凯发k8国际首页登录 Micro LED一场关乎AR未来的真正竞速
时间:2024-08-15 20:57:16台湾媒体曾报道★★,苹果早在2014年就已经在竹科龙潭园区设立了Mini LED和Micro LED研发实验室-…▼▲•。到2020年6月▪○▲,更有消息•△•☆●,苹果计划投资3□▼◇=▲.34亿美元在台湾桃园龙潭园区建设新厂▽□▲★☆△,并且与晶电(Epistar)和友达合作▽△●,为iPad▲■•、iPhone等产品提供Mini LED和Micro LED显示屏-•■▼•。
硅基Micro LED价值独有首先体现在高ppi(每英寸的像素数量)特性上▼◇=▲,以及超低功耗和理论上百万尼特级的亮度◇◇▽。
从理论上来说□…,Micro LED在EQE和功耗参数上优势显着▽○★=。传统蓝色LED的EQE可以达到80%--☆◆=▽;在实际操作中□•••,如果这种蓝色LED的尺寸缩减到5-10μm=□,则EQE将≤20%★-■•;而且因为侧壁缺陷效应(sidewall defects effect)的存在▲◁=●,现阶段microLED实际的功耗表现也差于OLED/LCD◆◆△。但这些都可以理解为技术在新生阶段遭遇工程层面的问题■=。
而你需要分辨和找到这条线▲□△◆☆,以及等待▪★◁、或者主动逼近主线上最关键的那个节点-★□○•。
比如2020年12月▽★☆=,三星电子发布了一款110英寸4K分辨率Micro LED电视◁◆……,售价15▼■▲▽-.64万美元▪■,约合人民币102▲▼▪▷☆•.356万元◆-▽。几乎没有人能用得起▲●■-。
Micro LED的投资热潮•△,AR/VR推动力强大早些年苹果公司以扭曲现实力场着称◆▷-○-,在消费电子上有一种「创世」的魔力=…。iMac-=•●、iPod•◁-…☆、iPhone△•▲◁★、iPad凯发k8国际首页登录▪…◁●、iWatch之后◆▲,2023年所有人都在等待苹果MR头显的问世▼◁▷△。
因为微缩制程○◁◇★-、晶圆生长○▷=•=、巨量转移▷☆■▪…●、背板键合跟之前工艺差别巨大◇◆□,在Micro LED上▼★▼☆□,显示企业前所未有需要深入了解和借鉴半导体工艺◁★◁■▪。半导体工艺和显示技术的融合…=◇☆☆,很有可能成为Micro LED落地和真正打开市场的关键钥匙▼□▽●。
大的技术趋势◁▽○★▷,Micro LED完全可以取代LCD■△◁•●、OLED▷△▪◁,占据所有消费电子显示应用○▷,包括手机▲☆•、笔记本电脑◆△○…、电视-●○•、可穿戴设备☆★◁○-。
有趣的是■◆▷○,2017年富士康投资了elux▪▲,2018年年初 Intel 出现在Aledia第三轮融资名单里◇◇▼▪■。你很少会看到◇…•□☆◁,消费电子◇▪★、互联网科技公司☆▲◆★☆•、半导体巨人同时对显示面板方面的新技术狂热-◁-▼■◆。
显示面板厂商△▷=•、消费电子-••◁、AR/VR公司一直高度关注Micro LED的商业化进展…●☆◇◇□。
200个RGB子像素△□▪•★○,883△○-=,或者类似「火车刚面世时还没有马车快▲-。
Micro LED最大的特点•◁,将传统LED晶粒从1毫米缩小到1-50微米▷◆▪▼□◆。
2014年5月◁-=■▼-,苹果收购LuxVue☆◆◆▽,随后不久在台湾桃源设厂研发Micro LED-◇★。
制造Micro LED的流程看起来比较简单▽★▪▽◆。第一步是在wafer上生长出微型LED晶粒■◁•,第二步是制造背板和驱动电路(backplane=▪,传统屏幕的背板就是TFT)★▼•◇,第三步则是将微型LED从wafer上分离转移到目标背板上▽★-☆。整个过程也涉及到检测和缺陷修复◆◆○◁▪•。
但如此小的LED…•□,意味着首先需要LED微缩制程•--★,然后制造「合适」背板和复杂精密的驱动电路▷◇◆▽…▷,最后将大量的RGB LED晶体从不同的生长源基板分离▲◆,再精准转移嵌入目标背板并连接上驱动电路◇-•○,所谓 pick-and-place□•☆●。
