蘋果入局Micro LED，“供應(yīng)鏈圖譜”日漸清晰

    一直以來，Micro LED備受期待，但其量產(chǎn)未有明確時間表。

    不過，最近有消息稱，未來一兩年，蘋果或要突破Micro LED技術(shù)難題。據(jù)彭博社名記Mark Gurman消息，蘋果最早將在2024年底在Apple Watch Ultra上推出首款Micro LED屏幕。

    歐司朗也在最近的2022年第四季度財(cái)報(bào)電話會議上透露，歐司朗會在2025年報(bào)告Micro LED技術(shù)的相關(guān)收入，且稱其在Micro LED技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。據(jù)悉，蘋果商用MicroLED屏幕的供應(yīng)商就是歐司朗。而行業(yè)分析機(jī)構(gòu)Omdia也透露，在Apple Watch Ultra2系列中，一款配備Micro LED顯示面板的Apple Watch將于2024年推出，其特點(diǎn)如下：2.13英寸、325PPI、RGB Micro LED、倒裝芯片、像素間距80µm、超過900000個Micro LED芯片、堆疊混合Micro LED像素結(jié)構(gòu)、LTPO背板和靜電轉(zhuǎn)移工藝。

    值得關(guān)注的是，1月20日，根據(jù)美國商標(biāo)和專利局(USPTO)公示的專利清單，蘋果獲得了一項(xiàng)非常有技術(shù)含量的Micro LED屏幕專利，涉及如何高效量產(chǎn)Micro LED屏幕。盡管蘋果的這項(xiàng)專利專注于技術(shù)實(shí)現(xiàn)，距離真正的商業(yè)化投產(chǎn)應(yīng)該還有一段距離，但無疑將加快Micro LED這一技術(shù)量產(chǎn)化進(jìn)程。

    Micro LED商用之難

    從技術(shù)本身來看，Micro LED是目前最好的顯示技術(shù)，沒有之一。由于Micro LED芯片尺寸小、集成度高和自發(fā)光等特點(diǎn),在顯示方面與LCD、OLED相比在亮度、分辨率、對比度、能耗、使用壽命、響應(yīng)速度和熱穩(wěn)定性等方面具有更大的優(yōu)勢,可以說是幾乎所有的關(guān)鍵指標(biāo)上全方位領(lǐng)先。從應(yīng)用場景來看，Micro LED可應(yīng)用于從平板顯示擴(kuò)展到AR/VR/MR、空間顯示、柔性透明顯示、可穿戴/可植入光電器件、光通信/光互聯(lián)、醫(yī)療探測、智能車燈等諸多領(lǐng)域。特別是當(dāng)下火熱的元宇宙概念，Micro LED也是其顯示硬件最佳的選擇。

    不過，盡管Micro LED技術(shù)具有無可比擬的優(yōu)勢，但其量產(chǎn)仍然面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，如芯片制造、巨量轉(zhuǎn)移、檢測修復(fù)等。這也是目前Micro LED出貨量低、售價(jià)高昂的根本原因。以Micro LED最大的技術(shù)難題巨量轉(zhuǎn)移為例，要制造少于5個像素壞點(diǎn)的全彩1920*1080顯示屏，良率必須達(dá)到99.9999%!

    不過，根據(jù)蘋果最近的公開的專利，其描述了發(fā)光結(jié)構(gòu)和形成發(fā)光結(jié)構(gòu)的諸多方法。這些技術(shù)實(shí)施案例預(yù)計(jì)將對量產(chǎn)Micro LED屏幕帶來諸多好處。

    在一個實(shí)施案例中，形成發(fā)光結(jié)構(gòu)的方法包括在一個或多個對應(yīng)的臨時基板上形成一個或多個LED試片(coupons)，再將它們轉(zhuǎn)移到載體基板上形成LED臺面結(jié)構(gòu)(mesa structures)，并將LED臺面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到顯示基板上。

    在一些實(shí)施案例中，還可以在轉(zhuǎn)移到顯示基板之前在LED臺面結(jié)構(gòu)周圍形成阱結(jié)構(gòu)(well structures)。另外，混合接合可用于接合到顯示基板。根據(jù)實(shí)施例的處理序列可用于形成單色和全色顯示器。

