电子纸作为新型显示技术,在平板显示领域拓展终端应用场景。与LCD、LED、OLED并列,电子纸本质就是平板显示技术的一种,也叫电子墨水屏,可以模仿纸上印刷、书写的视觉观感。电子纸产品具有可弯曲、超轻薄、断电时也能保持显示等特性,核心特点为低功耗和视觉健康,堪称“小而美”的新型显示技术。
电子墨水屏产品特性突出,下游应用场景迅速扩张。电子纸相关产品特性以类纸替代性和低功耗性为核心,在成本下降及新增需求结合后逐步向B/C端应用场景开拓。
1)C端产品以电子书阅读器为核心,延伸至笔记本及电脑显示器、手表手环等穿戴产品、智能家居等应用领域;
2)B端为当前市场重点开发应用领域,产品以低功耗物联零售市场为主要应用场景,向智慧零售、智慧物流、智慧交通、智慧工业、智慧医疗、智慧教育等领域拓展。
微胶囊电泳式技术占据电子墨水屏显示主流地位。电子墨水屏核心技术为显示模组方案设计,其中以微胶囊电泳技术为主流方案。产品设计由一层TFT基板及两层电极构成,电极层中间夹有带正电荷的黑色粒子与带负电荷的白色粒子。该技术利用正负相吸的原理,通过施加电极控制像素点显示黑色或白色,还可以调整电压大小来控制黑色或白色粒子距离顶部显示区域的位置从而显示出灰色。
终端应用需求的拉动,电子墨水屏市场迎来高速增长期。根据TrendForce统计与预测,2021年全球电子墨水屏市场的总体规模为31亿美元,预计在2026年将达到203.4亿美元,2021-2026E复合年均增长率为45.62%。就终端应用领域而言,消费电子产品在2021年占据了**的市场份额,达到53.70%。结合Mordor Intelligence统计与预测,其他终端使用市场的增速将在预测期内处于各终端领域中的最高水平,2021-2026E复合年均增长率有望达到52.20%。
电子墨水屏产业上游集中度高,中游领域产业集群特性日益突出,下游终端品牌趋于多元化。上游膜片厂商以中国台湾的元太科技凭借其领先技术占据主要地位,其他供应商包括广州奥翼电子,总体呈现寡头垄断格局。中游模组厂商形成了包括元太科技、京东方、清越光电、亚世光电等在内的产业集群,占有全球90%以上的电子纸模组市场份额,集群特性日益突出。下游终端厂商包括掌阅科技等消费电子整机厂商、汉朔科技等电子价签解决方案供应商,又伴随着科大讯飞等应用软件品牌的不断加入,厂商类型趋于多元化。
电子墨水屏产品显示模组价值量占比突出,中上游领域为产业链核心环节。以Kindle电子书阅读器为例,显示模组占据超过40%的整机硬件成本份额,其次为通讯模组占比20%左右,处理器及相关芯片占比20%左右,结构件、PCB以及其他硬件部分占据剩余10%左右的份额。我们认为,产业链中上游为竞争格局的核心,电子纸产品大规模商业化受限于单品价格持续高位的局面将被逐步打破。我们建议重点关注产业链中上游环节的相关投资机会。
电子墨水屏类纸特性突出,有望迎来高速发展
电子墨水屏具备类纸特性,能够实现护眼、节能、弯折等效果
电子墨水屏通常具有护眼、节能、可弯折等特性,目前主流的显示技术包括:电泳显示技术(EPD)、胆固醇液晶显示技术(Ch-LCD)、双稳态向列项液晶技术(Bi-TNLCD)等。其中,电泳显示技术(EPD)是电子墨水技术(E ink)的底层技术,现阶段市场主流电子纸均采用电泳显示技术。
电子墨水屏采用电子墨水,搭载电泳显示技术,能够呈现出传统纸张的视觉效果,通常能与WIFI,BT/2.4G,4G/5G,UWB,Zigbee,NFC,RFID/UHF等无线协议进行数据传输,因此广泛用于智慧教育、智慧办公、智慧物流、智慧医疗等物联网场景。
电子墨水屏显示屏(Electronic Paper Displays, EPD)通常由防眩光玻璃、前光源、触控、电子墨水薄膜、TFT背板、控制器、电源管理器等构成。电子墨水薄膜通常由数以百万的微胶囊组成。微胶囊中含有带正负电荷的黑白粒子,能够根据电场的变化进行相应的移动,使特定区块呈现黑色或白色,形成相应的像素图形。
