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显示技术频频突破,MLED跑步进入产业化爆发前夜

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共0条评论】【我要评论 时间:2022年9月26日

康佳是领跑玩家之一。

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康佳 8K Micro LED 显示屏

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在人类的生活中,显示技术无处不在,手机、电视、再到街边广告牌。从液晶到 OLED 再到 MLED(Micro LED 和 Mini LED 的统称),人类对于屏幕显示效果和轻薄的追求总是一以贯之。

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在这个过程中,显示像素点的距离也在快速往微小化发展,从毫米到微米,到只有人类头发丝的十分之一以内。

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显示技术的交锋一直没有停止,而如今,作为 " 新一代显示技术 " 的MLED已经不再是惊鸿一瞥。在各项显示技术突破的带领下,这项技术已经高速发展到了产业化的前夜,产业机会也随之洞开。

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一方面,大尺寸商用显示的时代已经到来,原有的显示设备需要具有更高清显示效果的技术来更新换代,而 Micro LED是高画质解决方案的承载者。比如,利亚德、雷曼等LED厂商已经将Micro LED拼接屏用于指挥中心、监控中心等场景。

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另一方面,元宇宙时代拉开序幕,AR/VR作为元宇宙的入口,作为一种全新的产品形态,需要柔性、高清、轻薄的MLED显示加持。LED世界资讯网4GZ/N9h3bem

消费电子风向标苹果,其VR设备或将搭载Micro LED屏幕的消息,给了产业链足够多的信心,也让MLED 行业从商用B端市场,逐渐挺进到更丰富的民用市场中。LED世界资讯网9NO!e@m1SP}1i

在近日举行的2021-2022第五届中国(国际)Micro LED显示高峰论坛上,中国科学院院士、理论物理研究所战略发展委员会主任欧阳钟灿预测,未来五年,预计陆续实现 MLED高端TV、可穿戴显示、AR/VR、车载显示、手机等产品应用。

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相比LED、OLED 技术,MLED的优势已经无须赘述,长寿命、高色域亮度、低功耗、轻薄、快速响应等等。在B端C端市场机会打开之后,甚至有声音认为,MLED技术是显示技术的终极目标。LED世界资讯网Y6^i;Dk

在这种背景下,产业链各方都涌入这场新型显示技术普及前夜的布局中。康佳集团最早在 2019 年已经布局MLED全产业链,是彼时布局最早、投入资金最多、布局最全的企业。直到 2021 年,LED等新型显示相关产业纳入 " 十四五 " 规划,多地政府也利用政策优势加快新型显示产业的布局速度之后,各大厂商才开始动作频频,加速MLED产业快速生长——京东方、TCL华星等面板厂加大对于Micro LED面板的研发,天马、辰显等厂商也纷纷发布Micro LED穿戴产品。LED世界资讯网OxHXnO

资本也在用钱加注。截至今年 6 月,行业投融资总额超过 1200 亿元。在二级市场,Micro LED 板块热情不减,持续走高,多只相关概念股今年以来持续出现涨停。

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根据 Million Insights 预计,2025年全球Mini LED市场规模将达59亿美元,2019-2025年复合增长率达 86.60%;在 Micro LED领域,根据IHS预测,2026年全球Micro LED显示器出货量将达1550万台,年均复合增长率达99.00%。LED世界资讯网]3u U&w[~

客观上讲,国内从产业顶层设计、规范布局、结构优化等方面,也正在加强对MLED显示产业的引导和推动。目前中国大陆 MLED 产业2020年产值已经达到7000多亿人民币。

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尽管现阶段,Micro LED技术尚且存在大量的技术瓶颈需要突破,比如芯片制造、巨量转移、芯片检测修复等等,但曙光也是望得见的。

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国内已经形成了完整的LED产业和集群,覆盖了终端应用 / 面板制造 / 封装 / 芯片 / 材料设备企业等。在从LED到OLED再到MLED的过程中,国内的头部企业正在陆续发挥龙头作用,打响技术攻坚战,抢占显示行业高地。

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康佳就是其中一个典型。最近三年,康佳在MLED行业中做了一次投石问路的尝试。

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发力巨量转移,MLED 量产困局有解LED世界资讯网1r"Hq6e9fG)kA;i7F

Micro LED芯片尺寸小至几微米,传统技术已经很难操控微器件生产,半导体产业界亟待开发高速 / 低成本 / 大面积的微组装技术。巨量转移作为一种解决方案,是 Micro LED产业中技术门槛最高的一环之一,也是当前阻碍量产的最大掣肘。自然也成为了产业链公司共同攻坚的领域。

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巨量转移指的是,在完成 Micro LED的晶粒制作后,将这些数千万计的粒子转移到电路基板上,难度恰恰也在于此——如何正确且有效率转移这些粒子。LED世界资讯网+F8J)y3Gu5aEH

有数据指出,以 4K 电视为例(分辨率是 3840×2160),转移的晶体粒子就高达约2500万颗,而如果机器一次转移速度按照1 万颗计算,那么生产一块屏幕需要重复2500次以上才可以制作完成。LED世界资讯网if4{3O-~+M#c

