量子点材料具备优秀的光电性能，目前主要使用在在显示领域。2015-2018年，量子点显示技术进入消费市场，初期主要与LCD技术结合，可以大幅度的提高传统LCD产品的色域等显示性能。

  我们认为，基于LCD在面板显示领域的非常大的优势地位，量子点膜在LCD中的光致发光应用将在未来5年快速提升，更值得期待的“量子点+OLED”“量子点+Micro LED”以及量子点电致发光应用，有望成为未来5-10年新的增长点。

  除了显示领域，量子点材料未来在光伏、生物医药、图像传感、量子计算等领域的应用前景也值得期待。

  作者：刘督（深圳市天使投资引导基金管理有限公司发展研究部研究总监）、刘湘宁（深圳市天使投资引导基金管理有限公司副总经理）、谢作朋（深圳市天使投资引导基金管理有限公司投资二部投资总监）、毛研（香港中文大学（深圳）高等金融研究院）

  当日常使用的电视、电脑慢慢的变轻薄、清晰、色彩丰富饱满时，你是否会想到，这些进步离不开一项又一项的诺贝尔奖成果技术：阴极射线、液晶、蓝光LED，以及最新进入大众视野的量子点？

  2023年10月，三位学者因“发现和合成量子点”获得诺贝尔化学奖。实际上，量子点被发现至今已有40年历史，尺寸效应特性使其成为具有广泛应用潜力的新型纳米材料，近几年首先在显示领域开始成规模应用。通过一系列分析量子点在显示领域的应用情况及行业格局，进一步展望量子点在其他领域的未来应用前景，有助于我们形成早期项目的投资逻辑。

  ——CRT技术（阴极射线年代，应用产品就是早年的“大肚子电视”，满足了人们从黑白电视到彩色电视的显示需求。

  ——PDP技术（等离子显示）起始于60年代，是电视轻薄化早期技术路线之一。但由于CRT技术难以逐步提升电视的轻薄化与清晰度，PDP技术烧屏问题难以解决，其与CRT技术在2010年左右退出市场。

  ——兴起于上世纪60年代的LCD（液晶显示）是当下主流显示技术，实现了低成本高质量应用。

  ——OLED和Micro LED技术发端于上世纪末期，目前价格仍然较高，大多数都用在高端消费市场。

  ——2015-2018年，量子点（quantum dot）显示技术进入消费市场，初期主要与LCD技术结合，可以大幅度的提高传统LCD产品的色域等显示性能。

  从材料上看，量子点材料具备优秀的光电性能，目前主要使用在在显示领域。量子点是把导带电子、价带空穴及激子在三个空间维度上束缚住的半导体纳米结构，粒径尺寸为1-10nm，大约是网球直径的6000万分之一。量子点具备优异的光电性能，通过对其施加一定的电场或光压，其会发出特定频率的光，并且光的频率会随着量子点材料尺寸的增大而降低。也就是说，通过调节量子点材料尺寸，就能控制其发出光的颜色，得到高质量的纯正单色光。基于此，量子点已应用于显示领域，相较于传统LCD电视具有色域广、颜色纯、稳定性很高三大优势。此外，量子点材料在光伏、生物、传感乃至量子计算等方面的应用前景也值得期待。

  量子点材料光致发光应用落地较快，电致发光应用是未来方向。光致发光，即采用蓝色背光源照射量子点材料，使其发出红光、绿光，与蓝色背光混合形成白光，再通过液晶层和彩色滤光片，实现全彩显示（即QD-LCD）。不过，通过量子点光转换膜之后的白光，在通过彩色滤光片形成红、绿、蓝三个子像素时，会发生光效损失。电致发光与已经商业化的OLED类似，通过直接给量子点材料施加电压使其发光，不需要背光源及彩色滤光膜，能够减小产品厚度，并减少光效损失（即QLED）。目前，通过蓝光背光照射量子点材料的光致发光技术路线已实现商业化应用，但电致发光产品仍处于研发到商业化的过渡阶段，在2024年国际消费类电子科技类产品展览会上，夏普与Nanosys展示了12.3英寸Nano LED电致发光量子点电视原型，这是未来应用值得期待的方向。

