从Sony、利亚德等企业布局看Micro LED发展趋势
摘要:目前,布局Micro LED产业的有索尼、三星、LG、苹果、三安、华灿、国星光电、利亚德等。有机构预测,2023年-2025年Micro LED将爆发,迎来万亿级的市场需求!目前,各家Micro LED进展如何?遭遇瓶颈有哪些?未来何去何从?本文将根据所获得的相关信息进行解读。
作为新型显示技术,Micro LED近几年成为竞相投资热点。近日,财政部、海关总署、税务总局发布《关于2021-2030年支持新型显示产业发展进口税收政策的通知》(下称《通知》)明确,自2021年1月1日至2030年12月31日,对新型显示器件生产企业进口国内不能生产或性能不能满足需求的自用生产性原材料、消耗品和净化室配套系统、生产设备零配件,对新型显示产业的关键原材料、零配件生产企业进口国内不能生产或性能不能满足需求的自用生产性原材料、消耗品,免征进口关税。据了解,之前也出台了多项类似的支持政策,比如2016年曾发布《关于扶持新型显示器件产业发展有关进口税收政策的通知》,积极扶植Micro LED产业。不仅如此,江苏、重庆、上海等地方政府也将新型显示技术写进“十四五规划”里,作为重要项目进行支持。目前,布局Micro LED产业的有索尼、三星、LG、苹果、三安、华灿、国星光电、利亚德等。有机构预测,2023年-2025年Micro LED将爆发,迎来万亿级的市场需求!目前,各家Micro LED进展如何?遭遇瓶颈有哪些?未来何去何从?本文将根据所获得的相关信息进行解读。
Micro LED产品不断丰富
万亿级市场蓄势待发
Micro LED显示技术是指以自发光的微米量级的LED为发光像素单元,将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。由于Micro LED芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点,在显示方面与LCD、OLED相比在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势,被誉为LE显示行业终极显示技术。Micro LED应用范围非常广泛,包括电视、手机、iPad、显示器、AR/VR眼镜、智能手表等消费电子领域,完全颠覆了当前LED显示发展格局,从商用走向民用,极大拓展了LED显示应用范围。有机构预测,2025年Micro LED市场营收将超220亿元。
Micro LED诞生至今已经有20多年历史,索尼最早将Micro LED引入商用。2012年索尼首次推出了55英寸的Micro LED显示屏“Crystal LED Display”。它是由一块块Micro LED显示屏拼接而成的,单屏规格为16*18英寸,分辨率为320*360。但是因为技术困难、成本太高,至今没有实现量产。后来苹果、三星等相继步入后尘,2014年苹果收购了研究Micro LED的公司LuxVue;2017年开始进行Micro LED技术的开发,近日宣称2025年推出Micro LED产品。三星在2018年推出了146英寸的“The Wall”Micro LED显示屏;去年,公开了99英寸和88英寸的产品;今年3月又推出了110英寸Micro LED电视;还计划在今年下半年推出70~80英寸的Micro LED电视。除了国际品牌,国内企业也不甘示弱,利亚德、雷曼光电、奥拓电子、康佳等先后都发布了Micro LED显示产品,大大丰富了产品类别。由于发展前景广阔,吸引了巨量资本涌入,助推了Micro LED发展进程,预计2023-2025年市场迎来大爆发。
Micro LED应用范围
Micro LED早已经不是新鲜词,经过多年的技术沉淀,市面上已经可以看到一些成品或者样品,只是因为技术难度很大,大部分还处于研发阶段。也有企业宣称其Micro LED产品已经试量产,比如康佳、利亚德等,未来预计会有更多的企业发布相关Micro LED产品。总而言之,作为LED显示行业的终极技术,Micro LED未来已来。
