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不烧屏的MicroLED,是iPhone脱节三星的要害_国际期

今年一最先,彭博社 Mark Gurman 就在报道中指出,苹果将于 2024 年年底在 Apple Watch 上首发搭载自研的 Micro-LED 屏幕,后续还将用于旗下 iPhone 及其他产物,以替换原先来自三星和 LG 的 OLED 屏幕。这也是苹果的*全自研屏幕。

一方面,自研能让苹果在供应链上降低对相助同伴尤其是三星的依赖,掌握更大的话语权;另一方面,Micro-LED 也代表了显示手艺的未来偏向。

三星显示部门也在去年启动了一项用于智能手表的 Micro-LED 开发项目。韩国媒体 ETnews 透露,三星显示靠近完成将 Micro-LED 试验线生产装备搬至忠清南道牙山 A2 线的条约,预计该线将于明年上半年投产。

而仅苹果 Apple Watch 和三星 Galaxy Watch 两大智能手表品牌,就占有了全球智能手表市场的 40%(苹果 30% 三星 10%)份额,但智能手表不外是 Micro-LED 大规模商业化的起点。

「从 Micro-LED 现阶段手艺看,其主要产业化应用是已做生意用的大尺寸拼接显示、穿着产物,以及 AR 产物上的单色 Micro-LED 装备。」京东方手艺专家杨瑞智谈到。而天马 Micro-OLED 研究院院长秦峰还提到,车载也将是 Micro-LED 另一大用武之地。

今年的 CES 大会上,就有多家国产面板厂商展示了 Micro-LED 的应用场景。天马展示了一款 9.38 英寸车用显示屏,PPI 大于 100 情形下透过率也跨越了 70%,像素间距为 222μm,可应用于车窗、仰面显示等。TCL 也推出基于单色微型显示器的双目全彩 MicroLED 光波导 AR 眼镜 RayNeo X2,类似小米正在*的米家眼镜相机上的 Micro-LED 方案。

据*财经报道,2 月 9 日举行的国际第三代半导体论坛上有数据显示,2020 年以来,全球 Micro-LED 领域的投资已跨越 1000 亿元人民币。据高工 LED 不完全统计,2022 年投向 Mini/Micro LED 等领域新增投资跨越了 700 亿元人民币。

但 Micro-LED 仍然还处在商业化的早期,为什么就已经被不少产业链企业视为下一代的*显示手艺?

Micro-LED

逾越 OLED 和 LCD

Micro-LED,就像它的名字一样,是将 LED 缩放到极小尺寸的一种新型显示手艺。更详细地讲,是以自觉光的微米量级的 LED 为发光单元,将其组装到驱动面板上形成高密度 LED 阵列的显示手艺。

图/集邦咨询

相比于应用已经异常普遍的 LCD 手艺和 OLED 手艺,Micro-LED 聚集并放大了 LCD 和 OLED 最突出的性能优势:不仅有 OLED 近乎无限的对比度、超薄和更快的反映速率,尚有比 LCD 更高的亮度和寿命,以及更高的清晰度、更低的功耗和更强的色彩还原能力等。

只管 Micro-LED 还没有获得大规模商用,但作为从 LED 到 Micro-LED 的过渡方案,Mini-LED 产物已经实现了大规模上市。

其中*代表性的产物就是苹果的 Pro Display XDR,只管还解决不了 LCD 局部调光带来的光晕等问题,但 Pro Display XDR 照样在亮度、色彩还原、对比度等方面获得了普遍的赞誉,The Verge 高级动画设计师 Grayson Blackmon 评价其为「我用过*的显示器之一」。

Micro-LED 在 LED 芯片尺寸和显示手艺上,都要比 Mini-LED 都更往前一步,是更为彻底的手艺刷新。区别于 LED,Micro-LED 纰谬单个显示单元举行封装,而是对整个模组举行封装,单个显示单元巨细已经可以做到微米品级的 LED 阵列。

界定 Micro-LED 的方式一样平常分为两种。一是看芯片尺寸,将 LED 芯片缩放至小于 100μm,便可称为 Micro-LED 芯片,凭证人眼与屏幕的距离尚有差其余区别,好比 VR/AR 的旁观距离极小,像素密度要求极高,对应的芯片尺寸要求则要到达 50μm 以下。

图/中国半导体协会

二是看工艺,由于 Micro-LED 芯片尺寸异常小,其长宽甚至比芯片的高度还小,晦气于芯片在玻璃基板上的牢固,因此比起传统的 LED 工艺还增添一步激光剥离芯片基板的操作。

不仅云云,Micro-LED 由于其高亮度、低功耗、体积小等优势,适用于绝大部门的显示应用场景,从巨屏电视到智能手表,再到 AR/VR 近眼显示所需的小尺寸超高清屏幕。