  量子点膜能够低成本、高质量兼容LCD技术。作为全世界面板显示龙头，三星于2017年发布了四款Q系列量子点电视，使用的就是LCD加量子点膜（QD-LCD）的技术方案。随着量子点膜技术不断成熟，其价格也由最初的100-150美元/平方米下降至目前的15-20美元/平方米。为进一步压缩成本，也有量子点膜生产商尝试推出量子点扩散板产品，但据部分面板厂商反馈，低浓度扩散板对色彩优化作用有限，而高浓度扩散板技术仍不成熟，并且扩散板也会增加面板厚度，因此，量子点膜将成为低成本、高质量兼容LCD的更优解决方案。

  那么，量子点显示技术的生命周期会持久吗？2017年至2023年底，全球显示领域龙头三星的量子点电视累计销量达4400万台，其中2022年一年就售出了960万台，呈现加速增长的势头。国内显示领域头部企业TCL、海信等也于2017年开始布局量子点电视，当年中国量子点电视渗透率约1.5%，全年线年，中国量子点电视出货量近300万台，其中，仅量子点膜材市场规模预计在2025年就将近百亿元。显然，量子点显示技术正在快速普及。

  数据来源：洛图科技（RUNTO）、集邦咨询（TrendForce）、Canalys、深天使

  我们认为，基于LCD在面板显示领域的非常大的优势地位，量子点膜在LCD中的光致发光应用将在未来5年快速提升，更值得期待的“量子点+OLED”“量子点+Micro LED”以及量子点电致发光应用，有望成为未来5-10年新的增长点。

  从LCD市场占有率来看，根据洛图科技（RUNTO）数据，2022年，全球显示面板中LCD面板的出货面积占93%，处于非常大的优势地位，OLED面板占比仅6.8%。在电视领域，2022年LCD出货面积占比更是高达96%。而OLED占比仅为0.2%-3%左右，Micro LED电视2022年全球出货量则在2000台左右。

  从技术发展来看，LCD液晶显示技术自上世纪60、70年代应用至今已非常成熟，迭代出的Mini LED则缩小了传统的LCD背光灯珠，实现了更加精细的动态分区控制，改善了传统LCD屏幕的对比度，延续了LCD背光技术的生命周期。与LCD、Mini LED背光原理不同，OLED和Micro LED不需要背光，而是材料通电后直接发光，但目前均仅在中小尺寸领域有一定应用，大尺寸产品生产所带来的成本居高不下。因此，“LCD+量子点膜”光致发光作为低成本并明显提升显示效果的解决方案，将在未来5年左右快速应用。

  随着OLED、Micro LED技术进一步成熟，成本逐步降低，其与量子点膜结合（如QD-OLED）将形成第二增长曲线，进而延长量子点显示生命周期。多个方面数据显示，三星每月QD-OLED显示面板产能约为3万片左右，良率已提高至90%以上，2023年12月，三星宣布开始量产具有超高清分辨率的31.5英寸QD-OLED屏幕。直接点亮量子点的电致发光技术路线也很具有想象力，被认为是可能与OLED、Micro LED直接竞争的自发光显示技术路线。

  国外量子点显示相关企业多处于产业链上游，最具代表性的企业为Nanosys。

  其于2001年成立，总部在美国硅谷，以量子点材料研发、生产、销售为主，同时将量子点膜组件涉及技术许可授权给下游厂商。公开资料显示，Nanosys年产量子点材料超过25吨，占全球90%以上市场占有率。截至2023年9月，Nanosys累计募资2.68亿美元。

