造出一块更好的屏幕有多难

　　眼前的黑不是黑。
　　文丨张家豪
　　编辑丨程曼祺
　　这样一项技术，索尼从高校实验室里发现了它，并做出了最早的样品，韩国三星对它持续投入，但进展不算迅速；京东方、华星光电等中国公司也在近5年跟进，据公开资料，2019年以来中国大陆上下游企业对它的投资计划超过700亿元人民币。在上周结束的北京冬奥会开幕式上，令人称奇的巨大冰瀑布是这种技术的一个更简单实现版本现代电子行业的一个规律是，做大、做奇特、做得独一无二不是最难的，难的是做小、做平平无奇，并复制千万上亿遍。
　　这项技术是MLED，它是MicroLED及其过渡形态MiniLED的统称，被认为是下一代，甚至是终极的屏幕方案。
　　手机的、平板的、电脑的、电视的、广告牌上的、电影院里的，未来还有AR眼镜上的屏幕这东西如此无处不在、随手可及，以至于人们常常意识不到，造出一块屏幕需要多么精深的技术和工艺。自上世纪30年代，民用电子显示屏伴随电视机一起诞生以来，造出屏幕的方法就一直在变化。每一次技术更替，都会带来分工改变、权力转移，有人落伍，有人上前，产业链随之重整。
　　演化到今天，世界上能制造屏幕的厂商几乎全部集中在3个地区：韩国、中国大陆和中国台湾。这些少数地区的公司支撑着全球200多个国家、数十亿人口对看到更大世界、看得更清楚的渴望。
　　中国人口多、市场大，但并不理所当然能从屏幕制造，这个消费电子领域的重要环节分一杯羹。用了数十年，投入超万亿元，中国大陆才在2017年成为全球最大的屏幕产地，并诞生了京东方、华星光电（由TCL科技控股）等龙头企业。
　　准确地说，这些公司造的是面板，即可供手机、电视等终端厂商使用的显示模组，它看起来薄薄的，但包含了液晶、薄膜晶体管、背光源等复杂零件。京东方做的事就是把这些零件拼成屏幕，这虽是一个集成环节，但和同属集成环节的汽车动力电池行业类似，有很高的技术和工艺门槛。2020年，全球产出了超过3亿平方米液晶屏幕，中国大陆公司贡献了其中的一半。
　　从一片空白到全球最大，这是一个了不起的成就。不过这个从无到有、从有到大的故事此前并不受舆论关注，这和屏幕制造处在产业链上游，不直接接触消费者有关；更深层的商业合理性是，最大并不代表最强，不是最强的公司，就无法获得行业里最多的商业利益。京东方是中国也是全球产能最大的面板厂商，据业绩预告，京东方去年预计营收约2200亿元人民币，净利润近260亿元人民币，超过三星的面板业务，可是京东方的市值只有1900多亿元人民币。
　　但强比大重要的逻辑，也正是中国显示行业现在值得被注意的原因：正在发生的新一次技术更替给了中国大陆显示公司从大到强的机会。
　　MLED是这次技术更迭的主角，它能实现全平显示之后的下一个显著体验升级：让黑色黑得彻底。目前应用最广的液晶屏幕在呈现黑色时会泛灰。MLED能解决这一问题，且相比效果类似的OLED（有机发光二极管）寿命更长、更稳定。
　　让黑变黑，听起来没什么大不了，但如果亲眼看过黑就是黑的效果，大部分人不会想再回到灰扑扑的、色彩对比不足的世界。
　　若能在MLED上，完成从成熟技术跟随者到新一代新技术定义者的转变，一批中国公司的商业价值将被改写。
　　从没有人守擂成功
　　MLED之前，已有近百年历史的显示行业先后经历了三代技术，但尚未有哪个国家和地区的公司能连续成功两次。上一代技术的引领者，几乎无一例外地随着新技术到来被颠覆。制造一块屏幕的历史，充分体现了高技术、高工艺、重投入、长周期的先进制造业的残酷一面。
　　最初是19世纪末，英国、德国、俄国等欧洲科学家完成了对CRT（CathodeRayTube，下称显像管）的原理发现和技术发明，但成功量产了显像管的是美国人。