电子墨水屏除传统黑白两色外,还有适用于价签、办公、广告、笔记等各种场景的彩色墨水屏,包括黑白红/黄三色(价签)、黑白红黄四色(办公/价签)、N-color 7色(办公/广告)、印刷式彩色4096色(笔记)以及ACeP全彩(广告)。
与常见的LCD和OLED显示屏相比,电子墨水屏由于其类纸特性,基本没有画面闪烁和蓝光的问题,缓解了长时间阅读带来的眩晕和疲劳感;且由于其在静态画面显示不耗电的特性,能够达到节能省电、长续航的需求。但由于电子墨水屏在刷新速度和色彩丰富度上相较于LCD和OLED仍有较大的差距,因此动态及彩色图像的呈现效果较差。
电子墨水屏当前已步入高速成长期,出货量增长显著
根据ePaper Insight,电子纸产业发展共经历了五个时期:
►阅读器增长期(2008-2011):2007年亚马逊推出的Kindle电纸书阅读器带动了全球电子墨水屏市场的发展,单一阅读器品类销量2008-2011年CAGR超过100%。
►全球回落期(2012-2014):由于iPad上市后分流部分阅读器需求,其他应用场景并未有较大开发,全球电子纸市场呈现断崖式下滑,2014年出货量跌破1,000万台。
►产业复苏期(2015-2019):随着电子水墨屏成本持续下降,下游应用场景逐步打开。根据EPIA数据,电子价签2015-2017年年均销量2000万片,但2018年销量已突破5000万片。此外,电子水墨屏还在交通、医疗、教育和工业等领域全面渗透。
►高速成长期(2020至今):2020年全球爆发的新冠疫情带动了远程学习办公的需求,电子纸市场出货量创历史新高。随着全球环保节能观念的深入,2021年电子价签市场出货量续创新高。同时,随着海信、联想等品牌发布电子墨水屏显示器,凭借护眼、节能等优势,我们预计行业有望迎来高速成长。
根据中科慧显数据,2022年上半年全球电子纸模组出货量达到1.2亿片,同比增长25%。从细分品类来看,6英寸以下的电子纸模组出货量占比达92%,其主要的应用场景即为小尺寸标签,而6-13英寸产品占比仅为7%。基于全球“碳中和”战略的持续推进,以及物联网、智慧化场景的渗透率提升,电子纸将围绕大尺寸、彩色化、柔性化三大技术方向前进,逐渐实现在标签标牌、平板设备、显示器、可穿戴等多个智能终端上的综合应用。
产业链上游集中度较高,中游模组制造由大陆厂商主导
电子墨水屏产业链包括上游的膜片厂商、芯片厂商和TFT背板厂商,中游的电子墨水屏模组,以及下游包括阅读器、平板、标签等各个应用领域的整机厂和解决方案供应商。
►膜片:上游的膜片厂商既负责电子墨水薄膜的技术研发、产品设计和生产,同时也生产部分电子墨水屏模组产品交付解决方案供应商。由于电子墨水屏市场前期发展不及预期,众多膜片厂商纷纷出清,目前中国台湾的元太科技以其领先技术占据主要地位,其他供应商如广州奥翼电子,总体而言膜片环节呈现寡头垄断格局。
►芯片:TCON是显示器的控制核心,电子纸从黑白到彩色都需搭配相对应的TCON。然而相对液晶显示器等主流应用,电子纸市场规模较小,几乎没有专为电子纸应用定制的TCON。由元太科技与IC厂合作伙伴共同研发的E Ink Hardware TCON T1000芯片具备液晶显示器标准介面,整合了电子纸影像演算法,同时结合电子纸电源管理晶片,可支援Android、Windows、Linux等多个系统架构,截至目前已导入超过10种电子纸产品。
►模组:中游的模组制造厂商从上游购买电子墨水膜,并结合TFT基板、IC处理器等加工生成显示模组。电子墨水屏模组技术门槛较低,硬件价格相对透明,需要通过规模优势维持盈利空间。
►下游终端:包括科大讯飞、文石科技、掌阅科技等生产C端消费电子产品的整机厂商,以及汉朔科技、保资BLOZI等提供电子价签等解决方案的供应商。