  首先是抓住核心需求卡位市场。Nanosys明确量子点在显示领域解决的是色域提高的问题，因此在众多材料中选择了硒化镉(CdSe)。诚然，镉系材料存在毒性、环保问题，长远来看可能会面临应用限制，但在当前，仍占据市场主导地位。另一家量子点材料公司Nanoco很早便宣布以无镉技术为主，但产品性能始终不及镉系材料，导致其错失了行业发展初期的卡位机会。

  其次是灵活调整技术路线快速产业化。量子点最初的显示应用技术路线有三种，一是量子点直接取代荧光粉，二是量子点封进玻璃管中放在面板侧边，三是做成一张薄膜取代背光模组里头的扩散片，从第一种到第三种路线的量子点消耗量逐级增多，但离光源的距离也慢慢变得远。上游材料公司QD Vision选取了第二种折中方案，但并不成功，根本原因是除了难封装，还包括玻璃管量子点电视无法与窄边框设计相容，需要另开治具，大幅度提升了面板企业生产转换成本。2015-2016年间，三星、海信、TCL纷纷宣布放弃量子点管路线，改向量子点膜路线。相比之下，Nanosys早在2008年就尝试量子点管路线，比QD Vision早5年，但很快发现该技术路线水氧阻隔难做、良率低、量产难等问题，于是及时转换技术路线M公司合作开发了量子点膜。虽然初期成本比较高，但后期不断压缩成本，相比最初的千元每平米下降了80%以上。

  第三是“核心材料+技术许可”模式支撑高毛利。目前难以从公开信息获得Nanosys的毛利水平，但根据行业整体情况，Nanosys作为上游核心材料供应商，毛利率预估能达到75%。Nanosys颁布和在审的专利共超过750件，其开发的“三明治”量子点膜结构更是成为下游应用难以绕开的技术方案，其超过300个专利族都有诉讼和转让等专利运营信息，可见其很看重对核心技术的保护和经营。2015年开始，Nanosys授权3M公司生产的量子点膜产品被国内外电视厂商普遍的使用。国内公司激智科技（简称“激智”，股票代码300566）、贝迪新材（简称“贝迪”，上市被否）无一例外地都向Nanosys购买授权。例如，激智科技曾披露其2015年7月就与Nanosys签署了《技术转让项目协议》《QD原料供应协议》《QDEF合作许可项目协议》和《技术转让项目协议》，Nanosys将向其提供量子点原料、树脂和阻隔膜、服务、与QDEF（量子点薄膜）技术有关的技术信息、QDEF内部生产许可以及为协助公司采用QDEF技术所必需的培训和服务，其需向Nanosys支付100万美元技术转让项目费。

  我国量子点膜企业包括纳晶科技（简称“纳晶”，股票代码830933）、激智、贝迪等。其中，纳晶主要自研生产量子点材料，是典型的高校科技成果转化企业。纳晶成立于2009年，2014年在新三板挂牌，是目前全球为数不多的能够规模稳定生产量子点材料的公司，其股价在2015年到达顶峰后呈现下跌走势。

  财务数据方面，纳晶科技自新三板挂牌至今，历年披露的年报中净利润均为负值，2023年其纯利润是-0.37亿元，与2022年相比亏损减少了54.32%。与激智、贝迪相比，纳晶2021年及以前的销售毛利率较高：2021年，纳晶、激智、贝迪的销售毛利率分别是28.78%、21.76%与15.64%，纳晶均高于后二者。净利率方面，2023年纳晶销售净利率为-71.41%，激智为5.91%（2023），贝迪为5.52%（2021），行业销售净利率为3.09%（2023）。