显然,只有当巨量转移这一关键环节在转移时间、良率、成本都达到商业化可接受的范围,才称得上是一项成熟的工艺,Micro LED技术才能真正实现量产商业化。

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在巨量转移技术方面,康佳的技术布局早在3年前就开始,并且一步一个脚印推进技术迭代。LED世界资讯网wvY }|D L$B

康佳切入巨量转移的路子,恰好是最难的一条路。一般而言,受限于材料和特性,红光芯片相对于蓝绿光更难生产,良率低且可靠性不高,因此产业链上大多数厂家只能生产蓝绿光。LED世界资讯网j0bijR%v

第一代的巨量转移技术上,康佳先从蓝光单色抓起,将巨转效率提升3倍。到了2020年10月,康佳的巨量转移技术在单色良率上已经突破了99.9%。LED世界资讯网0@Jr-C]E0p

康佳在蓝光芯片上实现突破之后,技术攻坚脚步没有停下。在第二代、第三代芯片研发中,康佳逐渐从单色进发到了RGB三色全彩,特点是,生产过程中无需色彩转换材料,还提高RGB全色系芯片亮度。LED世界资讯网t;oZgtZQRh

目前的最新进展,康佳在行业内率先达到1000万颗 / 小时的巨量转移速度,良率达到4 个 9(99.99%)

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专利是康佳研发之路的一项关键注解。根据近三年数据,重庆康佳研究院的Micro LED专利受理公开量排名全球第六,其中巨量转移技术专利全球排名第一。LED世界资讯网2U _CwxOL

发力巨量转移不止是康佳一家的选择。但目前市面上公司Micro LED三色巨量转移良率多数保持在99%-99.9%之间。巨量转移完成之后,还有一项巨量修复的过程,也就是对芯片做检测和修复失效的芯片。这同样是对成本和良率至关重要的一环。对于行业来说,如果可一次性修补大量缺陷的芯片,也将大幅度节省成本,有助于MLED的量产化。

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康佳首创的巨量修复技术,可以一次性转移修补1000颗芯片,修补完成之后目标良率达到100%。

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巨量转移和巨量修补这两项核心技术,是MLED产业链公司目前正在啃的硬骨头,这两项若在全制程中良率和成本表现出色,MLED量产难题自然迎刃而解。而在这些埋头苦干的中国公司当中,康佳是领跑的玩家之一。

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进发芯片小型化,补齐全制程能力

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在MLED产业中,和巨量转移、巨量修补这两项生产环节相辅相成的是,芯片如何真正实现小型化。巨量转移和小型化,这二者互相影响又互相协同,也是紧盯MLED行业的康佳在技术上的另外一项布局方向。LED世界资讯网rP!Eu Xc8r1v[

国内的半导体显示有着强大的产业基础,包括领先的TFT设计、制造技术、成熟半导体芯片和先进的MLED工艺。不过,具体到 MLED芯片的小型化方面,还需要继续 " 添长板 ",在这方面,康佳主要从大衬底和芯片尺寸上两端发力。LED世界资讯网 B6Is8cn

一方面,芯片基底的外延片越大,晶圆上可以承载的颗粒数就越多,MLED的生产颗粒和效率就越多。目前,除了4英寸外延片,康佳已经能够生产6英寸外延片——而行业内目前的主流是4英寸。LED世界资讯网:S9^;Y9g&|})j

另一方面,到芯片尺寸上,康佳此前相继成功研发P1.5/P1.25/P0.9/P0.68 的Mini LED小间距直显芯片产品。康佳此前推出了Mini 0306(即 3 密尔 ×6 密尔,1 密尔 ≈25 微米)——而市面上主要停留在Mini 0408的间距上。LED世界资讯网)Z E1opUrB?

Micro LED领域,康佳自研了1530(15 微米 *30 微米)芯片,位列业内前茅。LED世界资讯网-Bmv NC}9w

不管是把衬底做大,以及把芯片微小化,康佳集团都在探索提高MLED芯片的生产效率和生产成本。当然,真正实现芯片微小化,还需要产业更多技术的支撑,比如封装、背板设计等全产业链技术和制程能力。LED世界资讯网p)Y9iz ]9dV(Y

康佳在 MLED 上的努力,是国内显示领域产业方的一个缩影。

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经过 20 多年的发展,国内已经成为终身一跃成为显示大国,并不断做大做强。而康佳的这两个重点技术研发方向,从巨量转移这一影响成本良率的核心环节突破,以及在芯片小型化生产的方方面面打好基础功夫,其实恰好是中国显示企业的一项重要突破口。LED世界资讯网 M5RQ%W FrG+d8d

正如江苏省新型显示产业链首席专家薛文进在本次论坛上表示,显示强国有两个重要标志是:核心显示技术开发和强链补链。

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落到实处,MLED 研发不是空中楼阁

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康佳在 MLED 核心技术上的研发,不是 " 空中楼阁 ",而是已经落地到实际产品和架构上。

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康佳此前就推出全球首款 Micro LED 手表,采用了康佳自主研发的 2 英寸 Micro LED 微晶屏,芯片仅 30 微米,间距仅 0.12 毫米,是目前全球 LED 芯片间距最小的 Micro LED 显示屏。

