电子纸行业研究:显示行业另一个千亿赛道

2023-03-27 00:15
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小而美的新型显示技术。电子纸也叫电子墨水屏,是一种特殊的显示屏幕,可以模仿纸上印刷、书写的视觉观感,该产品具有可弯曲、耗电少、视觉舒适、超轻薄、可重写、便于携带、断电时也能保持显示等特性,主要特点为低功耗和视觉健康。随着技术升级迭代,产品从从类纸替代和低功耗产品应用走向数字化,下游应用不断拓展。当前电子纸主要应用来自零售电子货架标签(ESL)以及电子书阅读器(E-Reader,包含智能本、手写本、学习本 等多种电子纸阅读、书写终端),未来随着技术的升级,产品从黑白到彩色,从文字到图片再到视频, 数字化的提升有望为产业拓展更多场景。根据TrendForce预估,2022年全球电子纸市场规模约46.5亿 美元,年增48.1%,至2026年将有望达到203.4亿美元。


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1、小而美的新型显示技术

1.1、电子纸:新型商业化显示技术

显示根据技术划分,主要包括OLEDLCDLED等,电子纸为其中新型显示技术之一。

1.2、电子纸显示特点

电子纸也叫电子墨水屏,是一种特殊的显示屏幕,可以模仿纸上印刷、书写的视觉观感,该产品具有可弯曲、耗电少、视觉舒适、超轻薄、可重写、便于携带、断电时也能保持显示等特性。电子纸是双稳态、反射式的显示技术。反射式是指电子纸完全不需要背光源,和一般纸一样,是靠着环境光源,将文字、图像反射进我们的眼睛;双稳态是指只有在更换画面时,电子纸才需要耗电,即使停止供电,画面依然会保持静止但不会消失。

1.3、电子纸发展历程

电子纸发展历程实际长达20多年,但商业化进程在逐步加快,显示效果从黑白到彩色,应用领域 从电子阅读器拓展至商超零售、消费电子、办公娱乐、航空商旅等。

2、从类纸替代和低功耗产品应用走向数字化


2.1、电子纸下游应用

电子纸产品的应用终端主要分为to Bto C两大类别,聚焦类纸和低功耗物联市场,目前**的 应用场景来自零售电子货架标签(ESL)以及电子书阅读器(E-Reader,包含智能本、手写本、 学习本等多种电子纸阅读、书写终端)。to C端应用主要有电子纸阅读器、会议本、电子纸手机、笔记本、显示器等,如亚马逊的Kindle系列阅读器、 海信A7 5G阅读手机、联想ThinkBook Plus Gen 2i双屏笔记本、大上Paperlike 25.3英寸显示器等产品;to B端的应用也是目前电子纸产品应用和开发的重点领域,主要包含智慧零售、智慧教育、智慧医疗、智慧 办公、智慧交通、智慧物流、智慧民航、智慧工业等八大应用领域。

2.2C端:电子纸平板为主力应用

C端电子纸应用包括平板、手机、显示器、单词卡等,其中平板为最有潜力的应用,主要分为三大 品类包括阅读器、办公本、学习本,阅读器依然为电子纸最主力应用,学习本目前规模较小。阅读器:Kindle宣布退出中国市场后一定程度上拖累整体市场规模提升,但随着其它品牌补位有望恢复增速;电子纸手写本为电子书阅读器的升级产品,从2017年开始,电子纸手写本市场已连续5年高增,2021年全球 市场出货已超120万台,近3年全球出货数量年复合增长率约达70%;办公本:增速快速提升,开始逐步分流Kindle退出后所留下的阅读器市场容量。

2.3C端:2022年为电子纸平板元年,中国品牌逐步接过市场主导权

2022年中国品牌方密集发布新品。华为:首款电子纸平板MatePad Paper,优势在于整合芯片、 鸿蒙系统、触控笔等提升电子交互体验;汉王:电纸本N10,去掉传统的电容触控层和导光板,满足 刚需的简约产品;印象笔记:印象智能本EverPaper,对标产品为科大讯飞X2, 墨案W7;亮点在于和印象笔记App的联动提高手写舒畅度;Bigme:新品inkNote,搭载了8M5M的前后摄像头,为 全球首款支持双摄像头的电子纸智能办公本。

2.4B端:电子纸标签进入多种新零售场景

B端电子纸应用主要包括标签、数字标牌等,主要优点在于使用时无需部署电源线路,仅使用纽扣 电池就可以实现5-7年以上的续航能力,其中电子纸标签为最核心应用。易实现标准化:电子纸标签基础显示功能为向顾客展示该款产品的名称、价格等图文乃至二维码信息,智能 化程度较高的价签还可对商品价格进行实时动态调整,收集和管理商品数据;价格下降为渗透率提升核心因素:以2.13寸电子价签为例,2016年其单片价格约130元,预计2022年单价将 会降至20元。