  实际控制人方面，纳晶挂牌之初的实际控制人是彭笑刚和高磊生。2020年，鸿商集团成为其第一大股东，目前持有公司15.7%的股份，彭笑刚持有公司股份不足3%。

  业务方向方面，纳晶起初的定位是显示、照明、生物、半导体发光材料四大领域，同时在多个赛道发力。2014年新三板挂牌后，纳晶的多元化发展持续了近6年。从收入结构来看，显示慢慢的变成为公司创收的主要板块，2016-2019年，显示产品收入占据营业收入的比重分别为55.40%、80.20%、82.42%和88.51%，生物产品收入占比分别为1.24%、0.38%、2.30%和2.82%。2020年，纳晶出售全资子公司北京纳晶生物全部股份，剥离生物检测业务。

  纳晶在2018年的年报中披露，“公司致力于产业链的上游，选择性进入产业中下游”。制备上游环节高性能量子点材料，以高的附加价值产品实现利润增长，是纳晶的重要优势，进入中游甚至下游，可能会快速拉高固定成本，并且，下游To C端产品的营销、市场推广思路与中上游环节也不一样，或给纳晶带来不小挑战。

  在上市公司中，除纳晶外，其他公司自产量子点材料的较少，导致整体毛利水平不高。随着国内实验室内制备量子点技术逐渐成熟与上游材料自研的高毛利吸引，相关创业企业也纷纷成立，迈出从实验室走向产业化的一步。这一些企业大多具备研发自制量子点材料的能力，如海纳至精、北达聚邦和玻尔科技等。这其中，不乏依托于高校、科研院所发展起来的企业，包括早在2005年创立于武汉大学的珈源量子点、2016年成立的源于北京理工大学的致晶科技以及2021年成立的孵化自南方科技大学的扑浪量子等。

  在投资上，可考虑挖掘下游大公司的上、中游具有高的附加价值技术的项目。在上表呈现的21家企业中，6家处于量子点显示产业上游，专注生产不一样类型的量子点原材料；5家处于产业链中游，生产量子点膜或者扩散板；9家业务覆盖上游、中游，既研发量子点原材料，同时也生产量子点膜等。还有1家紫同纳米同时涉及上、中、下游，下游包括无镉量子点电视、台灯等产品。这些上、中游企业的下游大客户多为TCL、海信、三星等上市公司，从投资角度来看，顺着下游上市公司所在产业链回溯，可挖掘中、上游中有技术亮点、成长性强的项目。

  研发生产量子点材料。2018年，量子点膜成本结构中原材料约占60%，随技术进步，这一数值也在不断下降。自研量子点原料有助于提升毛利率，特别是在上市审核对企业创造新兴事物的能力要求趋严的背景下，核心材料的研发生产能力更加重要。

  生产量子点显示色转膜。通过在蓝色背光层和液晶层之间加上量子点膜，产品色域能够提升至110%，并且几乎不会产生额外搭载成本，能够较好地与现有生产线兼容，有效延长LCD产品生命周期。

  持续研发量子点电致发光技术。量子点发光二极管（QLED）未来可能与Micro LED、OLED鼎立，具有广阔的市场前景。

  首先是材料自研能力。对公司长期发展而言，自研量子点材料的重要性不言而喻。在全球研发制备并出售量子点原材料的厂商中，Nanosys占据了大部分市场占有率。在国内，Nanosys几乎垄断量子点原材料市场，是量子点显示企业难以绕开的供应商。目前国内规模较大的量子点生产商有纳晶科技、星烁纳米、致晶科技等，相对量子点膜材企业来说数量较少，其生产的量子点性能与Nanosys相比存在一定差距，因此，Nanosys仍具有较高的议价能力。而提升核心材料自研能力、缩小与国际领先水平的差距，是企业长期可持续发展的重要保障。

  其次是低成本、高质量制备量子点材料和量子点膜的产业化能力。量子点材料的稳定性是核心。量子点材料本身的特性决定了其容易和水氧发生反应，因此就需要使用水氧阻隔膜，这一方面导致成本难以进一步下降，水氧阻隔膜约占量子点膜成本的50%，而目前国内企业大多从日本厂商进口；另一方面，也导致企业难以绕开Nanosys的“三明治结构”专利，需要付费获得Nanosys授权，否则将产生侵权风险。此外，目前“LCD+量子点膜”技术路线使用的是蓝光背光，因此，量子点材料的蓝光耐受性也非常关键。

