Micro LED新技術(shù)：臺企跑最快

    Micro LED顯示技術(shù)，真正進入公眾視野，多虧了2014年蘋果對LuxVue公司的收購。正是借著蘋果的光環(huán)，Micro LED成為了在聲勢上幾乎媲美OLED、QLED的下一代顯示技術(shù)之一。不過，蘋果畢竟不是“制造型”企業(yè)，真正在Micro LED技術(shù)上投入巨大的是臺灣顯示界同仁。

    近日，臺灣省工研院電光所微組裝系統(tǒng)部經(jīng)理方彥翔博士表示，Micro LED 和微組裝技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，無法靠單一產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)，因此必須跨領(lǐng)域串聯(lián)半導(dǎo)體、面板、LED、系統(tǒng)整合等廠商，共同建立跨領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)交流平臺，將臺灣地區(qū)打造成全球 Micro Assembly 產(chǎn)業(yè)鏈供貨重鎮(zhèn)。

    對于臺灣工研院，很多讀者可能比較陌生。大屏君理解這一點。因為這個一省的工研院，不是我們中科院那種“創(chuàng)造”神器的地方。但是，在全球顯示和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)版圖上，臺灣省工研院的預(yù)先產(chǎn)業(yè)工藝研究還是舉足輕重的——誰叫臺灣在這兩個產(chǎn)業(yè)上都是全球三甲之一呢！

    不過，與臺灣顯示行業(yè)對Micro LED興趣昂然不同，我國大陸地區(qū)作為全球第二大顯示產(chǎn)業(yè)基地、韓國作為全球第一大顯示產(chǎn)業(yè)基地，對這一技術(shù)卻“熱情有限”。有關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，大陸和韓國在OLED上的投入，幾乎是Micro LED技術(shù)的數(shù)百倍之多。

    而且，加上蘋果與索尼這對聯(lián)盟對Micro LED的關(guān)注，大屏君有如下結(jié)論：越是OLED技術(shù)進程緩慢、缺乏或者沒有建樹的地區(qū)與企業(yè)，越是對Micro LED熱情百倍。

    蘋果涉足Micro LED技術(shù)是源于2014年早期對LuxVue的收購。即便不去挖掘LuxVue公司的創(chuàng)立者與蘋果的千絲萬縷的“內(nèi)幕”關(guān)系，人們從蘋果對Micro LED技術(shù)的描述上也可以發(fā)現(xiàn)蘋果對新顯示技術(shù)的關(guān)注至少可以前推到2013年前后。而這一時期，正是三星手機依靠獨家的OLED屏幕，在全球市場總份額、高端市場影響力、總利潤額等關(guān)鍵指標(biāo)“猛追”蘋果的時候。

    恰是三星依靠壟斷OLED屏幕，在手機市場對蘋果造成的壓力，讓蘋果意識到：掌握顯示技術(shù)的重要性。而且，蘋果智能設(shè)備的CPU設(shè)計，也是從收購開始的——這一經(jīng)驗，似乎足以讓蘋果認(rèn)為“可以買來獨立自主的屏幕技術(shù)”。

    蘋果對Micro LED的關(guān)注，主要是為了對抗三星的OLED戰(zhàn)略。大屏君認(rèn)為，臺灣產(chǎn)業(yè)目前對Micro LED的關(guān)注也是因為同樣的原因：至少目前，大陸地區(qū)已經(jīng)有京東方、深天馬、和輝、國顯等量產(chǎn)的OLED項目，華星光電、信利等也加入OLED擴產(chǎn)步伐；相對而言臺灣地區(qū)，在次世代面板上的突破還僅僅限于“少量”實驗性生產(chǎn)。

    真正抑制臺灣OLED項目的因素是什么呢？大屏君不認(rèn)為是技術(shù)性的。事實上，臺灣面板業(yè)雖然最開始的發(fā)跡源于“從日本買技術(shù)”，但是，在其成功實現(xiàn)規(guī)模擴張之后，前沿技術(shù)研發(fā)并不少——至少，暫時還要比大陸地區(qū)企業(yè)先進。但是，技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)能，需要的是巨大的投資。大陸面板產(chǎn)業(yè)的后發(fā)制人，主要依靠的就是政府支持下的“舉國體制”、大舉投資。

    在臺灣地區(qū)面板企業(yè)，缺乏完成大規(guī)模世代更替的投資支持的背景下，OLED時代的落后就會成為不可逆的過程。另一方面，我國大陸地區(qū)實行經(jīng)濟升級政策，支持鼓勵本土企業(yè)實現(xiàn)制造鏈條上移、技術(shù)世代更替，這使得此前和大陸地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈上下游配套關(guān)系的臺灣省面板產(chǎn)業(yè)成為了“被升級”對象。這種直接的產(chǎn)業(yè)沖突，會加劇臺系面板業(yè)對大陸OLED投資的畏懼。

    在這樣的背景下，Micro LED成為一個可以抓住的稻草。制造Micro LED顯示產(chǎn)品需要什么呢？硅基半導(dǎo)體技術(shù)、LED產(chǎn)業(yè)技術(shù)、TFT產(chǎn)業(yè)技術(shù)——這三個，臺灣省都有很好的基礎(chǔ)：至少比蘋果所在的美國要好（大屏君姑且猜測，如果蘋果的Micro LED技術(shù)能夠成真，恐怕也得依賴于臺灣工廠的代工的）。

    更為重要的是，現(xiàn)在的Micro LED技術(shù)定位于穿戴設(shè)備、小尺寸應(yīng)用，在臺灣本地相關(guān)配套資源充分、其他地區(qū)競爭者忙于OLED的時候，臺企渴望用較小的投資換取一個方向上的領(lǐng)先優(yōu)勢——這符合投資小、收入高的經(jīng)營目標(biāo)，和臺系企業(yè)融資能力不足的現(xiàn)實。