    在另一個實(shí)施案例中，發(fā)光結(jié)構(gòu)包括接合到諸如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)襯底的LED電極焊盤。LED電極焊盤可以接觸基于無機(jī)半導(dǎo)體的p-n二極管和結(jié)合到電極焊盤的金屬底部觸點(diǎn)。

    對于蘋果Micro LED技術(shù)量產(chǎn)，韓國媒體援引專家的話稱，“針對蘋果自研屏幕，無需過度擔(dān)心，因?yàn)镸icro LED屏成本太高了，短時間內(nèi)根本沒可能量產(chǎn)�！�

    蘋果Micro LED供應(yīng)鏈預(yù)估

    根據(jù)Omdia的公開信息，蘋果于2014年推出了Apple Watch，明年就是其問世的10周年。Apple Watch 已制定計(jì)劃準(zhǔn)備打入最高端的運(yùn)動和專業(yè)戶外手表市場。在此背景下，蘋果正在研發(fā)一款名為Apple Watch Ultra 2的全新高端款，它將具有超高亮度和高對比度的Micro LED顯示面板，還配備堅(jiān)固耐用、防水防塵、抗震等性能。

    Omdia估計(jì)，Apple Watch Micro LED顯示面板將具有以下特點(diǎn)：

    2.13英寸

    分辨率為540X440，這意味著Micro LED芯片數(shù)量將為540x440x3(RGB子像素)x1.2(用于冗余 RGB 芯片)=90萬個芯片

    Micro LED芯片尺寸為10µm;Micro LED顯示面板像素間距為80µm

    倒裝Micro LED芯片和光電探測LED

    堆疊混合 Micro LED像素及子像素結(jié)構(gòu)，如圖2所示

    LTPO TFT背板

    靜電質(zhì)量轉(zhuǎn)移(從LED外延晶圓到LTPO背板)

    同時，Omdia對Apple Watch Micro LED供應(yīng)鏈的預(yù)估：

    主要的Micro LED設(shè)備(如轉(zhuǎn)移和關(guān)鍵光學(xué)測試和修復(fù)機(jī)器)將由Apple 授權(quán)

    LTPO TFT背板將采用樂金顯示制造的玻璃基板，樂金顯示將從其AP3-E5 Gen6 TFT和柔性O(shè)LED產(chǎn)線分配背板產(chǎn)能。每月可安排約5000-10000個Gen 6 基板的產(chǎn)能用于生產(chǎn)Micro LED顯示面板。每個Gen 6基板都可以鑲嵌1000多塊2.x英寸顯示面板

    Ams OSRAM 是用來生產(chǎn)芯片的Micro LED外延片的供應(yīng)商

    LuxVue和蘋果臺灣研發(fā)中心負(fù)責(zé)Micro LED芯片分割和靜電質(zhì)量轉(zhuǎn)移

    蘋果還在研發(fā)基于巨量轉(zhuǎn)移和CMOS晶圓的另一種Micro LED顯示面板，這涉及與臺積電的合作

    由臺灣工研院完成微組裝

    最終的Micro LED顯示面板模塊組裝將由韓國樂金顯示完成

    最后的Apple Watch 組裝將在富士康和立訊精密的越南工廠完成。

    蘋果產(chǎn)品生態(tài)圈自帶Micro LED“試驗(yàn)田”

    考慮到Micro LED芯片的使用數(shù)量(超過90萬個LED芯片)和LTPO背板的復(fù)雜工藝，Micro LED顯示面板的成本肯定會高于目前的柔性O(shè)LED。然而，用于Apple Watch的Micro LED顯示面板的優(yōu)點(diǎn)將是高亮度、戶外可讀性、堅(jiān)固耐用可供專業(yè)戶外使用，以及超薄顯示屏外形可為電池提供更大的空間。

    Omdia估計(jì)，Apple Watch屏幕尺寸為2.13/2.2英寸、分辨率為556x452的 Micro LED將在2024年量產(chǎn)，價(jià)格為115美元，還將添加觸摸和蓋板玻璃，額外成本為10美元。與2.0英寸柔性O(shè)LED的平均價(jià)格(38-40美元)相比，Micro LED顯示面板的成本將是其三倍(見圖3)。主要成本要素不僅是Micro LED芯片，還有LTPO背板、巨量轉(zhuǎn)移、調(diào)制、驅(qū)動IC、測試和維修，以及最終組裝。