  量子点膜的生产制备也很重要。量子点膜的制备包括将红绿量子点与胶水均匀混合形成涂布胶，以及将量子点涂布胶均匀涂抹于两片水氧阻隔膜间两个步骤。目前大型涂布机能够均匀涂抹量子点胶水，是一套标准化的流程，各企业技术水平差距不大，因此，构成量子点膜制备技术核心竞争优势的是胶水配方，要关注胶水自身浓度以及其与红绿量子点溶液的混合配比，这直接影响量子点膜产品的色域、亮度以及寿命。

  三是公司需要具备资金等方面的运营管理能力。在早期现金流紧张的情况下，需关注公司能否顺利外部融资。对于量子点显示企业这类技术密集型企业，其特点是前期投入大，需要充足的现金流。Nanosys、QD Vision（三星收购前）、InVisage Technologies（苹果收购前）均共获得上亿美元的融资。而在早期，企业往往由于没有走上高速运营正轨、客户回款周期长等问题，面临着现金流难题，能否顺利获得外部融资以支持后续大量的研发及投产开支，是投资的人和企业自身应着重关注的问题。

  四是其他显示技术的挑战。作为自发光技术的代表，OLED显示产品具有亮度更高、可弯折、对比度更高以及响应更快等特性，苹果、京东方等国内外大厂商纷纷积极布局OLED技术。处在研发阶段、尚未大规模批量导入的Micro LED同样作为自发光技术，具有高对比度、高亮度、广色域的特点，目前大多数都用在小型可穿戴设备等高端小尺寸产品。两种自发光技术的特点对于量子点膜功能有一定替代性，因此，量子点显示企业在制备量子点膜和自研量子点原材料的同时，应加大力度研发量子点电致发光技术，以应对来自OLED、Micro LED两种自发光技术的挑战。

  工信部、国务院国资委聚焦已有相应研究成果、具备工程化产业化基础、有望率先批量产业化的前沿材料，组织编制了《前沿材料产业化重点发展指导目录（第一批）》，并于2023年8月28日发布，量子点材料位列其中。

  现阶段，量子点材料已经在显示领域开启了大规模产业化应用进程，未来在光伏、生物医药领域的应用前景也值得期待。据市场调查与研究公司Mordor lntelligence预测，2023-2026年全球量子点材料市场规模有望从47.1亿美元增长至105.1亿美元，5年年复合增长率（CAGR）为17.4%。

  在光伏领域，量子点自身的特性能够极大的提升太阳能电池光电转化率。目前大范围使用的硅晶太阳能电池只能吸收太阳光中一小部分光谱，导致其理论转化效率为33%，即SQ（Shockley-Queisser）极限。而实际应用中的电池转换效率在23%-25%之间，均远未达到SQ极限。量子点可以被设计成具有对应于不同波长的光的特定能级，那么就能比传统太阳能电池吸收更广泛的太阳光谱，从而将提高光电转换效率。2024年1月，昆士兰大学王连洲教授发表研究成果于ACS Energy Letters，分析了钙钛矿量子点太阳能电池的最新技术，讨论了利用钙钛矿量子点的多激子生成特性的潜力，从而希望将转化效率提高至超越SQ极限。