固然,这么好的器械一样平常都有同样的问题:贵和难。

微缩化、巨量转移

Micro-LED 商业化尚有障碍

2018 年 1 月,三星在 CES 大会上秀肌肉般公布了一款巨屏电视—— The Wall。作为全球*消费级模块化 Micro-LED 显示屏,The Wall 足有 146 英寸巨细,订价更是跨越 100 万元人民币。屏幕巨细、显示效果和产物订价,都可谓「震撼人心」。

四年后,三星在海内首发了新款 110 英寸的 The Wall 电视,售价为 105 万元。一如既往的贵。

The Wall 更多肩负了三星 Micro-LED 手艺集中展示的产物定位,三星自然没有指望真从这款产物中赚到若干利润。但现在的情形是,Micro-LED 的成本已经有了大幅下降,却依然未廉价。

彭博社的那篇报道还援引介入苹果 Micro-LED 项目的人士称,苹果早前的目的是将自研 Micro-LED 率先应用于大屏显示器,但由于成本、手艺实现难度、项目风险等诸多因素思量,最终决议在 Apple Watch 上先「试试水」。

同理,三星显示选择智能手表作为 Micro-LED 大规模应用的缘故原由,也许也是出于成本和手艺实现难度上。智能手表一方面更看重高亮度、低功耗等优势,保证续航和户外的显示效果,对其他方面要求相对较低;另一方面小尺寸和营业规模也意味着在成本和风险上相对可控。

而 Micro-LED 的贵和难着实是一体的,正是量产环节存在大量问题,导致良率较低,价钱居高不下。焦点的缘故原由,照样太小了。类似情形在芯片制造工艺领域也是,现在*进的工艺制程是 3nm,全球只有台积电和三星掌握,每前进一步背后都是大量的工程和手艺挑战。

可能发生侧壁缺陷,图/赛迪智库:Micro LED 显示研究讲述(2019)

首先,Micro-LED 需要通过微缩制程手艺将 LED 芯片微缩到知足要求的尺寸,历程中会发生侧壁缺陷,导致外延部门不能用,大幅降低可使用率,提高成本。

之后的巨量转移也是现在 Micro-LED 实现大规模商用的主要障碍之一。在上述 Micro-LED 芯片制造出来后,要将其定点大批量地转移到电路基板上,整个历程就被称为「巨量转移」。

巨量转移的差异蹊径,图/艾邦 LED

差异于 LED 上的转移,Micro-LED 的转移数目更大,4K Micro-LED 就需要完成两千多万颗芯片的倒装,8K 更是到达了上亿,同时还对精度、良率和工艺的可靠性等有更高的要求。到现在巨量转移手艺尚有好几种并行的手艺蹊径,各有优势和缺陷,还没有哪一种方式获得了对照普遍的认同。

此外,整个 Micro-LED 产业链的上游、中游、下游还存在大量未解和待优化的问题。好新闻是,至少我们已经看到上下游厂商的巨额研发投入和陆续的效果。

好比 2 月初,韩国厂商 TLI 宣布乐成将用于 Micro-LED 驱动板的驱动 IC 商用化,可以使用更少的芯片实现更高分辨率的 Micro-LED 屏幕,或者用 1 颗 TLi 的驱动 IC 替换竞品的 6 颗驱动 IC,实现同平分辨率水平的 Micro-LED 屏幕。

Micro-LED 的大规模商用,要依赖的正是每一个环节在成本、良率和可靠性上每一次推进。

写在最后

事实上,最早在 2018 年就有媒体报道指出苹果正在自行研发 Micro-LED 屏幕,彼时苹果才刚刚在 iPhone X 上从 LCD 切换到 OLED。但在更早之前,苹果就已经看好了 Micro-LED 手艺的应用远景。

2014 年,苹果收购 Micro-LED 初创公司 LuxVue,整个团队随之整体并入苹果,现在由卖力自研芯片的苹果硬件高级副总裁 Johny Srouji 向导。

而 Micro-LED 作为显示手艺想法最早可以追溯到上世纪 90 年月,到 2000 年后被正式提出。但以那时的半导体工艺水平,完全无法实现 Micro-LED 的产业化。也是到了最近几年,随着半导体手艺的快速生长和对高性能显示器的需求不停增添,Micro LED 手艺才取得了长足的提高。

只管在大规模量产上尚有许多问题守候优化和攻克,但思量到苹果对于新手艺接纳的评估历程一直都是郑重且耗时长,苹果自研 Micro-LED 距离买通量产上市的环节应该不远了。同时,苹果对新手艺的接纳通常也不会只导入单一产物。以 OLED 为例,从最早的 Apple Watch 扩展到 iPhone,再到预计明年推出的新 iPad。

但 Micro-LED 能不能取代 LCD 和 OLED,成为下一代显示手艺的*解决方案,现在下判断显然还为时尚早。而且对消费者来说,手艺是什么不主要,主要的是手艺带来的功效、价钱和性能提升。

但另一方面,Micro-LED 一旦突破大规模量产的瓶颈,逐步降低成本,很可能将成为未来消费电子的焦点手艺之一,为所有显示装备消费者提供更好的体验。