还有一种方案是基于单片集成工艺的Micro LED•=◁○●◇,将LED外延片直接与CMOS背板键合▼●☆◇★。类似豌豆□●■○○、玉米☆●◇◁▷•、小麦三块田只能挑一块田◁◆▪,生长好一种作物后▪■…▽,在上面直接「盖」一座高科技温室大棚•▼▽△◇★,并且把里面设备连接装置好△▽。好处是不需要「巨量转移」了▪■,并且这个工厂的种植密度很高▼-▼△△◇,坏处只能产出一种作物=•…,以及「工厂」面积很小◆◁◇。即你只能获得像素密度很高☆▽、尺寸很小的单色Micro LED屏幕○◇▲,一般称为硅基Micro LED…●•▼◇。
外媒还透露•◁=◆▽,苹果正在距离Apple Park总部15分钟车程•=•、位于加州圣塔克拉拉一座面积6▼▪◇▼….2万平方英尺的工厂试产Micro LED面板◇☆•◆-。
除了这些问题◁•,极其重要EQE(external quantum efficiency▲☆●,外量子效率)和低功耗-■=□□,它是Micro LED根本优势所在◇◆▽■。以及当下Micro LED中红色LED的光效率对比绿色和蓝色LED▽★☆▼▷,需要有根本上的提高▷▽◁-。
而如果更深入了解◇◇,Micro LED跟以前LCD▷▼★、OLED传统不一样◁○△•◇,它的制造工艺需要跨界半导体技术▪…▲=■。
Micro LED跟OLED相比-=◇,一样RGB三色像素自发光□▷…□●☆,高饱和度色彩■-▪,能独立关闭像素显示纯黑…◆◁。其优势在于发光材料EQE更高-■●,Micro LED理论上拥有比OLED更高的光电转化效率▲◇,功耗更低•…△◆,亮度高一个数量级●▷•■-,还没有OLED有机发光材料寿命限制导致的■▲“烧屏•▷”问题▷▪。
Micro LED超高亮度对于AR眼镜尤其重要◇●■。AR眼镜目前只有1%-5%光效率的光波导镜片★▼▲•,入眼亮度要满足全天候佩戴○●☆,特别是户外白天强光环境□=,只有Micro LED光引擎理论上能够达标☆■…△☆。
400个像素单元◁◆•,即使生产时有99•-▽.99%的良率-■□▷,还需要人工不断添加燃料■◆☆▼☆,收益巨大■★▷,几乎全方位无可挑剔完美▪•。你不知道它在落地商业化是否存在根本性障碍△▽,功耗●△▪、亮度▼▪、色彩☆◁-…▼-、寿命▲=▽•▪、纯黑显示(黑电)◁○◇▼◆、响应速度▽◆、适配柔性和可折迭基板●…=•,以一个4K UHD分辨率(3840*2160)的显示器为例-◁◆•,
换句话说☆△▽▷,Micro LED作为潜力巨大的game changing technology▪▪■●-,有能力完全重塑目前的显示面板产业链▲☆◇▽△,让苹果摆脱对三星OLED面板的依赖◇=▷-。苹果如果凭借Micro LED 制造一个巨大的专利壁垒■▼▷◇,在掌控了Micro LED◇△☆,这一层最好的显示技术后▷•,苹果垂直整合的堡垒更加牢不可破▷▲▷。
如今传言估值100亿★◁▪☆、风光无限的JBD◁-▽▪,基于单片集成工艺的硅基Micro LED实现了商业化■▲。但采用JBD单绿色硅基Micro LED的OPPO○…◆□•、李未可▪•■、小米光波导眼镜…▽,看似体积小巧足够轻薄△▽,只能尴尬地显示绿色◇◁■•,也只能用作信息提示★▪◆。JBD现成的RGB三块Micro LED小面板Cube 棱镜合色方案◁○…★▷◁,这些公司都不愿意真正深入尝试下◆▷•▼。INMO Air 2退而求其次采用OLED微显屏△▼=★,实现全彩显示▼••◇,也是治标不治本◇▷。
2017年5月▲=●■=○,三星传闻以1▷•◁••▲.5亿美元收购錼创PlayNitride未见落地▽▽▽=▲…。2018◇•●●、2020年PlayNitride 各完成5000万美元募资▲…□,投资方包括三星●□、晶电••…▽☆●、友达•=,其中三星为最大股东◆▽=◁…☆,持股超过2成
理由清楚摆在台面▼□◇•▪:Micro LED作为下一代显示技术△◆,仍会有2488个子像素会出问题▼▪▷▽▲•。」Micro LED 商业化就卡在第三步基板分离和LED芯片「巨量转移」良率和综合制造成本上○•。包含24○★●,294•○,风险同样巨大▽=▷▼▷★。对于传统显示面板厂和消费电子巨头▲▲,但它后面的发展就完全超乎所有人的预料□-▲…◁。尝试 Micro LED▲•▷◆▼□,有8□……◆▽◆!
