消費者對于顯示畫質和形態的需求是LCD 替代 CRT、OLED 崛起的核心驅動力。下一代顯示技術Micro LED之所以充滿想象空間,亦源于此。
2012年索尼展出55英寸Micro LED電視樣品,讓Micro LED作為商業化產品第一次出現在大眾視野。Micro LED近年來進入高速發展階段,特別是大尺寸商用顯示時代的到來,以及元宇宙的興起,都令Micro LED有了更大施展空間。 Micro LED產業用了近20年時間進入黃金窗口期。
Micro LED目前仍在發展初期階段,如何產業化是橫亙在全球Micro LED產業面前的一道難題。如今,各地紛紛加大Micro LED的研發投入與產品產出,雖然各有側重,但差不多站在同一起跑線上。業內預計,Micro LED在2024年將實現大規模商用化,中國有望沖擊800億元市場規模。
美國:元宇宙帶火Micro LED技術
Micro LED具有高亮度、高可靠性、低功耗、低延時、高分辨率、高色彩飽和度、透明性、可拼接、壽命長等諸多優勢,被業界認為是VR/AR的最佳顯示技術,美國Micro LED產業以VR/AR終端發展帶動最為明顯。
2021年1月,全球首款商業化Micro LED AR智能眼鏡問世,美國智能眼鏡和AR技術開發商Vuzix發布旗下首款Micro LED AR智能眼鏡,結合光波導技術可顯示單色或彩色圖像。到了2021年下半年,元宇宙概念興起,進一步引爆VR/AR市場。今年5月,美國智能眼鏡和AR技術開發商Vuzix宣布和法國Micro LED顯示解決方案企業Atomistic合作開發適配于 AR 眼鏡的全彩 Micro LED 微顯示屏。
在這之前,科技巨頭們已經開啟了一波并購潮,元宇宙的火爆讓Micro LED技術成為其重點追逐對象。
2014年,蘋果收購了一家名為LuxVue的Micro LED顯示屏廠商。2020年,Meta與顯示廠商Plessey達成合作,共同開發Micro LED技術。今年初,Snap公司收購Micro LED顯示技術廠商Compound Photonics。AR智能眼鏡的重要開拓者之一谷歌今年收購Micro LED初創企業Raxium,打造性能更強的新一代AR設備。
韓國:最先讓Micro LED電視產業化
目前,韓國Micro LED產業的發展依靠政府、研究機構、大企業共同努力。
三星、LG兩家廠商在Micro LED電視領域位居世界前沿。Micro LED與QLED被認為是三星電視業務的兩大主軸。去年,三星首發110英寸Micro LED電視,售價1.7億韓元(約91.8萬元人民幣),新款89英寸Micro LED電視有望在今年量產。110英寸Micro LED電視在韓國僅售出10臺,價格依舊較高。業內人士指出,這標志著Micro LED電視嘗試站位超旗艦電視,以提高Micro LED電視在市場的認知度。
LG在今年1月的CES 2022上展示了136英寸的4K HDR Micro LED電視,宣布正式進軍Micro LED電視,其Micro LED顯示屏的模塊化性質可以根據用戶需要組合成多樣化、個性化尺寸或形狀,產品預計在今年晚些時候上市。
韓國科技信息通信部下屬的韓國機械材料研究院成功開發出了一種Micro LED顯示技術,可在圖像不失真的情況下將顯示單元最多拉伸 25%。延世大學Jong-hyun Ahn 教授團隊使用MoS2半導體和量子點實現高分辨率三基色Micro LED顯示技術,有望用于開發AR/VR顯示器。
近日,韓國顯示器產業協會宣布獲得韓國產業通商資源部支持,2022~2026年將注資183億韓元(約1億元人民幣),打造韓國的Micro LED生態系統。韓國顯示器產業協會副會長Dong-wook Lee表示,Micro LED產業創新基礎建設項目受韓國政府資助,能夠迎來韓國Micro LED的轉折點。
日本:在Micro LED材料設備上占有先機
一向手握材料、設備兩張“牌”的日本工業在Micro LED領域也遵循了上述產業發展思路。日本東麗工業公司已經開發出一款能夠快速排列LED芯片的激光轉移釋放材料和基板側邊布線材料,有助于制造Micro LED顯示器及提升顯示器性能。
日本UV-LED廠商Nitride Semiconductors開發了一種超微縮UV-LED芯片的大規模生產技術,這是Micro LED顯示屏的核心技術之一,預計適用于AR眼鏡。
日本東麗工業公司和信越化學公司推出一款能夠自動測試、選擇,并將Micro LED材料安裝至襯底上的設備,一種特殊的熒光燈將檢測晶圓上有缺陷的LED,讓面板制造商減少了維修工作。通常制作一個大尺寸Micro LED面板需要6個小時,但新設備將把時間縮短至1小時,將有力推動Micro LED推向更廣闊的市場。
日本初創企業Cellid展示AR眼鏡顯示模組,在光波導結構中安裝了60度全球最廣視場角Micro LED顯示器。松下旗下全資子公司Shiftall Inc.在CES 2022展示了全球首款120 Hz幀率 和10bits色深的Micro OLEDVR眼鏡MaganeX。 在終端層面,索尼2012年推出第一款55英寸MicroLED產品CrystalLED。夏普成立一家新的公司以專注于MicroLED顯示技術。
中國:Micro LED全產業鏈協同發力
我國正在加大MicroLED全產業鏈布局,芯片、封裝、面板、終端、LED等廠商都在向Micro LED挺進。