　　1929年到1939年，美国公司RCA（RadioCorporationofAmerica，美国无线电公司）用了整整十年发明了电视，完成了显像管这项实验室技术的产业化。产业化的意思是，找到一种可行且成本合理的方式，大批量、大规模地制造销售某种标准品，把前沿技术变成普通人可以负担的商品，这个过程也会催生一些新的行业和公司类型，塑造一套上下游公司的分工方式。
　　和后来的两次显示技术变革相比，RCA等美国公司参与的第一轮屏幕创新是开天辟地的。那会儿消费电子行业还没有成型，更谈不上行业分工，RCA不仅发明并制造显像管，同时也定义和制造电视终端，甚至要推动建立电视广播系统参与创立RCA的大卫沙诺夫同时是美国国家广播公司NBC的创始人。最初RCA认为把电视变成大众商品只需要花500万美元，实际上10年里它们投入了5000万美元，这在上世纪30年代是一笔巨款。
　　但RCA的优势没能延续到液晶（LiquidCrystalDisplay）时代。这一次，美国成了欧洲，它提供了最初的发明，但实现液晶产业化的是日本。
　　液晶相对于显像管的一个大好处是，它能实现平面显示。在液晶之前，采用显像管的电视和电脑屏幕无法做到全平，且背后有一个大大的鼓包。那个年代的苹果电脑显示器也得老老实实背个大包。
　　图：苹果在1998年推出的iMacG3显示器中仍在使用显像管屏幕（左）；到2002年推出iMacG4时，改用了液晶屏幕（右）。
　　早在上世纪50年代，RCA、西屋电气等美国显示先驱就开始推动液晶产业化；但到70年代前后，各公司发现高画质的彩色液晶显示很难实现，液晶被打入冷宫。
　　此时全球消费电子业已逐步形成分工，并发生了产业转移。设计和制造分离，终端企业不再一手包，屏幕、外壳、芯片、内存等组件由不同地区的不同公司生产。
　　基于战后的美日同盟、较好的工业底子和政府支持，日本承接了美国成熟的显像管技术转移，搭建了本土显示供应链，为开发下一代技术积累了资金、人才、工艺和技术经验。到70年代，精工、夏普等日本企业以卓越的技术判断力，在液晶几乎被美国公司放弃时获得了相关技术授权，并在80年代取得一系列工艺、技术突破，实现了液晶产业化。从那时到2000年，日本一直是全球最大液晶屏幕产地，90年代中期的顶峰时，日本生产了全球超9成的液晶屏，夏普、NEC（日本电气）和东芝分列前三。
　　错失了液晶时代的RCA则在1976年被钟表公司天美时（Timex）收购，这家开创了一个时代的科技公司渐不再为人所知。
　　接着是第三次技术变化萌芽于2000年之后的OLED。和之前的剧情类似：日本先锋公司是OLED产业化的最早尝试者，但中途放弃；后来把OLED做成的，是在液晶时代通过引入成熟技术做大规模、积累实力的韩国三星。
　　随着苹果在2017年于iPhoneX上首次使用三星提供的OLED屏幕，OLED在手机市场立足。三星享受了超额收益，在苹果iPhoneX的物料成本中，OLED屏幕高达80美元台，位于所有零件之首。
　　迄今为止，在显示行业的三次技术升级中，从没有哪个国家的显示产业守擂成功，上代技术的开创者都沦为了下代技术的路人，美国RCA，日本夏普、松下皆是如此。（如果三星能在MicroLED上继续领先，它就打破了这个魔咒。）
　　守擂难，是因为从显像管到液晶再到OLED，生产技术和工艺不完全是延续的，而是跳跃的。比如液晶制造相比于显像管增加了很多半导体工艺，未来的MicroLED的半导体成分还将更高。仅靠行业里的既有人才和过往经验，很难做成需要跨领域知识和产业链重整才能做成的新产品。那些陷于自己过去成就、学习速度不够快的公司，就会被扫进故纸堆。
　　中国公司尚未体会过这种创新者的窘境。上世纪70年代在民用领域引入显像管技术至今，中国公司主要在学习和跟随，即引入已有产线和技术，生产现成能用上的产品。它们缺乏余裕和能力做下一代技术投入。
　　跟随的性价比看起来不低，京东方、华星光电这样的龙头面板公司业绩非常好。京东方去年全年利润同比增长4倍，华星光电同比增长超3倍。京东方也反超三星电子，成为全球最赚钱的面板企业。