Micro LED并不是意外降临的天外陨铁◇◇◁☆,早在2012年索尼就展示了第一台Crystal-LED的微型LED电视○□▲。相比LCD▷◁-☆▷,Micro LED自发光不需要背光源…▲☆■,也不依靠液晶偏转光线经RGB滤光片来实现色彩合成和显示★■▽▲•□,它理论上的产品结构非常简洁•▼◁=◁:驱动背板○☆□□、电极▼•…、RGB LED晶粒•▽、表面光学保护层▼•••。
如何将良率提升到99★■.9999%(俗称●…-…□“六个九•▲◇”▪◁•,意味着每转移一百万颗芯片只能有一颗不良)□•▲★,且每颗芯片的精准度必须控制在±0■•.5μm以内…=▼◁。而且Micro LED制备流程中•◇●,很多步骤都会对良率造成一定的影响○•◁▲■□。
在AR/VR应用上△◇☆,LCD的光学层级结构显得太过复杂◇★=◆…,因此存在着较大程度的光和系统层面的损失与缺陷◆◆…•■□;而OLED则受限于有机材料发光特性▲☆△□☆▲,亮度低☆★▽▪■,寿命还是大问题★▼▲。Micro LED克服了LCD和OLED各自的缺陷•…◁◆,在结构和材料层面碾压LCD和OLED■□;AR/VR◁●▼、可穿戴设备▼▽△▽•◁、投影机等大概率会成为Micro LED率先登场的应用——它们对于高ppi有着更天然的需求…○…★,Micro LED因此成为这些应用的绝对优选▷…。
举个不恰当的例子☆△◇。你要先挑三块土壤养分不同的田亩◆●□,分别种上豌豆★●、玉米□▷…■、小麦▽◇◇…,代表RGB 三种LED晶粒▽★◁…,这三种长出来的作物颗粒只有原来1%左右大小▼=●…◁◁,非常娇嫩和精细•◁△▪…△。你还要盖一个高科技的温室大棚▪•◁☆◇▽,里面生长…▪■、灌溉等设备全部适配好=●-•。最后将属性各异的豌豆□-◇▼、玉米□▲、小麦从质地不一的田亩里一颗颗不能有丝毫损伤地收割好-▪,转栽到高科技温室大棚里◆▼,每一颗作物都要跟大棚里面的设备调校正确▷■、精准适配▪•。这样你就能得到一个最先进的农产品基地——最理想的Micro LED显示面板○◇■▽☆。
能够实现全彩显示○◇、RGB像素「正宗」排列的巨量转移技术无法满足Micro LED小于20μm小像素间距的要求■•★•-◁。对角线英寸的高分辨率显示应用=▼…☆■,AR/VR所要求最完美的Micro LED的微显屏…=,潜力巨大•••▲,依然等待有人能真正突破瓶颈○■◁。
苹果自研面板计划内部代号为T159•◁○,在2018年加速发展脚步=△◇•☆•,当时还设定了最快2020年初让产品开始改采Micro LED的目标=■△▷。但是高昂的成本▷●•▽▲,多个工艺难题的阻碍★◆●,导致苹果的面板计划停滞不前•◇◆。苹果起初目标把Micro LED技术整合入大型面板■▽=▼◁•,但遇挫后转而聚焦面板尺寸约2英寸的苹果手表作为切入产品▲☆☆◁。
2016年10月▪▪▼●,Facebook(如今Meta)子公司Oculus收购了从爱尔兰廷德尔国家研究院和爱尔兰科克大学衍生出来的InfiniLED公司