总体而言,电子墨水屏产业链的特异性主要体现在膜片环节,驱动IC的创新有助于增强应用终端与不同系统的兼容性、丰富可用功能,TFT背板、模组和终端应用等环节与LCD和OLED产业链具有较大的技术通用性和重叠性。这导致上游膜片产能扩张相对受限于个别企业,其他环节较容易从LCD和OLCD产线实现迁移。
膜片具有较强专利壁垒,路径封锁持续领先行业。我们认为上游的水墨屏膜片具有较强壁垒,主要体现在核心厂商对于专利的封锁。根据元太官网,公司在2009年收购E Ink掌握微囊电子纸专利,并在2012年收购Sipix掌握微杯(Microcup)电子纸技术,从而完成对技术专利的布局。
全球市场:欧洲占据**市场份额,亚太地区增长性最为显著
全球电子墨水屏市场增长态势明显。2021年全球电子墨水屏显示市场的总体规模为31亿美元,预计2026年将达到203.4亿美元,2021-2026E复合年均增长率为45.62%。按地域划分,欧洲在2021年占据了**的市场份额,为32.94%。我们认为,2021-2026E年亚太地区将有最高的复合年均增长率,即48.58%,其次为北美地区,即45.70%。
应用与优势:应用场景拓展到多领域,性能优势较为突出
电子墨水屏有利于发展用于可滚动、可折叠和可穿戴产品应用的不同终端软产品。随着消费电子终端出货逐步放缓,我们认为各大品牌均开始布局新型显示方案以向客户提供差异化体验。我们看好电子水墨屏在节能、护眼等方面优势,有望凭借良好的用户体验在消费电子终端产品实现突破,从而推动市场规模持续成长。
电子墨水屏具有先进的应用特性,在显示技术方面取得了较大发展。电子墨水屏可用于电子书、电子报纸、便携式标志和可折叠显示器等应用。电子墨水屏具有在直射光下的可读性,同时具有低功耗、轻质、耐用和方便等特质。与传统LCD屏幕相比,电子墨水屏的主要优点是纸张般的可读性和较低的功率消耗。
商用:电子标签为主,涉及零售、办公、制造、医疗、金融等多领域
商用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、数字金融等九大应用领域。总体而言,我们认为商用市场机会预计将在预测期内显著增加。此外,数字标牌的技术优势以及融入智能城市、新技术应用(如白板)和不同形状的交互式标牌有望推动市场的进一步发展。
目前,电子纸主要聚焦类纸和低功耗物联市场,电子纸产业市场的根本目标并不在于液晶显示器的应用市场,而是在于替代传统纸张,实现数字化、可循环及智慧物联的各种行业应用。
根据CINNO Research旗下Epaper Insight《电子纸行业市场发展报告》中统计数据显示,电子价签、电子纸阅读器和记事本三大应用领域占2020年全球电子纸显示模组产品市场比重超过95%。
电子墨水屏在B端的应用主要表现为各类电子纸标签产品和信息公告牌,应用场景涵盖智慧零售、智慧办公、智慧仓储、智慧工厂、智慧医疗、数字金融等,能够满足无纸化、智能化、数字化、节能减排等需求,近年来持续高速增长。目前电子纸标签为电子纸应用出货量**的产品,据中科慧显数据,2022年电子纸标签模组出货量增长预计超过100%。从下游应用来看,2021年智慧零售为**的应用场景,占比87%。
►智慧零售:电子价签(Electronic Shelf Label,简称ESL)是电子纸在智慧零售领域的重要应用,可替代传统纸质价格标签实现信息显示功能,并能远程一键修改价格等信息。受益于新零售带来的便利店数量增长,以及新开便利店的智慧化程度的提升,我们预计电子价签的需求在未来有望持续增长。
►智慧办公:电子墨水屏在办公领域的应用主要包括电子席卡、电子纸门牌、电子纸办公证、电子纸手写会议本等。在北京冬奥会举办期间,志愿者佩戴的胸牌即采用了电子纸材料,由京东方(BOE)供应3.7英寸的黑白红三色电子墨水屏,能够通过NFC与手机APP连接,快速修改图文内容。目前全球智慧化办公场景覆盖度都较低,随着无纸化办公需求和智能物联需求的提升,在传统纸质办公材料领域电子纸存在明显的替代空间。
