全面發(fā)展的MicroLED

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，MicroLED的關(guān)注度正越來越高。到目前為止，該領(lǐng)域的初創(chuàng)公司已經(jīng)融資超過8億美元，其中，2019年就吸引了至少1億美元投資。蘋果公司在過去五年中投入了15到20億美元。三星（Samsung）、LG、友達(dá)光電（AUO）以及Innolux等面板制造商也顯著增加了在該領(lǐng)域的投入。

MicroLED領(lǐng)域的專利申請呈指數(shù)級(jí)增長，各方面的技術(shù)都在不斷發(fā)展。在過去的24個(gè)月中，藍(lán)色和綠色microLED芯片的外量子效率提高了一倍多。部分轉(zhuǎn)移和組裝工藝已經(jīng)接近實(shí)現(xiàn)某些消費(fèi)類應(yīng)用所需要的性能。

近20家公司在過去18個(gè)月中展示了大量的原型產(chǎn)品。展示的Demo覆蓋了廣泛的顯示類型、尺寸和技術(shù)。許多公司提供了薄膜晶體管（TFT）背板上的原生RGB或色彩轉(zhuǎn)換顯示器，其中部分案例包括來自Playnitride、CSOT、Samsung、LG、glō、AUO、eLux和京瓷（Kyocera）等。Lumiode在單片集成低溫多晶硅（LTPS）上開發(fā)了原生RGB或色彩轉(zhuǎn)換顯示器。

與此同時(shí)，Plessey、glō、Lumens、JB Display、Sharp和Ostendo等公司提供CMOS背板上的microLED顯示器。X-Display則開發(fā)了分立微驅(qū)動(dòng)器IC。基于TFT背板的多個(gè)原型證明了microLED顯示器可以利用現(xiàn)有的面板制造商產(chǎn)能，從而簡化了供應(yīng)鏈。

另一方面，設(shè)備制造商已經(jīng)注意到并正開始開發(fā)用于裝配、鍵合、檢測、測試和修復(fù)microLED的專用設(shè)備。LED制造商也表現(xiàn)出了興趣，例如，三安光電計(jì)劃投資18億美元建設(shè)一個(gè)miniLED和microLED制造基地。歐司朗（Osram）、首爾半導(dǎo)體（Seoul Semiconductor）、日亞（Nichia）或Lumileds也在積極布局，Playnitride正在完成其首個(gè)microLED試驗(yàn)線。

MicroLED領(lǐng)域過去18個(gè)月內(nèi)的技術(shù)進(jìn)步及剩余障礙

對(duì)于關(guān)鍵應(yīng)用，主要障礙仍然存在

對(duì)于許多應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)性要求將芯片尺寸推至10 um以下。這加劇了效率、轉(zhuǎn)移和可制造性的挑戰(zhàn)，盡管已經(jīng)取得了顯著改善，但對(duì)于小尺寸芯片，效率仍然較低。基于這種技術(shù)的顯示效率仍然無法與OLED匹敵。因此，仍需要努力進(jìn)一步改善綠色和紅色microLED芯片的內(nèi)部量子效率、光提取和光束整形。

外延片和芯片制造已經(jīng)不再是障礙，但仍需要穩(wěn)定的良率管理和修復(fù)策略。轉(zhuǎn)移和組裝工藝需要從桌面實(shí)驗(yàn)走向強(qiáng)大的大批量生產(chǎn)設(shè)備。各種技術(shù)路線的涌現(xiàn)，造成了一定的混亂和延遲。設(shè)備制造商可能不愿意做出承諾。因此，為某些工藝或架構(gòu)開發(fā)的設(shè)備，通常無法與其他設(shè)備匹配使用。開發(fā)不確定工藝的設(shè)備具有挑戰(zhàn)性。現(xiàn)在選定一項(xiàng)技術(shù)是有風(fēng)險(xiǎn)的，但是等到最后進(jìn)入知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）越來越擁擠的競爭環(huán)境也同樣有風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)于microLED公司而言，前幾個(gè)原型在經(jīng)驗(yàn)方面提供了可觀的回報(bào)，但要走向成熟的消費(fèi)級(jí)顯示，可能還需要大量的嘗試。初創(chuàng)公司正在走向“死亡之谷”。許多初創(chuàng)公司可能無法籌集足夠的資金來成功地邁過這個(gè)資本和資源密集型階段。作為戰(zhàn)略投資者或開發(fā)合作伙伴，與大型顯示器制造商或原始設(shè)備制造商（OEM）的支持和合作至關(guān)重要。