2012年,索尼推出Crystal LED Display的55英寸全高清分辨率电视
对比十年前,现在的Micro LED取得了哪些进步呢?我们可以先看看索尼最早推出的Crystal LED电视。性能方面,Crystal LED电视是通过拼接模块而成,尺寸包括110英寸、220英寸、440英寸和790英寸,分辨率分别为1080P、4K、8K、16K。价格方面,每个Micro LED模块的售价约为1万美元,4K版本为72万美元,而16K版本则高达580万美元,包括安装费用在内。技术方面,Crystal LED对比度超过1,000,000:1,亮度达到1000尼特,拥有10-bit灰度,并支持HDR。其sRGB色域为140%,可视角度达到180°,还支持3D和120Hz的刷新率,并具备低热量和低功耗。
利亚德今年发布的THE GREAT SPACE Micro LED家用大电视
利亚德THE GREAT SPACE Micro LED家用大电视也有四款可以选择,包括4K 108/135/162英寸以及8K 216英寸,更加贴近消费者需求。价格分别为88万元、98万元、92万元、388万元,相比索尼的报价,优势非常明显:以110英寸为对比,索尼电视价格为18万美元(折合人民币116万),而利亚德108寸(接近110英寸)电视才88万元,降幅为32%。即便如此,这个价格也是普通消费者难以接受的。在分辨率上,利亚德电视分辨率为4K、8K,代表着当下技术趋势,而索尼十年前的电视就涵盖1080P~16K,选择范围非常广,现在看来也是非常先进的。利亚德电视还搭载全新Micro LED芯片,及自主知识产权的驱动IC,有真正的自发光技术加持,该系列Micro LED家用电视展现出高亮度、真画质、更节能(面板的功耗低至0.4W/2K分辨率,是通用恒流IC标准节能模式面板功耗的1/200)等特点。
在间距上,目前利亚德、雷曼、希达最 新产品的点间距已经下探到P0.5mm、P0.7mm、P0.4mm,康佳推出的手表产品更是缩小到P0.1mm。索尼今年新推出C系列和B系列有两个像素间距方案,即P1.26mm和P1.58mm。
值得注意的是,目前行业集中发布的Micro LED新品为电视,尺寸在108~216英寸之间,也就是大屏领域,价格普遍还很高。相比以前,如今Micro LED产品类别更丰富,涵盖电视、手表、AR眼镜、显示器、显示屏等,未来越来越明朗。近期,第三代半导体产业技术创新战略联盟理事长吴玲也表示,2025年基于Micro LED技术的产品如高端电视机、手机、手表等将逐步上市,出货量可达3.3亿只模组,产值将超过100亿美元。
除了以上企业发布了新品外,也有部分企业近期公布了其Micro LED项目进展:
乾照在半年报中披露,已研发出了多种Micro LED芯片产品,并开发出巨量转移原型技术,在此基础上制备了Micro LED显示屏样品,并配合上下游厂商共同开发完善中。
在Micro LED方面,聚灿光电也已推出配合客户需求的研发型半成品。海信视像将Micro LED显示作为未来业务增量的重点布局路线,正在不同阶段稳步发展。
康佳8月31日在投资者互动平台表示,公司已建成Micro LED全制程研发生产线,发布了应用于穿戴产品的小间距Micro LED微晶屏、柔性Micro LED显示屏和8K Micro LED商显屏等,公司研发的混合式巨量转移技术已在转移效率和良率方面获得大幅提升。目前,公司Micro LED芯片已完成小批量试产。
数据统计,目前Micro LED领域已经吸收了700多亿元资金进场。截至9月中旬,今年已经超过200亿元资本进入本领域,预计下半年还会有部分资金加入。
机遇与挑战并存
巨量转移技术等现阶段问题有待解决