►智慧物流:电子纸在物流领域的应用主要为快递面单。2020-2021年,电子纸在顺丰笼车追踪定位管理的系统中实现了批量应用,E Ink也推出了采用电子纸作为包装箱信息显示界面的The Box,能够有效降低纸制标签的使用,同时搭配标准化可循环物流箱,能够明显促进环保和物流的数字化升级。此外,电子纸面单通过集成加速度传感器和移动通讯,能够对货物进行更好地追踪和管理。
►智慧工厂:与零售领域类似,电子纸在工厂内部的使用以电子价签为主。2020年,川奇光电打造了基于UWB室内定位技术的电子纸生产示范项目,提供了一种全新的数字化、无纸化的智能车间解决方案,促进了工厂效率的提升。
►智慧医疗:电子子纸在智慧医疗领域的应用主要为电子纸床头卡、床卡、护理卡、输液卡、病房门卡、药品库存管理标签等。电子纸的应用对智慧病房及病区的数字化改造起到重要作用,是其中数字化改造很重要的一环,能够提高信息发布和交互的效率。
►智慧交通:典型应用为公交电子站牌及资讯显示板,其与传统液晶屏的电子公交站牌一样,能够实现对线路、车辆进行实时报站,但相比传统液晶屏站牌,采用电子纸的站牌可以通过太阳能满足能源供给需求,对道路管理和低碳减排均有较大帮助。
►电子广告牌:据元太科技数据,若以全球3,000 万个 10 英寸电子广告牌,使用时长 5 年计算,电子纸广告牌与 LCD 广告牌使用的电力消耗相比,可减少12,000倍的二氧化碳排放量;而和一次性使用的印刷纸相比,则可减少60,000倍的二氧化碳排放量。
►数字金融:典型应用为数字货币,例如卡片型数字钱包,其外观形态类似于早期银联推出的可视银联卡,我们认为电子纸作为功耗低的显示手段将有望成为卡片型数字钱包的显示方式。
电子水墨屏应用具有推广空间,多厂商合力开发下,电子纸应用领域得到进一步拓展。我们预计在未来,随着电子纸厂商间合作加快,电子纸有望打破在部分领域的应用瓶颈,进一步拓展商用市场份额。
消费:以消费电子为主,涉及阅读器、平板、电脑、可穿戴等多种设备
消费电子终端应用是电子墨水屏的重要市场收入。2021年电子墨水屏市场收入份额按终端用户拆分,消费电子产品终端占比53.7%,零售终端占比23.9%,机构终端占比13.8%,其他终端使用占比8.6%。我们认为,消费电子终端应用或将在未来几年继续保持电子墨水屏市场收入的重要地位。
电子墨水屏在C端的应用以消费电子产品为主。消费电子产品具体包括电子纸阅读器、电子纸笔记本、手机、电脑、显示器、可穿戴产品等,如亚马逊的Kindle系列阅读器、海信A7 5G阅读手机、联想ThinkBook Plus双屏笔记本、索尼FES Watch U手表等产品。
电子纸设备具备类纸特性和护眼功能,功耗较低且续航能力较强,能够防止使用者受其他信息的干扰,并附加数据服务,因此下游需求近年来稳步增长,其中智慧教育和辅助办公为最主要的需求场景:
►智慧教育:在K12阶段的学生教育中,电子纸平板逐渐成为家长刚需,其护眼、可计算、无游戏的特点,吸引部分家长将其作为作业本。电子纸平板能够网络与云端平台互联,实现云端题库、智能批改、AI智能分析等功能,老师和家长提供数据报告。随着“5G+智慧教育”应用试点的逐渐深入,以及互联网教育信息化平台的布局完善,我们认为电子纸作业本渗透率有望快速提升。
►辅助办公:电子纸辅助显示器以其护眼特性受到程序员、编辑等需要长期注视显示屏的职业人员的偏好。根据中科慧显估算,2021年中国程序员从业人数超过300万人,以10%的渗透率估算,辅助显示器的市场空间超过了30万台。
科技巨头陆续布局电子纸市场,有望推动行业渗透率快速提升。近年来国产品牌通过产品创新和功能丰富,正在获得市场用户的认可。我们认为随着头部品牌方的加入,国产品牌渗透率有望进一步提升。
电子墨水屏在C端的应用场景也在持续拓展:在2022年美国消费性电子展 (CES 2022)上,宝马展示了其采用元太科技E Ink电子纸技术的概念车款BMW iX Flow。此款概念车以E Ink电子纸覆盖车体外观,可让车体外观颜色实现黑白两色的动态变化。