典型工藝流片良率

對(duì)于微型顯示器，挑戰(zhàn)略低一些。許多原型都可以在晶圓上構(gòu)建，并且，由于許多工藝都可以外包，供應(yīng)鏈建設(shè)更容易。然而，小型代工廠的運(yùn)行成本很高，非經(jīng)常性工程成本可能很高。

MicroLED行業(yè)未來48個(gè)月的初步路線圖

AR、智能手表和汽車應(yīng)用示范作用顯現(xiàn)，智能手機(jī)和電視何時(shí)落地？

智能手表是一個(gè)完美的“灘頭堡”。小批量、小尺寸、高價(jià)格彈性，使其可以使用更大的芯片，具有更多的冗余。蘋果公司可以推動(dòng)大批量制造，使智能手表成為克服供應(yīng)鏈障礙，以及為其他應(yīng)用改進(jìn)技術(shù)的敲門磚。其他公司可以通過規(guī)模更小、規(guī)格更低的設(shè)備更快地進(jìn)入市場。glō與Kyocera合作建立了供應(yīng)鏈，Playnitride預(yù)計(jì)將在2020年底與其合作伙伴RiTdisplay一起出貨無源矩陣可穿戴顯示器。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和平視顯示（HUD）等微型顯示器也有很強(qiáng)的示范作用，microLED可能是完美滿足亮度、效率和外形尺寸等各方面要求的唯*技術(shù)。不過，仍需要投入更多來提供全彩顯示，以及與波導(dǎo)光學(xué)器件的高效耦合。對(duì)于汽車應(yīng)用而言，microLED能夠提供獨(dú)特且具競爭力的高亮度、對(duì)比度、堅(jiān)固性和環(huán)境穩(wěn)定性，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)靈活的外形和舒適的顯示。更高的價(jià)格彈性意味著microLED可以迅速實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，但漫長的認(rèn)證周期或?qū)⑹蛊鋺?yīng)用延遲到2023年。

成本驅(qū)動(dòng)芯片尺寸

相比之下，電視市場更具挑戰(zhàn)性。OLED不斷發(fā)展，等到microLED準(zhǔn)備就緒時(shí)，留給microLED的差異化空間可能已經(jīng)所剩無幾。到那時(shí)，高達(dá)75英寸的電視將被商品化，但模塊化構(gòu)建的更大尺寸的面板還有機(jī)會(huì)。像三星這樣的公司或?qū)⒃?020~2021年之前，利用規(guī)模較小的高端型號(hào)針對(duì)“豪宅”家庭影院或高端零售進(jìn)行試水。應(yīng)對(duì)消費(fèi)類市場需求的小于5 um的更小芯片，還將需要至少兩年的時(shí)間。

對(duì)于智能手機(jī)，當(dāng)microLED準(zhǔn)備就緒時(shí)，OLED勢必將成為一種成熟、高性能、高成本效益的解決方案。MicroLED在成本方面無法與OLED匹敵。要想與OLED競爭，差異化的性能和功能仍有待開發(fā)。需要低于5 um的芯片才能使其保持可接受的成本范圍，而規(guī)模效應(yīng)則需要供應(yīng)鏈端的大量投資。

蘋果公司仍然是最有可能推動(dòng)microLED在智能手機(jī)大批量應(yīng)用的廠商。這可能會(huì)在智能手表推出后的2~3年，不過，這也為行業(yè)提出了一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。如果蘋果公司舍棄microLED怎么辦？

2021~2027年MicroLED市場預(yù)測