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技术落到产品,这也代表着,康佳在外延、芯片、巨转、色彩转换等方面已经具备了全产业链技术和制程能力。未来,随着产业园的投产,更期待康佳在此方面的量产能力。LED世界资讯网Q H9L;a*is

此外,为实现集团产业化目标,立足于显示行业 MLED 直显风口,康佳已建设了全自动 COB 智慧生产线。LED世界资讯网3L7}1[;H1y7A.^z7o]n#Y

据介绍,康佳商显团队在COB封装关键技术方面拥有核心能力,不断创新完善MLED直显技术体系,解决了行业内大视角偏色、墨色一致性差、生产良率低等诸多棘手的技术难题。

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目前,康佳的商显团队已经研发出涵盖全系列点间距的产品,产品可广泛用于影院屏、大数据交互应用、安防监控、会议一体机等大型显示领域。LED世界资讯网}{W G^ V

康佳在MLED核心技术的全力投入、攻坚克难,顺应了政策的号召。《国家十四五显示产业发展战略规划》此前就明确提出要支持Micro LED技术优势企业开展技术研发和产业化工作。国家专项已经开始布局,Micro LED 未来将获得更多的政策支持。

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地方层面的政策也已快速跟进,《重庆市推进制造业高质量发展专项行动方案(2019-2022 年)》此前表明,要完成MLED新型半导体显示技术和产品的研制及产业化建设,主力重庆市制造业的高质量发展,实现产业化应用。LED世界资讯网c7J!I{Md.`Id9Dp

对于康佳来说,实现关键技术瓶颈突破有利于整合产业优势创新资源,推动产业链协同发展,并且抢占新型显示产业高地。

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此前,康佳入选国家Micro LED骨干企业,2021 年 6 月,还获批微发光二极管显示技术(Micro LED)重庆市重点实验室。

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技术抢占高地,助力双循环LED世界资讯网4J"zG1e3f!m/|

康佳在内的产业链各方齐头并进,攻坚克难的同时,在产业应用端,一个明显的趋势是,在消费级电子主流产品领域,MLED正在从高端高阶显示,逐步渗透进以传统的LED和新兴的OLED主导的消费级电子产品领域。

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在中国科学院院士、南京大学电子科学与工程学院郑有炓看来,MLED的直显优势,在切入消费级主流电子显示产品领域之后,有望构成以国内大循环为主体、国内国际双循环发展态势。

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产品力直接与消费力挂钩,今年上半年消费疲软席卷消费电子领域,原有产品体验过剩,不管是消费者还是行业,对于颠覆性技术的呼声不低。MLED的下放,一方面将会带动电子产品的销售,拉动需求。另一方面,也会带动国产显示产业的进一步崛起、在全球占领产业高地。

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要在这次轰轰烈烈的追赶中拔得头筹,在MLED领域," 跨界 " 的玩家并不少见,背景各异,模组厂商、屏幕厂商、终端厂商等等激进布局。康佳的行业优势在于,不仅在传统显示领域有着深厚的基础上下游积累,同时也有足够大的产业应用空间。

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在MLED的技术研发上,康佳几乎是选择了技术全栈自研的方式把核心技术环节研发牢牢掌握在手里。这种选择需要很大的信心和粮草弹药的支持,而相较之下,行业内的竞争对手则是选择合作的方式,分摊研发风险。LED世界资讯网$B6rSxr)Aft

这种模式注定是一条更难的路," 整个建立一套MLED芯片生产线,包括设备、人才、技术探索到固定,都是要交学费的 ",不过,康佳集团半导体科技总经理于海也表示,未来康佳也将会根据技术最终的突破程度、行业发展情况、竞争态势,选择最有竞争力的产业链价值,选择相对更高的那一段。

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道阻且长,但目标明确。于海认为,在LCD、OLED技术上,国内的产业链跟行业最一流的企业尚且存在着一些差异,但MLED作为一项原创的技术、颠覆性的产品,国内并不输。

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同时产业链又基本都在大陆,不太依赖于设备进口,材料上绝大部分也可以国产化。" 所以这个产业如果能够真正起来,它是一个可以成为一个拉动内循环典范"。LED世界资讯网+WdU$N7n+W c!zf

可以预见的是,与液晶、OLED不同,MLED作为第三代新型显示技术,目前主要显示大国站在了同一起跑线。谁能跑得更快,关键在于,哪家将最先突破核心技术瓶颈和大规模量产技术。LED世界资讯网#Tw8NL.X.}p [e yy

在过去几十年显示行业蒙头狂奔中,国内已经形成了显示领域的产业圈层,LED显示产业位于全球第一梯队—— 2020 年全球LED显示屏市占率中,排名前6的企业中有5家是中国大陆企业,在全球市场占比达 36%。而LED的产业优势,未来也将会逐渐迁移嫁接到MLED领域当中。

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" 现在是 Micro LED发展的最好时期,显示技术从CLD、LCD最初核心技术都来自海外,而现在,希望 Micro LED核心技术可以掌握在我们中国人手上",欧阳钟灿院士表示。

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