　　但止步于此是危险的。首先，京东方们的惊人增长与面板价格的周期波动有关，不可持续。上一轮液晶涨价周期已在去年夏天结束。
　　跟随的更大问题是会陷入追赶的循环：每当一代新技术到来，跟随者先是会遭遇技术封锁；做出来后又面临价格打压；终于熬过了价格战，份额开始提升，钱没赚几天，更新的技术又来了，好不容易建立的产能面临淘汰。
　　淘汰之惨烈，有时会导致一批公司全灭。随着2007年液晶电视销量超过显像管电视，此前花30多年陆续发展起来的中国大陆八大彩色显像管厂商陆续停产、欠薪、裁员、倒闭。
　　这就好像一个人刚刚跋涉数年，停下来吃口饱饭还没几天，马上又得重新赶路。做不出来，熬不过价格战，熬过了但利润一般追赶循环中的每一关，都可能使公司倒闭、巨额投资付之东流。
　　新技术变革的速度正越来越快，从显像管被产业化的1930年代到液晶产业化取得突破的1980年代是50年，从那时到OLED是20多年。这意味着追赶者的喘息空间越来越少，刚赶上上一代技术，下一代新方案就已有应用苗头。
　　打破这种追赶循环的方法是自己参与定义下一代技术。它需要一个公司和它所处的产业链能在众多不成熟、不确定的技术路线里作出抉择，然后把实验室技术变成可重复生产亿万次，且成本合理的商品。做抉择要赌性，做抉择后的技术攻坚要肯拼且善于合作。
　　美国、日本和韩国先后在显像管、液晶和OLED上经历了这个过程。这三代技术萌芽时，中国公司尚没有实力参与技术定义、游戏规则和分工方式设计。但正在发展的MLED给了中国公司试一次的可能性。
　　四地竞合，两种选择
　　MLED被提上日程，是因为目前最主流的液晶显示和已在高端手机市场立足的OLED都有缺陷。
　　液晶自己不发光，所以需要在背后有光照亮它，即背光。即使显示黑色时，液晶的背光也会被点亮，这就像用强光照射半透明的黑色物体，黑色会显灰，色彩失真。OLED解决这一问题的方法是用有机发光材料绘制单个像素点，让像素实现自发光，这就省去了背光。但由于成本高、有机发光材料会衰减、不稳定，OLED寿命相对短，使用场景受限，在平板、电脑、电视上的渗透率并不高。
　　MLED技术中，于2010年前后被业界发掘的MicroLED与OLED思路相似，也是通过自发光省去背光解决黑色显灰的问题。但发光的不是OLED中使用的有机发光材料，而是一颗颗细小的LED，即发光二极管。每颗LED都能被单独控制，汇聚在一起就形成了图像。LED的稳定性优于OLED中绘制像素的有机发光材料，它同时避免了OLED的缺陷。
　　由于尺寸足够小，MicroLED也可以和光波导技术配合，用在AR（增强现实）眼镜上，其实现过程是把MicroLED微显示模组放到镜腿里，再让光波导组件把微显示器里的图像传导到眼镜的透明镜片上。
　　色彩保真、寿命长、稳定性好，MicroLED被视为下一代乃至终极的显示方案，在大屏商显、可穿戴设备、车载屏幕、电影院屏幕和AR眼镜上都可应用。
　　但和过去液晶、OLED技术刚萌芽时类似，现在生产MicroLED难度大、成本高，需要设计和突破一系列工艺，发明新的自动化设备。行业一般认为，MicroLED未来五到十年都很难大规模落地，更近的机会是2015年前后被提出的中间方案MiniLED。它实际上就是大一号的MicroLED。MicroLED的尺寸小于50微米，直径小于人的发丝；MiniLED的尺寸则在50200微米，二者被统称为MLED。
　　目前参与MLED技术变革的主要是日本、韩国、中国大陆和中国台湾四地的企业。它们之间有竞争，有合作，各有优势，但还没有哪个地区的哪家公司取得了超越他人的重大突破。中国大陆公司第一次和全球主要玩家站到了相似的起跑线。
　　各家的跑步姿势不尽相同，大体可分为两派。一是走渐进路线，投入主要精力开发MiniLED，这是一个踮脚就能够到的技术升级。