    Micro LED顯示面板的高成本將使Apple Watch Ultra系列的價(jià)格超過1200 美元——就像目前的Apple Watch Hermès一樣。Apple Watch Hermès在奢侈品細(xì)分市場的標(biāo)價(jià)為1759美元，而Apple Watch 8系列的標(biāo)價(jià)為399美元。

    Omdia也表示，一直以來，蘋果每年都會采購4000-5000萬片柔性 OLED。Apple Watch在終端市場繼續(xù)受到用戶的青睞，因此，柔性O(shè)LED智能手表顯示屏出貨量持續(xù)攀升。Omdia預(yù)計(jì)，每個系列都有不同的采購量，目前情況如下：

    Apple Watch SE系列(1.6英寸和1.8英寸)：每年1800萬至2000萬片。蘋果計(jì)劃逐漸減少對這一細(xì)分市場的關(guān)注，而轉(zhuǎn)向更大的尺寸

    Apple Watch 7系列(1.7英寸和1.9英寸)：每年2500萬至2600萬片。蘋果計(jì)劃將該細(xì)分市場擴(kuò)大到每年超過5000萬片，包括更大尺寸的SE系列

    Apple Watch Ultra系列(2.0英寸)：現(xiàn)在每年300萬到400萬片。蘋果計(jì)劃通過采用新的MicroLED顯示面板以及更大尺寸的X系列來擴(kuò)大這一細(xì)分市場

    Omdia預(yù)計(jì)Apple Watch的Micro LED顯示面板采購片數(shù)在最初兩年(2024-25 年)將達(dá)到每年300-400萬片(見圖4)，并在遠(yuǎn)期(2028-2029年)增長到每年1000萬片。Omdia分析，蘋果正在設(shè)立三條Micro LED顯示面板模塊產(chǎn)線;第一條產(chǎn)線將于2023年準(zhǔn)備就緒。這些產(chǎn)線將根據(jù)Micro LED和顯示面板的工藝進(jìn)行細(xì)分。這也是為什么在樂金顯示的工廠設(shè)立產(chǎn)線，而蘋果將自己負(fù)責(zé)Micro LED工藝的原因之一。

    圖4：蘋果智能手表顯示面板預(yù)測(百萬片)

    有一個值得面板廠商關(guān)注的問題是，蘋果擁有強(qiáng)大產(chǎn)品生態(tài)圈，從小屏Apple Watch到不同尺寸iPhone再到iPad、MacBook iMac，以及Apple TV，每一款產(chǎn)品都是年銷量百萬級、千萬級，甚至還有上億級的iPhone。

    這也代表蘋果憑借豐富的產(chǎn)品線具備實(shí)現(xiàn)快速的技術(shù)變現(xiàn)能力，即使從智能手表產(chǎn)品開始，也有很大的技術(shù)變現(xiàn)能力。如果蘋果利用Micro LED技術(shù)不斷擴(kuò)大其產(chǎn)品生態(tài)圈的應(yīng)用，特別是技術(shù)成熟之后在iPhone上應(yīng)用，勢必將在顯示產(chǎn)業(yè)界引起巨大震動效果。

    蘋果入局Micro LED對產(chǎn)業(yè)鏈影響

    不得不說，蘋果每一次技術(shù)革新與應(yīng)用，都有很強(qiáng)的技術(shù)示范效應(yīng)，對資本和供應(yīng)鏈也具有很強(qiáng)大的號召力。實(shí)際上，除了蘋果之外，華為、三星、谷歌、索尼、LG、TCL、京東方、三安光電、利亞德等國內(nèi)外廠商近年來均布局了Micro LED。

    2020年，Meta與蘋果有意收購的Micro LED顯示廠商Plessey達(dá)成合作，共同開發(fā)Micro LED技術(shù)。2022年1月，Snap收購了美國Micro LED/LCOS解決方案供應(yīng)商Compound Photonics。2022年5月，谷歌收購了初創(chuàng)企業(yè)Raxium，其為開發(fā)VR、AR設(shè)備用Micro LED顯示技術(shù)的企業(yè)。預(yù)計(jì)谷歌將正式進(jìn)入基于Micro LED的VR/AR設(shè)備市場。據(jù)悉，三星顯示器公司也在研發(fā)VR、AR設(shè)備用Micro LED。