    所以，大屏君的結(jié)論是：從蘋果到臺灣，Micro LED其實正在打造一條對抗OLED的產(chǎn)業(yè)鏈。這就是今天Micro LED技術(shù)的世界版圖。

    那么，Micro LED何以受到蘋果等的歡迎呢？除了上文提到的OLED上蘋果、臺系企業(yè)需要對抗手段外，Micro LED切實也有其性能優(yōu)勢：節(jié)能、低屏幕面積占比、可同時制備或者移植多種屏幕傳感器，而不影響亮度、Micro LED依賴的上游TFT、半導(dǎo)體材料、LED技術(shù)等高度成熟，核心困難集中在微米級led制備和移植兩個環(huán)節(jié)，在面向小屏幕應(yīng)用的小規(guī)模制備中，總投資規(guī)模可控。

    這里大屏君不想對說這個技術(shù)的優(yōu)勢，更想重點談一下Micro LED的兩大核心困難：

    第一， 微米級別的LED制備。目前，市場上普及型規(guī)模化量產(chǎn)的，結(jié)構(gòu)尺寸最小的LED燈珠是1毫米尺寸三色顯示用燈珠。這種產(chǎn)品被大量用于小間距LED顯示屏上。市場上已經(jīng)接近普及型規(guī)模量產(chǎn)的，結(jié)構(gòu)尺寸最小的LED燈珠是500微米尺寸的三色顯示用燈珠——這種產(chǎn)品被小間距企業(yè)用于開發(fā)間距在1毫米以下的小間距LED屏。

    Micro LED未來需求的微米級LED燈珠尺寸應(yīng)在10-50微米，單色或者白色產(chǎn)品。以50微米的單色LED燈珠算，其結(jié)構(gòu)等級是500微米三色燈珠的五分之一上下——即目標(biāo)產(chǎn)品與今天“接近普及型規(guī)模量產(chǎn)”的產(chǎn)品差距不到一個數(shù)量級：這個差距并不大，行業(yè)應(yīng)有足夠的信心，在1-2年內(nèi)徹底突破。

    第二， Micro LED顯示屏幕的制備，第二個難點是“怎樣把數(shù)十微米的LED燈珠‘焊接’到TFT驅(qū)動結(jié)構(gòu)或者硅基半導(dǎo)體驅(qū)動板”上（移植過程，也叫做轉(zhuǎn)運過程、搬運過程、涂覆過程、成膜過程）。這個過程與OLED的涂覆在顯示面板中的地位一致。而OLED大規(guī)模制備最核心的困難就是OLED材料的涂覆。

    或者說，大屏君認(rèn)為，真正考驗Micro LED顯示技術(shù)的不是燈珠制備、封裝和穩(wěn)定性控制，而是燈珠移植過程。因為，LED燈珠不像OLED或者QLED材料那樣“隨意”，LED燈珠作為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)器件，是擁有正負(fù)極的。在同等像素尺寸下，Micro LED的移植難度會更高。目前，Micro LED移植轉(zhuǎn)運技術(shù)主要有：芯片級焊接、晶圓外延級焊接、薄膜轉(zhuǎn)移等三大類。

    其中只有薄膜轉(zhuǎn)移技術(shù)滿足效率和面積兼顧的標(biāo)準(zhǔn)。索尼比較擅長的芯片級焊接，雖然可以滿足任意大小顯示屏幕的制備，卻有一次性轉(zhuǎn)移數(shù)量低、整體工藝效率不足的缺陷；晶圓外延級焊接與薄膜轉(zhuǎn)移的相似性很大，區(qū)別主要在于晶圓外延級焊接要求LED燈珠制備形成的間距就是最終的像素點間距，導(dǎo)致一定的局限性。薄膜轉(zhuǎn)移和晶圓外延級焊接對比，則要額外使用一層臨時承載基板，工序上復(fù)雜一輪。

    但是，不管是哪種轉(zhuǎn)運移植技術(shù)，都必須保證LED燈珠的正負(fù)極性，同時也要保障LED燈珠移植后的有效性：即，轉(zhuǎn)運移植的關(guān)鍵不在于“是否運輸過去”、“運輸過去多少”，而是對于一個蘋果手機典型大小的5英寸、2K的屏幕，即使采用“白色Micro LED+彩色濾光膜”的最簡單方案，也需要移植數(shù)百萬顆燈珠。對此，不用大屏君多說什么，讀者自然能理解，在手機屏幕上“焊接”將近6百萬個電子器件，而基本不出現(xiàn)損壞點、每個點都能有效工作，是一件多么不容易的事情。

    對比小間距LED顯示而言，120英寸產(chǎn)品實現(xiàn)1080p的分辨率，且還要面臨壞點修復(fù)的問題。那么在5英寸屏幕上、TFT基板而不是印刷電路板上，Micro LED的壞點怎么辦呢？如何做到幾乎沒有壞點呢？——對此，大屏君真的心里沒底。

    綜上所述，對于Micro LED大屏君有三句話的結(jié)論：1.為對抗OLED而來；2.上下游產(chǎn)業(yè)成熟度很高很高，卻在燈珠轉(zhuǎn)運移植上難度最大；3.隨著OLED、qled的技術(shù)的發(fā)展，Micro LED核心的電光轉(zhuǎn)化效率優(yōu)勢未必能保持。

    所以，雖然大屏君理解臺系顯示企業(yè)在Micro LED上的“良苦用心”，也理解蘋果為何執(zhí)著于此，但是卻不敢支持任何 “單方面押寶Micro LED”的決策。