　　目前对MiniLED最主要的应用，是把它作为液晶显示的背光以优化液晶效果。这是最稳、最保守的路。
　　液晶背光本身经历了从荧光灯管到LED的进化。相比灯管，LED组成的背光可以被分区控制、分别开关，分区越小，控制就越精准。目前主流的分区背光电视用的是约1毫米即1000微米的LED。而MiniLED只有50200微米。这个尺寸下，屏幕在显示非常小面积的黑色时，相应画面后的背光也能被针对性关掉，黑色得以回归彻底的黑。
　　中国光学光电子行业协会液晶分会常务副理事长梁新清告诉《晚点LatePost》，现在有一种误区，看到韩国巨头退出了液晶产能，就认为液晶落后；实际上有很多方法可以改善液晶缺陷、延长它的商业周期，以MiniLED做液晶的背光就是重要方法之一。这条路适合本身拥有庞大液晶产能的公司，如中国大陆的京东方和华星光电。它们过去数年在液晶上投入了数千亿元才获得现在的地位，不能丢掉自己的优势。
　　京东方在2016年开始研发MiniLED产品，在2020年底设立了注册资本9。5亿元的全资子公司京东方晶芯科技，以研发制造MiniMicroLED显示和解决方案。晶芯科技总经理陈明曾在去年的一次行业活动上称，京东方已量产了玻璃基MiniLED产品，并成立了单独的MLED事业部。
　　华星光电的MiniLED项目启动于2018年。华星处于TCL体系中，TCL集团有电视、电脑终端业务。华星光电的努力方向是把MiniLED用到高端电视上。2019年，华星光电支持TCL推出了第一台MiniLED电视。
　　华星光电COO赵军告诉《晚点LatePost》，他预计未来5年内MiniLED背光电视应能占到整个电视市场的510，即每年1000万2000万台。
　　目前MiniLED电视的渗透率还很低，据研究机构Omdia数据，2021年MiniLED电视出货在200万台左右，只占去年电视总销量2。15亿台的1。
　　2019年以来，苹果陆续在高端显示器、iPadPro、MacbookPro等产品上使用了MiniLED背光屏幕，打开了这一应用路线的市场空间。
　　苹果的MiniLED屏幕此前由一众台湾上游企业提供零件，由韩国LGD（LG显示）组装制造，中国大陆公司不在供应商之列。但天风国际苹果分析师郭明錤预测，京东方有望在今年为新版MacBookAir提供MiniLED屏幕。
　　为发展MiniLED，大陆面板企业不惜重金招人。据从业者称，大陆厂商近两年从台湾挖人时，能给出两到三倍的工资。台湾为防止人才流失已采取了防守举措，比如台湾招聘网站不再能公开发布大陆厂商对技术人员的招聘启事。
　　相对稳健的MiniLED背光之外，对MLED的另一种投入方式是直接做终极形态MicroLED。
　　选择这一路线的公司共性是本身在液晶产能上不占优势，所以MiniLED与液晶的结合，不是它们的投入重点；这包括已经退出液晶产能的索尼等日本公司；主打高端市场，主动不再投资液晶产能的三星等韩国公司；成立之初就在做OLED，并未投入液晶的维信诺，以及此前不做大屏液晶显示的深天马和利亚德等。
　　索尼在2012年的CES（消费电子展）上展示了全球第一款MicroLED显示器CystalLED，但三星现在已赶超索尼。2018年到2021年，三星连续四年在CES上展示MicroLED显示屏TheWall，是目前全球唯一一个已在量产、销售MicroLED电视的公司。
　　但MicroLED电视离普及还有不小的距离。146寸的TheWall推出时售价32万美元，真有一位美国消费者买了这台电视，光安装就花了3天。贵而麻烦，TheWall尚不是成熟商品。
　　三星正努力降低MicroLED的成本，据韩国媒体TheElec报道，三星今年生产的101寸TheWall将降价40至1亿韩元，约合53。1万人民币。