    2023年1月，有業(yè)內(nèi)人士透露，三星顯示也啟動了一項(xiàng)智能手表用Micro LED開發(fā)項(xiàng)目，由微顯團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)。值得注意的是，三星顯示已經(jīng)為實(shí)際商業(yè)化設(shè)定了一個目標(biāo)，而不是研發(fā)階段確保技術(shù)安全。盡管三星此前也推出了Micro LED電視The Wall系列，但該系列產(chǎn)品高達(dá)上百萬元，仍非商業(yè)化應(yīng)用。此次三星顯示將Micro LED作為下一代產(chǎn)品，并將智能手表作為首個應(yīng)用，似乎也預(yù)示著其三星顯示也已找到了相對較好的解決方案，特別是針對Micro LED生產(chǎn)成本與制造難題。

    目前，中國顯示行業(yè)企業(yè)也在持續(xù)優(yōu)化Micro LED技術(shù)并降低生產(chǎn)成本。TCL華星早在2020年就與近年國內(nèi)LED芯片出貨量第一的三安光電合資成立芯穎顯示科技，發(fā)力Micro LED技術(shù)。利亞德跟晶元光電合資成立的Micro LED生產(chǎn)基地也已于2020年正式投入量產(chǎn)。

    2022年11月，京東方以不超過21億元認(rèn)購華燦光電定向增發(fā)的A股股份，成為其第一大股東，將加大Micro LED晶圓制造和封裝測試的投入。在“最關(guān)鍵環(huán)節(jié)”巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)上，利亞德、深康佳也實(shí)現(xiàn)了突破，轉(zhuǎn)移良率均已提升達(dá)99.9%。近日，蘋果供應(yīng)商友達(dá)透露，已開始向新技術(shù)、新產(chǎn)品開發(fā)，其中便包括Micro LED，且預(yù)計(jì)2023年下半年將量產(chǎn)配備Micro LED的穿戴式設(shè)備，尺寸約2點(diǎn)多英寸。

    2023年，相關(guān)產(chǎn)線也有望進(jìn)一步增加。維信諾此前宣布，打造的Micro LED生產(chǎn)線也將在成都實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);深天馬也表示將建設(shè)一條從巨量轉(zhuǎn)移到顯示模組的全制程Micro LED試驗(yàn)線。

    另外，Micro LED材料、零部件、設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)也得到進(jìn)一步鞏固，顯示器面板、LED芯片、量產(chǎn)的企業(yè)設(shè)備、驅(qū)動芯片等多個環(huán)節(jié)也形成了很好的協(xié)同合作。比如，富采和Play Nitride決定合作構(gòu)建6英寸Micro LED生產(chǎn)線。這都將為Micro LED技術(shù)量產(chǎn)提供了很好的產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新與配套基礎(chǔ)。

    從應(yīng)用端來看，我們也可以預(yù)期，隨著元宇宙概念不斷落地，VR/AR設(shè)備以及各種可穿戴設(shè)備市場需求將快速上升，都將推升Micro LED需求，比如智能眼鏡。相對于傳統(tǒng)LCD、OLED，甚至硅基OLED，Micro LED具有超高PPI、快速響應(yīng)、超高亮度等優(yōu)越的特性，使“Micro LED+光波導(dǎo)方案”成為智能眼鏡應(yīng)用的最佳選擇。同時，未來幾年，智能手機(jī)、車用顯示器和透明顯示器市場上，預(yù)計(jì)也會出現(xiàn)Micro LED相關(guān)應(yīng)用。

    總結(jié)

    對于蘋果而言，布局近10年的Micro LED技術(shù)，有必要在合適的時機(jī)讓其“開花結(jié)果”，而在2024年正式上市的Apple Watch Ultra上配置Micro LED屏幕，則是其產(chǎn)品生態(tài)布局的開始，未來必將進(jìn)一步應(yīng)用到iPhone、iPad和其他設(shè)備上。如今，Micro LED技術(shù)應(yīng)用時代的帷幕已經(jīng)拉開。

    來源：搜狐新聞