（报告出品方/作者：中国平安）
一、MiniLED前道制造工艺与设备介绍
1.1LED芯片前道制造包括衬底、外延和芯片加工三大环节
LED芯片制造包括三大环节：
①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。
②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。
③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。
1.2外延：MiniLED对MOCVD设备提出更高要求
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-organicChemicalVaporDeposition)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。
MiniLED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。
1.3芯片加工：倒装芯片优势明显，渗透率有望逐步提升
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MiniLED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。
二、MiniLED后道封装工艺与设备介绍
2.1封装路线：LED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（SurfaceMountedDevices)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(ChiponBoard)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(IntegratedMatrixDevices)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。
2.2MiniLED封装工艺对固晶机、检测和返修设备提出新要求
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。
MiniLED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。MiniLED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。
2.3固晶环节：芯片转移技术是提升MiniLED产能的关键
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PickPlace模式固晶机工作原理为：①对晶片和PCB/支架板进行图像识别、定位及图像处理。②通过银胶拾取装置对支架板的给定位置进行点胶处理。③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MiniLED产能提升的关键。MiniLED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(PickPlace)、刺晶方案和激光转移方案。此外，为了应对未来MicroLED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。
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
测试设备是MiniLED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。MiniLED可通过AOI(AutomatedOpticalInspection，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MiniLED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MiniLED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MiniLED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MiniLED的量产运用。
三、设备企业布局情况
国内重点公司聚焦
中微公司：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MiniLED爆发。MOCVD方面，公司于年6月推出专为高性能MiniLED量产设计的PrismoUniMaxMOCVD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MiniLED带来的ICP刻蚀设备增量需求。
北方华创：公司半导体设备布局全面，受益于MiniLED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MiniLED生产，有望形成一站式服务能力。
新益昌：公司是国产LED固晶机龙头，MiniLED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。MiniLED固晶机竞争对手包括ASMPT和KS，公司具有价格和服务优势，有望成为国内厂商首选，分享MiniLED爆发红利。目前公司MiniLED固晶机在手订单充足，业绩增长动力强。
深科达：显示行业智能装备领导者，MiniLED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MiniLED测试分光设备已获得下游订单。
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