　　在推进MicroLED时，三星与上游的中国大陆和台湾企业均有合作。三星电子向中国大陆的三安光电和台湾企业錼创采购LED芯片，向台湾友达和三星集团的另一家子公司三星显示采购电路板，在越南建立了MicroLED电视产线，三星电子自己负责整合模组，测试等过程。这个链条里，屏幕制造原本的核心环节，面板环节被弱化了，三星正在主导一套新的上下游合作方式。显示行业研究机构LEDInside分析师王飞告诉《晚点LatePost》，MicroLED的产生改变了产业链分工，不再有传统意义的面板公司。
　　三星电子和台湾錼创合作密切。这家公司成立于2014年，是一系列垂直整合、换股、产业投资的成果，多家台湾老牌显示厂商参与其中，它寄托了台湾显示产业的翻身期望。
　　目前三星是錼创最大的股东，持股超过两成；第二大股东为台湾LED芯片龙头企业晶元光电，持股20；铼宝、友达等台湾企业也对錼创注资。作为目前全球估值最高的MicroLED初创企业，錼创计划在今年上市。
　　一名从业者告诉《晚点LatePost》，錼创的工艺目前领先于大陆企业。以巨量转移这一MicroLED制程工艺中的关键技术举例，4K分辨率的MicroLED面板，需要2488万颗LED，巨量转移就是把微小且数量庞大的LED批量转移到基板上。
　　錼创在2020年披露的转移速度是20秒转移100万颗MicroLED，转移良率可达99。5。速度尚可，在披露了类似指标的厂商中是最快的；但良率不够。量产的要求是转移每百万颗LED，坏点不能超过一个，99。5的良率是每百万颗中坏点有5000个。
　　本来没有液晶产能的大陆OLED厂商维信诺、LED显示龙头利亚德，也选择了跳过MiniLED，直接布局MicroLED。
　　维信诺在2020年与成都国资投资平台共同建立了研发制造MicroLED的新主体成都辰显，项目总投资约12亿元。同年11月，维信诺作价3亿，将500余项MicroLED相关专利转让给了辰显。
　　维信诺去年已建好了试制产线，它也是大陆厂商中少数公布了巨量转移良率的公司，去年的水平是99。5，与錼创相当，离量产要求仍有较大距离。
　　唯一一家已在MicroLED上实现大规模营收的公司是主要面向商业显示市场的利亚德。商业显示指面向B端客户的屏幕产品，比如超大型广告牌，活动、晚会显示屏等。2021年半年报显示，利亚德MicroLED商业显示产品已在去年上半年给公司带来1。03亿元营收。尽管在36亿的总营收中占比中不高，但它是极少数已有MicroLED实质收入的公司。
　　在商业显示市场推广MicroLED的优势是，标杆性项目，比如一些地标建筑的外墙显示屏和大型活动显示屏单价很高，对价格没有那么敏感。
　　MicroLED内部的另一条路线是做用于AR眼镜的MicroLED微显示，这是一个与原来的面板制造行业跨度颇大的领域，因而在2010年后涌现了一批创业公司。主要玩家有中国大陆的JBD（显耀）、镭昱、斯坦科技，中国台湾的錼创，美国的LuxVue（已在2014年被苹果收购）。JBD、镭昱等公司在最近两年拿到了多轮融资，投资方包括高榕、同创伟业、三星创投、小米长江产业基金等。
　　MicroLED微显示的量产进度可能会快于大屏MicroLED直显。2021年，小米、OPPO、雷鸟等品牌陆续展示了AR智能眼镜，均使用了MicroLED微显示模组。这些眼镜在形态上已接近传统眼镜，体积小、镜片透明，不影响日常佩戴。
　　据《晚点LatePost》了解，这几款新品的MicroLED显示模组均来自JBD，均为单色模组。镭昱则在去年对外公布，它们已实现了全彩单片显示。
　　彩色显示之外，MicroLED微显示应用的另一挑战是成本。综合从业者的说法，目前微显示模组的单价可达数千元至1万元。OPPO、小米的AR产品只做了发布，但并未公布价格，也未开售。