2014年苹果低调收购LuxVue却引发一场持续至今的Micro LED商业化竞速…●……◆,当年尚在襁褓期的Micro LED☆•●,只有苹果果断出手收购LuxVue▷☆•★,这家2008年成立的初创公司■●○…▽,在当时Micro LED消费电子大规模应用最关键的巨量转移技术上(静电拾取方案)领先所有人▽■=▼。
所有人都看好Micro LED「Micro LED就像小镇上刚开张的唯一Super Market ○★▼,似乎所有大人物都在疯狂购物★•。」
业内人士最近声称凯发k8国际首页登录☆◇,Micro LED已经非常临近商业化★○=◁○▽。但在实验室制造出惊艳的Micro LED屏幕从来不是问题▷■★□★,高昂的成本★▼▷◇◇、良品率提升--、工艺真正成熟才是阻碍•△▼○。
基于单片集成工艺的硅基Micro LED…●▼○□■,完美避开了巨量转移的问题…◁★◇。但问题是单片集成工艺的硅基Micro LED目前只能显示一种颜色(目前绿色LED的发光效率最高▽★▽…▼●,亮度可以达到百万尼特)•●•,也只有很小尺寸▲…■○…,无论是扩大晶圆尺寸还是量子点着色方案-○◁◆,都遇到了不小的阻碍○▽=◆。
AR在彻彻底底蜕变成下一代消费电子之前■-▲□•,会有一条脉络清晰或者晦暗不明的发展主线▽▲▽■。
因为Micro LED类似OLED能够良好适配柔性屏△▲-▷、折迭屏▽•□▲、透明屏基板…•★▼▷,更微小的Micro LED稀疏地排布于透明基板上△★▽○,在大屏更低ppi的情况下▷-◁■▼□,Micro LED在透明屏-○、柔性屏的应用价值凸显☆△□•▷-,比如汽车前挡风玻璃HUD透明显示○◆▪。同样得益于透明显示技术上的适配◇■…◆,Micro LED 可以构建具有嵌入式传感功能的显示器▲★,例如指纹识别甚至在屏下指纹识别-△▲▼○,真正的全面屏▷☆○●◇=。
除了那种学不来的美学品味和产品哲学△○△=◁,其实苹果公司更擅长先人一步发现「尚且非常粗糙」的先进技术▼•□…,视野深且远▷▼☆▽,对于地平线上出现的新东西有着非同一般的预见性▪-○△•▽。
当前Micro LED商业化最大的障碍•…,RGB三种超微LED晶粒从各自不同的生长源基板分离△★,再一批批大规模转移到a-Si◁-、LTPS☆○=△▽☆、IGZO的目标TFT基板□▼▲○,pick-and-place ▷▲▼=,这老大难的「巨量转移」△•◆▽▲▪,十几年来出现各种技术方案-■◇,但最关键的成本和良率一直没见突破▷◆。
还有下一代消费电子大单品AR/VR○△●▽▲,对于超高PPI●•■、高亮度■▲、高EQE光电转化-◇、低功耗▼••△○、对比度△☆、响应时间(画面滞后)方面的要求▲★,Micro LED能够让AR/VR的体验上升一个台阶★•○。
虽然如今高端手机的像素密度早就来到了500ppi左右□▽,但AR/VR要实现虚实融合效果■△▽☆▲,沉浸感拉满☆★◇▼◆=,对于像素密度仍然有着非同一般的追求○◇▷■△…。当下FOV更高的VR所要求的「空间视网膜级分辨率」★◁☆◆•,Pixel Per Degree 每一度视场角像素密度要达到60△◇◆△,硅基Micro LED目前是最有希望的□☆△▲•▷。
Bloomberg最近的报道也佐证了苹果一直在积极推动Micro LED商业化●★◇▽。