商百花齐放 Mini LED测试与返修设备公司情况 资料来源： 各公司官网， LED Inside， 平安证券研究所 公司名称 公司简介 &Mini LED设备布局 测试分选 ASMPT 成立于 1975年，总部位于新加坡。在半导体和 LED领域布局了测试分选设备和 AOI设备。 惠特科技 成立于 2004年，总部位于中国台湾，是全球最大的 LED点测与分选设备制造商， Mini LED点测分选设备贡献营收持续增长。设备业务之外，公司于 2021年启动了 Mini LED检测代工业务。 深科达 成立于 2004年， 2021年 3月在科创板上市，总部位于深圳，从事全自动贴合系列、半自动贴合系列、 AOI/检测系列、指纹模组系列、 COG/FOG系列、非标系列、半导体系列邦定贴合设备研发、生产、销售、服务。公司 Mini LED测试分光设备已获得下游订单。 华腾半导体 LED封装测试设备公司，总部位于深圳。针对 Mini LED测试需求，推出了全自动测试分选机 HT7600和全自动编带机 HT6000，测试精度和良率均有所提升。 标谱 成立于 2011年，是一家集研发、生产、销售、服务于一体的半导体封测设备制造商，总部位于深圳。标谱 LED封测相关产品包括 LED分光机、编带机等，现已成功完成了 COB LED测试系统升级，以应对 Mini LED检测需求。 台工科技 成立于 2010年，总部位于东莞。产品包括 LED分光设备、编带设备、 AOI目检机等。 AOI 矩子科技 成立于 2007年，总部位于上海，于 2019年登陆创业板。公司致力于机器视觉设备的制造，主要产品为在线全自动光学检测设备。截至 2020年底，公司 AOI设备产品已导入 Mini LED生产应用。 天准科技 成立于 2005年，总部位于苏州， 2019年科创板上市。公司主营产品为工业视觉装备。截至 2020年底，公司应用于 LCD、 OLED、 MiniLED、MicroLED等工艺的前段 Array制程检测设备处于研究阶段。 凌云光 成立于 2002年，于 2021年 6月递交科创板招股说明书申报稿。总部位于北京，是可配置视觉系统、智能视觉装备与核心视觉器件的专业供应商。在新型显示领域，公司开发了 LCD/OLED/mini LED/Micro LED显示屏 cell段 /模组段半自动 /全自动点灯、外观质量检测装备等系列产品。 奥普特 成立于 2006年，于 2020年 12月登陆科创板。公司以成像技术和视觉分析两大技术平台为基础，结合多年积累的专有技术（ Know-How），协助下游产业实现智能制造。在 LED显示领域，公司 AOI设备可实现晶圆切割定位、 PCB板、晶片和 DIE检测、焊锡检测等。 吉洋视觉 成立于 2014年，总部位于东莞，致力于高精度光学检测设备的研发。公司 Mini LED自动光学检测机可应用于 Mini LED划片后在线检测。 返修 微组科技 成立于 2017年，是上市公司易天股份控股子公司，总部位于深圳。公司是半导体微组装设备专业制造商，研发了 AMR系列 Mini LED/IC全自动激光返修设备，可进行 mini LED 焊接不良以及芯片不良的修复，对于焊接不良进行芯片拆除后，进行新芯片贴装焊接。 盟拓智能 成立于 2010年 6月，总部位于东莞。从事工业机器视觉软硬件技术研发，为新型显示、泛半导体、电子产业的客户提供自动化生产和检测设备、视觉方案。可提供 Mini LED AOI外观检测设备和返修设备。 21 中微公司（ 688012.SH）： 公司是国产刻蚀设备和 MOCVD双龙头， MOCVD和 ICP刻蚀设备业务有望受益于 Mini LED爆发。 MOCVD方面，公司于 2021年 6月推出专为高性能 Mini LED量产设计的 Prismo UniMax MOCVD设备； ICP刻蚀设备方面，公司半 导体 ICP刻蚀设备已获客户验证，作为国内刻蚀设备龙头有望受益于 Mini LED带来的 ICP刻蚀设备增量需求。 北方华创（ 002371.SZ）： 公司半导体设备布局全面，受益于 Mini LED爆发，刻蚀设备和 PVD设备有望量价齐升。 公司是国内半导体设备龙头，设备业务布局广泛。公司 LED芯片加工设备产品包括等离子刻蚀设备、物理气相沉积（ PVD） 设备、清洗设备等，均可用于 Mini LED生产，有望形成一站式服务能力。 新益昌（ 688383.SH）： 公司是国产 LED固晶机龙头， Mini LED固晶机有望成为国内厂商首选，分享市场爆发红利。 