　　一位ARVR领域投资人称，未来AR设备消费者能接受的价格是不超过3000元人民币，倒推回来，一个MicroLED模组成本要控制在约100元。镭昱联合创始人孙婧萌告诉《晚点LatePost》，镭昱希望在AR眼镜大规模量产时把显示模组做到15美元左右。
　　台湾錼创也在做AR方向的投入，它们在去年与台湾工研院合作推出了MicroLED微显示模组。錼创CEO李允立曾在接受台湾地区媒体采访时称，他们已获得了56家潜在客户。
　　面板大厂暂时没有在MicroLED微显示上投入太多。多位行业人士告诉《晚点LatePost》，京东方目前有一个做MicroLED微显示的团队；但三星、华星光电等厂商暂时没有相关投入。
　　前述投资人认为，面板大厂不会像创业公司那样，在AR需求还不明确，市场规模还不清晰时大举投资。如果未来需求真起来了，京东方、华星光电等公司可以凭借体量优势，通过收购创业公司入局。
　　步步为营稳扎稳打，抓住更确定的MiniLED，亦或是瞄准未来形态直接做MicroLED，不同公司做出了自己的选择。
　　得来不易，凶险无比
　　站在现在这个时间点，难以判断正在发生的MLED显示技术革新中，谁会笑到最后。
　　InsideLED分析师王飞认为液晶产能领先的中国大陆产业链，有机会在与液晶配合的MiniLED背光上继续领先。这是一个收益已相对确定的方向：随着苹果在iPad和显示器产品上使用MiniLED背光显示屏，更多终端厂商也将跟进，MiniLED背光的使用范围也将逐渐从高端产品下探到中端产品。
　　而在MicroLED上，无论是微显示还是大屏直显，目前是韩国三星和与它紧密合作的錼创等台湾公司更有优势；在用于AR眼镜的MicroLED微显示应用上，中国、美国创业公司进展不分伯仲。日本企业在屏幕制造上游的材料、设备上有深厚积累，在巨量转移、修补检测等关键设备的研发上进度领先。
　　在各公司的差距没有拉开时，中国的屏幕制造公司面临的一大变数不在自身，而是下游的终端厂商。中国的消费电子业公司规模大，但利润薄，从终端到上游皆如此，它们往往不是新技术和产品趋势的引领者。
　　以智能手机市场为例，苹果的设计加上被它选中的全球供应商共同构成了一个庞大的产业链，苹果赚取了其中的大部分利润；那些能进入苹果供应链的公司诚然实力不弱，但它们还是被选择的一方，命运可能因苹果的变化而翻转，此前因苹果转投OLED而陷入颓势的液晶屏幕供应商日本JDI就是典型例子。华为本来有希望成长为能定义新产品和技术的中国终端厂商，但自被美国制裁后，华为消费电子业务遭受重创。
　　缺乏与下游终端厂商的互相成就，仅靠上游、中游环节的公司很难扛过九死一生的新技术定义和开发。
　　这一过程岔路繁多，选择艰难。在屏幕制造技术从显像管转向液晶的上世纪末，当时出版的《显示技术手册》列出了多达6种实现平面显示的技术方向，除了最终胜出的液晶之外，还有LED显示（现在MLED又重回了这种思路）、等离子显示等。这些技术路线亦有公司投入，日本松下就曾花重金开发等离子显示，但并未成功，它后来整个放弃了显示业务。
　　实际上，造出一块屏幕，或是制造其它标准品上游的核心零部件是吃力不讨好的生意，它没有IP、品牌、文化和情感投射构成的护城河。这一类公司的下游客户理性且苛刻，就看性能、良率、成本。在一代技术上的成功，不能保证一家公司的持续成功，还往往使其在新浪潮中故步自封。
　　避免衰退和被颠覆的方式是获得不断创新和自我革新的能力，对未来技术提前布局。掌握这种能力的条件是至少要实践一次。
　　还在产业化早期阶段的MLED提供了这样一次实践机会：把一种实验技术变成可大规模生产、销售的商品，中国公司现在可以试着从头到尾参与这个历程。
　　这机会来之不易，从上世纪70年代初算起，铺垫了半个世纪。这机会也无比凶险，它还未产生太多收益，但已吸引了一众公司的数百亿投资，让一群从业者倾注了时间、精力；它现在只是一种未实现的可能。