2.5、其他潜力应用:汽车和手机

汽车:2022CES展览宝马集团发布了全球**款完全用电子纸包裹的变色概念汽车――iX Flow,其 采用E Ink Prism可变色电子纸包裹车身,此电子纸薄膜技术原是专为建筑与设计领域所开发。BMW的智能设计演算法加上E Ink的可变色电子纸薄膜技术结合,可让BMW iX Flow的车体外观颜色以动态流 动的方式转变颜色;E Ink通过程序代码即可进行车身图纹与素材的设计,为车身提供定制化变色服务。


3、受益商业化加速,产业链趋于成熟

3.1、电子纸产业链

上游:包括基板、电子墨水膜、DDICFPC、透明保护膜和封边胶等材料供应商,其中最核心的原材料为电子墨水膜。中游:应用于终端产电子纸模组,以及附加在显示模组之外的无线传输芯片和电池(或没有)。下游:电子纸显示产品集成商,其主要将电子纸显示模组应用于终端产品。2021年电子纸整机产品市场规模超过40亿美金,带动上下游产值超千亿元。


3.2、纸膜:上下游产能齐扩大的关键材料

目前七项电子纸膜核心技术:微胶囊电泳式、微杯电泳式、电子粉流体、胆固醇液晶、微机电系统、电湿润、电致变色(以微胶囊电泳式为绝对主流,胆固醇液晶商业化加速,其他多数处于研发阶段)。

图表:主流电子水墨屏显示原理.png

微胶囊电泳式:台湾E-lnk元太科技、广州奥翼科技有限公司等,其中中山大学和广州奥翼合作;胆固醇液晶:美国Kent Display、日本富士通、日本富士施乐,中国台湾工研院拥有专利最多;微杯电泳式:友达在入主SIPIX之后推出,中国台湾工研院也正与SiPix进行相关技术合作;电子粉流体:台达电与Bridgestone合作生产;微机电系统(MEMS):高通,多用在小型的行动通讯系统,包括智能型手机及卫星导航;电湿润技术:Liquavista、华南师范大学和中国台湾交通大学;电致变色:Gentex主导,仪表显示、户外广告、静态显示等领域有优势。


3.3、驱动IC:从黑白到彩色,从单一到多元带来更多升级需求

台厂占绝对主导:IC供应链因元太的高市占率多为中国台湾厂商,大陆厂商近年逐步开始参与。元太科技未来产能计划扩充4倍,带来驱动IC配套需求(4条新产线有望在2023年完成建设,预留6条新线)。随着中国大陆的终端厂商的参与度提升,本土IC厂有望打入供应链;整合芯片为发展趋势:随着功能要求提升,目前电子纸IC需整合驱动ICT-ConPMIC等,并且满 足彩色、低功耗等技术要求,有些还需整合触控、运算、无线传输等功能。


3.4SoC:随着应用场景延伸,性能优化以及功能拓展

因电子纸大多应用场景较为简单,IC功能满足打开和关闭即可(暨驱动IC),但如要满足高刷新率、 流畅操作、低功耗、低延时手写等功能性较为丰富的的设备需要用到SoC( 或Android系统)。以电子纸平板产品为例,中国大陆厂商中麒麟820E主要用在企业平板终端、中端手机等,已成为较为成熟的商 用芯片,其他如高通662MTK8768同属**梯度,RK35882021年推出)也有较强竞争力;虎贲T610RK3566、全志B300等主要用在相对中低端的手机、平板、商用一体机、智能POS机等领域;如仅支持阅读和 封闭系统则较为简单,美满PX1908i.MX6等就可满足。

3.5、无线连接芯片:电子纸标签的重要技术载体

电子价签领域,被放置在货架上的电子货架标签主要通过网络与应用企业的商品信息数据库相连,形成完整的电子价签系统,无线连接芯片(也叫传输芯片)必不可少,通常对传输技术有数据安全性高、功耗低、通讯模块成本低及传输距离稳定等方面的要求。电子价签通常用通信协议(2.4G频段私有协议:国际通用的免费频段,蓝牙、ZigBeeThread 等协议都是基 于此频段进行传输,2.4GHz泛指频段处于2.405-2.485GHz的无线通信)+平台实现一键输出和更改信息。

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3.6、模组:受制于上游,但受益于市场规模扩张

电子纸显示器模组的内部结构是电子墨水涂布在一层塑料薄膜上,再贴上TFT面板,需经由驱动IC控 制形成像素图形。根据ePaper Insight数据,2020年全球电子纸显示模组产品市场规模约为8亿美元,前三大应用领 域电子价签、电子纸阅读器和记事本占比超95%以上;根据QYR统计及预测,2021年全球电子纸模 组市场销售额达14亿美元,预计2028年将达到76亿美元, 2022-2028 CAGR26.1%