在芯片端,芯映光電發布Micro LED芯片,華燦光電透露其Micro LED芯片可用于AR/VR設備,華引芯推出全新自研直顯Micro LED模組,乾照光電也表示已從外延設計到芯片制程進行了全面的開發和布局,兆馳半導體則確定今年正式進行Micro LED技術立項與攻關對接元宇宙相關微顯示的需求。
在面板端,京東方發布Mini LED/MicroLED的技術品牌α-MLED,加碼Micro LED研發。TCL華星和三安半導體成立聯合實驗室,重點攻克Micro LED產業化過程中的關鍵技術難題,為Micro LED商業化規模生產奠定堅實基礎。天馬掌握Micro LED拼接顯示、Micro LED透明顯示、Micro LED柔性顯示等多項技術,最新推出全球首款>70%透明度的小像素間距Micro LED顯示屏。維信諾最新推出12.7英寸玻璃基Micro LED拼接屏。維信諾參股設立的成都辰顯光電已建成從驅動背板、巨量轉移、修復到模組全覆蓋的Micro LED顯示產線,成功點亮可用于高端TV的12.7英寸Micro LED拼接產品。上海顯耀顯示(JBD)正在建設合肥工廠,實現 Micro LED年產能1.2億個微顯示屏,以滿足于井噴式AR/VR行業的發展需求。
康佳作為擁有Micro LED全產業鏈技術的企業,已建成Micro LED全制程研發生產線,自主開發的混合式巨量轉移技術已在轉移效率和良率方面獲得大幅提升,完成Micro LED大尺寸TV的驅動背板研究,Micro LED芯片完成了小批量試產。
群創、友達等面板廠在2018年左右轉向Micro LED研發。友達光電開發多款Micro LED智慧車艙應用產品,錼創科技推出了1.58英寸的Micro LED顯示屏可用于AR等智能可穿戴設備,圓形1.39英寸與方形1.58英寸超高亮度與分辨率的Micro LED手表。群創光電推新推出了基于LTPS背板的12.3英寸Micro LED拼接無縫顯示模塊。
在應用端,利亞德、雷曼等LED廠商已經將Micro LED拼接屏用于指揮中心、監控中心等場景。利亞德發布了覆蓋40英寸到81英寸的標準2K Micro LED顯示產品,并基于此開發了涵蓋108英寸到216英寸的大尺寸Micro LED消費級電視。2021年,利亞德Micro LED產能實現800KK/月,且計劃在今年底實現1600KK /月,并開始著手Micro LED產業鏈儲備布局,持續推進Micro LED技術和成本突破。雷曼光電對COB產線進行多次擴產,其中雷曼巨幕系列產品應用了100多項自主專利技術,將進一步推動Micro LED直顯加速進入消費市場。
海信商顯于今年5月發布了Micro LED一體機。在VR/AR終端領域,2021年以來,小米、TCL雷鳥、OPPO相繼發布了小米智能眼鏡探索版、雷鳥智能眼鏡先鋒版、OPPO Air Glass付諸現實智能眼鏡,均采用了MicroLED顯示技術。
我國企業在各環節單點突破的基礎上,也正形成全產業鏈合力協同發展的局面。2020年11月,中國電子視像行業協會成立Mini/Micro LED顯示產業分會,共同開展聯合技術攻關、標準及知識產權體系建設、產業鏈投資建設、新技術應用推廣、規范市場行為、加強人才培養等重點工作。天馬微電子于2021年12月牽頭成立Micro LED生態聯盟,聯合上下游資源,結合產學研各環節持續技術創新、聯合開發,穩固資源、創新實驗、終端驗證,加速商業化落地。
2024年將成轉折點?
發展Micro LED不僅是技術層面的博弈,更具有戰略意義。各國紛紛瞄準未來顯示技術,以期占據搶跑優勢。
康佳集團副總裁、重慶康佳光電技術研究院董事長李宏韜近日在接受《中國電子報》記者采訪時表示,Micro LED技術主要顯示大國目前都差不多站在同一起跑線上,后續就看誰能跑得更快,誰先突破核心技術瓶頸及大規模量產技術,誰就最能贏得這場比賽。
目前Micro LED在芯片技術、巨量轉移技術、檢測及返修、光學和表面處理等一系列問題上,業界尚未有成熟的解決方案,規模化量產與應用仍需時間。TCL電子研發中心光學系統高級工程師季洪雷表示,Micro LED在各個環節所面臨的技術瓶頸是共性的,歸結起來就是:精度→良率→效率→成本的問題。Micro LED顯示技術成立的前提是精度,在保證精度的前提下,良率和效率是降低成本的最重要因素,也是Micro LED技術大規模產業化的前提。
業界研判Micro LED的應用將經歷三個發展階段。利亞德集團副總裁、智能顯示研究院院長盧長軍向《中國電子報》記者表示,初期的第一和第二階段,應用將集中在商業應用領域,尤其是需更高分辨率的大尺寸商業顯示應用和在會議室等更小空間的商業應用。第三階段,Micro LED技術的應用將會擴展到AR/VR、車載等需更高分辨率和可靠性的領域之中。未來,隨著Micro LED技術的不斷進步,成本不斷下降,其應用將落地到具有更高成本敏感度的手機、平板等消費電子領域。
李宏韜指出,康佳規劃2024年在Micro LED方面開始產生經濟效益。據市場咨詢機構GGII預測,到2024年,中國Micro LED市場規模將達到800億元。
集邦科技研究部副總邱宇彬指出,4K Micro LED電視五年內成本下降的幅度將達到70%以上。用于AR眼鏡的Micro LED芯片產值在2023年至2026年間將迎來每年超過700%的復合成長率。
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