目前在材料和器件的研发方面存在许多技术瓶颈,面向产业应用的巨量转移技术、良率和效率、红光光效等还需要解决,满足Micro LED量产的设备有的还需要进口。当下,各家巨量转移技术都不太相同,錼创号称最多已经可以一次转移36万颗MicroLED。如果使用巨量转移技术,良率方面要求很高,要达到99.9999%(6个 9),当前技术攻破了4个9,此标准也适用于检测设备,但均未达到标准。不过红光效率方面已经取得了新突破:8月19日,首尔伟傲世宣布联合美国圣芭芭拉SSLEEC(Solid State Lighting & Energy Electronics Center)团队成功在尺寸小于70μm红光Micro LED 的外量子效率(EQE)和良率问题上获得了突破。据其称,凭借本次技术突破,所有Micro LED显示应用产品可以很快实现商用化。至于芯片等技术,行业人士表示,都处于试验品阶段。
(a)红光Micro LED电致发光波长光谱
(b)电子显微镜下尺寸1μm的蓝/绿光Micro LED
背板如何选择?目前出现了两种不同声音,有支持玻璃基板,也有支持PCB板,其实无论用哪种材料各自都有优劣性,不能一概而论。从性能角度来看,玻璃基板导热率高,可以较好地散发热量,在密度较高的焊接产品上,也可满足于更为复杂的布线需求;玻璃基板的平坦度更高,在芯片转移技术上更容易实现突破。而PCB板相较于玻璃基板,由于材料本身限制,散热性不强,在大尺寸应用过程中容易产生翘曲变形。因此,在性能角度上,玻璃基板比PCB板更有优势。而且玻璃基板的优势不仅表现在性能方面,在成本方面,玻璃基板也具有无法媲美的优势。传统的PCB板由于自身原因,在稳定性和精度性方面无法满足于新兴显示产品的要求,需要从国外进口高端的PCB板产品来弥补这一缺陷,这便加大了成本费用,使得PCB产品价格一直居高不下。
康佳P0.375 Micro LED超小间距玻璃基直显屏
但是玻璃基板的原材料是素玻璃,属于易碎、易损品。在生产搬运过程中,难免发生碰撞、划伤等物理伤害,以至于产品破碎,进而影响生产良率。而PCB板由于技术发展时间较长,成熟度更高,供应链也相对完整,良率处于逐年提高阶段。因此,相较于玻璃基板,PCB板的良率优势更能被人们接受。未来Micro LED用哪种材料作背板,还不明朗,都有企业押注。
值得注意的是,今年基于玻璃基板的COG封装技术产品已经露出水面。COG玻璃基封装技术是指将LED芯片直接固晶到玻璃基板,利用TFT驱动实现显示。对比COB技术,COG的工艺简化,体积更小,更易于小型化、简易化和高度集成化。更重要的是,COG基于玻璃基板工艺,采用半导体、光刻和先进铜工艺,可以在大面积上取得超精细的TFT驱动结构;并且,若应用巨量转移技术,玻璃基板的友好性也更高。目前有多家企业采用了这种技术,有的已经推出了相应产品。比如康佳发布了P0.375 Micro LED超小间距玻璃基直显屏, 利亚德近期与TCL合作,意欲进军共同研发COG模式的 Mini/Micro LED直显产品。还有三星,今年1月推出了最 新的模组Micro LED显示器,通过巨量转移技术将 Micro LED芯片转移到玻璃背板,实现了真正的Micro LED TV。
玻璃基板已经成为手机、智慧手表等中小尺寸Micro LED显示器的首选方案。当然大屏显示也在尝试运用玻璃基,但玻璃基板易碎的特性也可能对此造成影响,毕竟面积越大,转移像素时的技术难点越高,损耗概率将会呈几何倍数增加,不过这个技术问题相信会在未来得到解决。
设备方面,我们国家已经建立了完善的产业链,但是关键设备还严重依赖进口,在过渡技术Mini LED设备领域取得了很大进步,比如新益昌固晶设备良率可以达到99.999%,未来目标是99.9999%,值得期待。
产品价格高,推广难度高。由于芯片、封装成本都非常高,Micro LED产品价格也高。在某次行业展会上,一家展示Micro LED显示屏的企业负责人表示,目前其客户订购的Micro LED显示屏一平方报价在60万元左右,主要应用在电视上。相比普通电视两三千元的价格,一平方大小的Micro LED电视就是普通电视价格的 200~300倍。要知道Micro LED电视优势就是无缝拼接,大尺寸是其主要目标市场,如此叠加,价格就更高了。所以,还需要不断进行技术创新,降低成本,只有客户买得起、用得起,Micro LED产品才能实现普及。