公司是国内 LED 固晶机龙头企业， LED 固晶机全球市占率 28%，国内市占率 60%，国内市场认可度高。 Mini LED 固晶机 竞争对手包括 ASMPT 和 K&S，公司具有价格和服务优势，有望成为国内厂商首选，分享 Mini LED 爆发红利。目前公司 Mini LED固晶机在手订单充足，业绩增长动力强。 深科达（ 688328.SH）： 显示行业智能装备领导者， Mini LED设备布局形成新增量。 公司从事全自动贴合系列、半自动贴合系列、 AOI/检测系列、指纹模组系列、 COG/FOG系列、非标系列、半导体系列邦定 贴合设备研发、生产、销售、服务。公司 Mini LED测试分光设备已获得下游订单。 3.4 国内重点公司聚焦 CONTENT 目录 一、 Mini LED前道制造 工艺与设备介绍 四 、投资要点与风险提示 三、 设备企业布局情况 二、 Mini LED后道封装工艺与设备 介绍 23 投资要点 Mini LED市场爆发在即，工艺改进为设备企业带来新机遇。 Mini LED指由尺寸介于 50-200m 之间的芯片构成的 LED器件。相比芯 片尺寸大于 200m 的传统 LED， Mini LED在前道制造和后道封装环节均有工艺改进，有望为设备企业带来新的机遇。 前道制造：关注 MOCVD和测试分选设备机会。 Mini LED芯片前道制造通常包括衬底、外延、芯片加工三大环节，其中芯片加工又 包括光刻、刻蚀、溅射、蒸镀、测试分选等工序。针对设备而言： 1）由于 Mini LED芯片外延环节对波长均匀性和缺陷控制提出 新的要求，更高产能和更高良率的 MOCVD设备需求有望上升。 2）芯片加工完成后，面对更大规模的芯片数量，测试分选设备需要 提高产能和效率。 后道封装：关注固晶机和返修设备机会。 Mini LED后道封装工艺通常包括固晶、回流焊、测试、返修、封胶、烘烤等流程。针对 设备而言： 1） Pick & Place和刺晶为目前固晶机的主要方案，高精度、高速度固晶机成为 Mini LED的优选。 2） Mini LED返修是 难点，设备路线标准不一，设备商多方探索。 投资建议： 我们认为， Mini LED渗透率提升初期，设备企业弹性最大，值得高度关注。建议关注中微公司（国产 MOCVD和刻蚀设 备双龙头， Mini LED专用 MOCVD设备有望放量）；北方华创（半导体设备“全能型选手”，刻蚀设备和 PVD等设备有望受益于 Mini LED渗透率提升）；新益昌（国内 LED固晶机绝对龙头， Mini LED固晶机先行者）；深科达（显示行业智能装备领导者， Mini LED 检测分选设备有望放量）。 24 风险提示 （ 1） Mini LED 市场发展不及预期风险。 若 Mini LED 背光和直显市场发展不及预期，则相关设备采购量将低于预期，影响相关设备公司增 长机会。 （ 2） Mini LED 设备技术迭代的风险。 目前， Mini/Micro LED技术路线尚未定型，设备方案同样存在更迭风险。如果国产设备企业技术研 发不足或技术突破不及预期，可能影响国产设备进口替代的节奏。 （ 3）竞争加剧的风险。 半导体 /泛半导体设备行业高度垄断，随着大陆市场的快速成长，外资巨头若加大对大陆市场的投入， Mini LED设备市场竞争可能加剧，影响国内相关公司的业绩。 （ 4）宏观经济下行风险。 若疫情加剧，或其他因素导致国内宏观经济下行， 可能对各类设备需求造成负面影响 。 25 平安证券综合研究所投资评级： 股票投资评级 : 强烈推荐（预计 6个月内，股价表现强于沪深 300指数 20%以上） 推荐（预计 6个月内，股价表现强于沪深 300指数 10%至 20%之间） 中性（预计 6个月内，股价表现相对沪深 300指数在 10%之间） 回避（预计 6个月内，股价表现弱于沪深 300指数 10%以上） 行业投资评级 : 强于大市（预计 6个月内，行业指数表现强于沪深 300指数 5%以上） 中性（预计 6个月内，行业指数表现相对沪深 300指数在 5%之间） 弱于大市（预计 6个月内，行业指数表现弱于沪深 300指数 5%以上） 公司声明及风险提示： 负责撰写此报告的分析师（一人或多人）就本研究报告确认：本 人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格。 平安证券股份有限公司具备证券投资咨询业务资格。本公司研究 报告是针对与公司签署服务协议的签约客户的专属研究产品，为 该类客户进行投资决策