  生物医药领域，传统的有机荧光染料和荧光蛋白荧光强度较低，稳定性差，活体标记时长受到限制，在某些特定的程度上影响了生物、医学实验及其应用的进一步发展。

  使用量子点作为荧光探针具有三大优点。第一，量子点激发波长范围宽，发射波长范围窄。对于不同粒径大小的量子点，使用同一种激发光源就能够产生不一样的颜色的荧光，还可以提升检测便利度。第二，量子点稳定性较高，相比传统荧光染料提升了近百倍，能够对目标对象进行长时间标记。第三，量子点生物相容性好，在对含镉量子点包覆上化学外壳后，量子点的生物毒性大幅度的降低，能用来细胞、组织和活体标记成像等。尤其在临床医学领域，量子点能用来病灶的定位和成像，比如将量子点探针输送到体内肿瘤所在处，对于癌症的靶向诊断和治疗有重要意义。目前量子点已应用于体外诊断。依照国家药监局数据，我国共有334款量子点产品获得境内医疗器械注册证，市场上已有量子点检测试剂盒、微球、免疫荧光分析仪等产品。而由于量子点标记会诱导氧自由基产生，会对活性物质产生毒性，用于体内医疗诊断时可能会对生物体造成一定损害，因此量子点在体内医疗诊断的应用尚处于医学前沿和实验室阶段。

  量子点优秀的发光效率以及独特的电化学性质，让其能应用于图像传感等领域。量子点可提升图像传感的分辨率和灵敏度。目前主要是研究所和高校在进行量子点图像传感器的研究，其产业化也逐渐兴起。比如，美国图像传感器解决方案服务商SWIR VISION SYSTEMS公司旗下的Acuros系列量子点短波红外相机，有着更长的波段对应范围。在光电传感方面，短波红外范围内敏感的光电探测器可用于机器视觉、无人驾驶、三维成像、夜间和恶劣天气成像等领域。2024年1月，西班牙巴塞罗那科学技术研究所的Gerasimos Konstantatos等发文于Nature Photonics，阐述了新型的环境友好型碲化银量子点的合成方法，以及它们在高性能短波红外（SWIR）光电探测器中的应用，也为消费电子科技类产品中的监督管理问题提供解决思路。此外，电化学生物传感器同样是量子点应用于传感器的重要路径之一，能用来食品制造业、环境监视测定、发酵工业和生物及医学成像等场景，比如疾病的早期诊断、检测农药残留等。

  量子点在量子计算这一前沿领域的应用也在探索中。量子点量子计算目前仍处于实验室阶段，尚未形成成熟的商业化应用，其中量子比特系统正处于研发阶段。未来，量子点量子计算有望应用于优化供应链等实际问题以及用于材料、化学等模拟，推动新技术、新材料的发展。同时，还可与量子通信结合，用于加密信息传输，提升信息传输的速率与安全性。

  2.量子点显示元年，产业链迎来爆发式增长机遇. 华创证券,2017.7.

  4.LCD面板中长期仍将主导市场，周期属性正迎来改变.中国电子视像行业协会微平台,2023.8.

  6.关于南京贝迪新材料科技股份有限公司首次公开发行股票并在创业板上市申请文件的审核问询函的回复

  10.【天风金属&材料】新材料周思考：光学性能优异，量子点材料应用前景值得期待

  11.胡怡,蔡继业.量子点荧光探针在生物成像中的应用进展[J].生理科学进展,2007(03):280-282.

  14.潘卫军,王耕耘,姚瑶等.基于量子成像的下一代甚高灵敏度图像传感器技术[J].航天返回与遥感,2021,42(06):111-121.

  18.量“粒”而行，点亮生活！量子点领域海外十大出自高校/实验室的初创公司

  20.量子点，将成为继钙钛矿之后的太阳能革命性技术？转化效率已超40%！

  21.昆士兰大学王连洲最新AEL：钙钛矿量子点太阳能电池：现状与未来展望

  26.未来半导体量子点为何获得2023年诺贝尔奖？将助力百万量子比特计算机加速落地

  感谢姚小雄、李新建、徐向东、许允琪、刘辉、张银中、肖伟、殷夏、刘群、魏世奇、李依伦、杨菁华、吴芷羽、吴彩智及郝洁琼对本报告的宝贵建议。感谢新财富杂志团队对本报告的专业支持。

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