标准不统一,产品鱼龙混杂。市面上关于Micro LED的宣传各种都有,有的将芯片尺寸在50μm/75μm/80μm/100μm/150μm以下LED器件称为 Micro LED产品,也有的将间距在P1.0以下产品定为 Micro LED产品。不管哪种形式,在显示技术上,当下Micro LED取得了巨大进步,但是未来能否引领世界,还是要跟国际产品去抗衡。所以,目前阶段,各个企业重点还是要加大投入研发,脚踏实地做产品,将来才能凭过硬的技术赢得世界尊重。
强强联合
共同推进Micro LED商用化进程
众人拾柴火焰高。由于Micro LED制程、巨量转移等技术非常难以攻克,这就需要协同合作,共同发展。目前,无论是芯片企业还是应用终端,以及资本,都在整合,1+1>2,Micro LED商用化进程加速。
——VueReal与ASM合作,助力发展Micro LED技术
1月30日报道,加拿大Micro LED技术开发商VueReal宣布与ASM太平洋(ASMPT)达成合作关系,双方将整合VueReal的墨盒Micro LED转移技术与ASMPT的 Micro LED巨量转移接合技术。通过各自领域的技术强项,有望进一步突破Micro LED转移技术的难题,帮助客户在转移尺寸小于10微米的LED过程中实现99.99+%的良率。
——JBD与Kopin等多家企业合作发力Micro LED
1月7日,Micro LED微显示企业香港北大青鸟显示有限公司JBD和美国微显示技术开发商Kopin宣布达成合作,双方将共同开发超亮单色Micro LED微显示屏。根据协议,Kopin将采用JBD提供的LED外延片和混合集成技术服务,再通过硅基板来生产1英寸的单色2K*2K微显示屏。8月11日,JBD宣布与剑桥大学附属公司、GaN Micro LED材料开发商Porotech达成合作。Porotech拥有独家多孔GaN半导体材料,并在此基础上,开发了天然红InGaN Micro LED外延片,有效改善了Micro LED亮度和效率等方面的性能,能够满足Micro LED产 品的量产需求,也可根据个体用户需求定制化。本次合作,Porotech将向JBD供应多孔GaN半导体材料。8月25日,JBD宣布与WaveOptics达成战略合作,JBD向WaveOptics供应0.13英寸VGA Micro LED微显示器,用于WaveOptics最 新开发的AR样品设备Leopard。
——成都辰显与厦门三安半导体就Micro LED达成战略合作关系
辰显于2021年3月1日与三安光电全资子公司厦门三安半导体科技有限公司签订了《战略合作协议》。辰显光电在Micro LED显示技术领域居于国内领先地位,厦门三安在Micro LED芯片制造方面有着丰富的经验和量产能力。协议约定双方的战略合作为期三年,双方将在 Micro LED芯片开发、巨量转移、产线自动化等领域展开深入合作。
——TCL华星与利亚德达成战略合作,抢攻Micro LED
3月19日,利亚德集团与TCL华星签署战略合作协议,双方将成立协同创新办公室,合作开发Mini LED背光模组,以及COG/MIP模式的Micro LED新产品,并积极推进新产品市场化。
——Kopin 与日本厂商共同开发2K全彩色Micro LED显示器
7月微型显示器厂商Kopin宣布已与一家领先的日本电子消费产品公司签署了一项多年协议。根据协议内容,Kopin将配合该公司开发和生产先进的消费级电子产品,具体来说会开发一种超高亮度2K*2K全彩硅基微型发光二极管(Micro LED)显示器。Kopin该合作和开发计划与之前宣布的与Jade Bird Display合作开发高达400万尼特的超高亮度单色Micro LED微型显示器的项目一样,都是在客户提供资助的前期下展开的。
在之前,利亚德与台湾晶电、信达与奥拓电子等都有战略合作,他们有的已经推出了产品,未来这种合作模式会更多,为行业高速发展增添新血液。
来源:屏显世界
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