Micro LED：顯示的“神”來一筆

作者：米樂

如今，顯示已成為信息傳遞的主要渠道之一，手機(jī)、VR/AR設(shè)備、可穿戴設(shè)備、車載顯示、平板/電腦顯示以及激光投影等都是新型顯示技術(shù)的重要應(yīng)用場景。

作為最大的面板生產(chǎn)制造基地和研發(fā)應(yīng)用地區(qū)，中國已成為全球顯示產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要引擎。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，過去十多年，中國新型顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張。2017至2021年間，中國新型顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)模從2758億元增長至5868億元，年均復(fù)合增長率高達(dá)20.77%，2023年產(chǎn)業(yè)規(guī)模則到達(dá)到8559億元。

其中Micro LED技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)迅速，市場機(jī)會(huì)不斷增加，吸引了眾多企業(yè)進(jìn)入，加快了產(chǎn)業(yè)格局的重構(gòu)。這顆新星在2024年好像格外閃耀。

Micro LED的先進(jìn)

Micro-LED，又稱為 mLED 或μLED，由微米級半導(dǎo)體發(fā)光單元陣列組成，是一種將電能轉(zhuǎn)化為光能的電致發(fā)光器件，可以通過巨量轉(zhuǎn)移批量地轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)電路基板上，驅(qū)動(dòng)電路基板可以為硬性或柔性襯底。然后利用物理氣相沉積等方法在其上制備保護(hù)層和外接電極，最后進(jìn)行封裝。其中LED是由II-VI和III-V族化合物，如GaAs( 砷化鎵 )、GaP ( 磷化鎵 )、GaAsP( 磷砷化鎵 )、GaN( 氮化鎵 ) 等半導(dǎo)體制成的，其核心結(jié)構(gòu)是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體材料形成的pn結(jié)組成的。

當(dāng)對LED施加正向電壓時(shí)，通過電極從n型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體經(jīng)過分別向空間電荷區(qū)注入電子和空穴，并在結(jié)區(qū)復(fù)合發(fā)光。Micro-LED顯示技術(shù)就是在微型發(fā)光二極管（LED）的基礎(chǔ)上進(jìn)行微縮化與矩陣化，其單個(gè)發(fā)光單元尺寸在50 μm以下，且較高密度地集成在芯片上。

Micro LED是LED顯示屏微縮化至微米級的顯示技術(shù)，具有兩大特點(diǎn)，一是采用高像素密度的二維Micro LED陣列；二是每一個(gè)像素都能夠?qū)ぶ房刂坪酮?dú)立驅(qū)動(dòng)發(fā)光。

Micro-LED 是新型顯示技術(shù)與發(fā)光二極管（LED）技術(shù)二者復(fù)合集成的綜合性技術(shù)，其具有自發(fā)光、高效率、低功耗、高集成、高穩(wěn)定性、全天候工作的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有前途的下一代新型顯示與發(fā)光器件之一。Micro-LED 因其體積小、靈活性高、易于拆解合并等特點(diǎn)，能夠部署在現(xiàn)有的從最小到最大尺寸的任何顯示應(yīng)用場合中，并且在很多情況下它將比液晶顯示 （LCD）和有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）顯示發(fā)揮更獨(dú)特的效果。與LCD、OLED相比：

自發(fā)光，效率高；功耗低，約為LCD的10%，OLED的50%；亮度高，比OLED高30倍；超高解析度， 超過1500PPI；色彩飽和度高，120%NTSC；響應(yīng)速度快，納秒級；對比度極高；可視角度寬；無縫拼接可實(shí)現(xiàn)任意大小尺寸顯示；使用壽命長達(dá)10萬小時(shí)以上等。

Micro LED 顯示面板的設(shè)計(jì)理念是將 Micro LED 芯片直接作為顯示像素點(diǎn)，以此作為成像的基本單位，從而實(shí)現(xiàn)圖像顯示。與 LCD、OLED、QLED 相比，Micro LED 顯示具有顯著優(yōu)勢，例如：亮度可達(dá)到 10^7 cd?cm-2，遠(yuǎn)高于其他顯示方案；工作溫度范圍為-50~120 攝氏度；適應(yīng)尺寸無限制等等。

國內(nèi)頭部企業(yè)

2024年開始，天馬旗下天馬新型顯示技術(shù)研究院（廈門）有限公司舉行Micro-LED產(chǎn)線項(xiàng)目首臺設(shè)備搬入儀式。該項(xiàng)目是深天馬于2022年投建的從巨量轉(zhuǎn)移到顯示模組全制程Micro-LED 產(chǎn)線，目前按既定規(guī)劃時(shí)程實(shí)現(xiàn)了首臺設(shè)備搬入，標(biāo)志著深天馬在Micro-LED顯示領(lǐng)域邁出里程碑式的一步。

天馬早在2017年就開始涉足Micro-LED技術(shù)領(lǐng)域，技術(shù)方面不斷取得突破，多次榮獲國內(nèi)外各類獎(jiǎng)項(xiàng)。2021年，深天馬聯(lián)合上下游100多家廠商發(fā)起成立了行業(yè)首個(gè)Micro-LED生態(tài)聯(lián)盟；2022年，公司又投資建設(shè)了國內(nèi)首條Micro-LED全制程產(chǎn)線，打造全行業(yè)領(lǐng)先的Micro-LED技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)平臺、產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)平臺及全行業(yè)開放的科研成果轉(zhuǎn)化平臺。天馬Micro-LED研究院副院長席克瑞早前提到，公司計(jì)劃明年點(diǎn)亮投產(chǎn)天馬Micro-LED產(chǎn)線，目前已經(jīng)打通70%—80%的量產(chǎn)化工藝技術(shù)細(xì)節(jié)，預(yù)計(jì)明年將點(diǎn)亮投產(chǎn)，未來將滿足小批量的需求。

對于應(yīng)用場景方面，天馬微電子研發(fā)中心、非顯業(yè)務(wù)部總經(jīng)理、Micro-LED研究院院長秦鋒此前表示，Micro-LED是一個(gè)全新的技術(shù)，目前所有的場景形態(tài)都可以嘗試，未來還有可能拓展至新的應(yīng)用場景。

天馬正在加快推進(jìn)Micro-LED領(lǐng)域技術(shù)和工藝的開發(fā)，目前已在高PPI、透明、曲面、窄邊框、透明度可調(diào)等技術(shù)方向取得重大突破，具備行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)能力，并與全球頭部車企、國內(nèi)頂尖PID終端廠商、頭部消費(fèi)品牌客戶均展開創(chuàng)新項(xiàng)目合作。天馬近年來在SID、CITE、ICDT等國內(nèi)外重要專業(yè)展會(huì)上，陸續(xù)展示了全球最高PPI拼接單元Micro-LED顯示屏、全球首款＞70%透明度的小像素間距Micro-LED顯示屏、全球首款內(nèi)彎半徑達(dá)5mm Micro-LED顯示屏以及全球首款高分辨率中尺寸Micro-LED顯示屏。此外，在天馬2023年11月27日的全球創(chuàng)新大會(huì)上展示的1.63英寸430PPI主動(dòng)式Micro-LED顯示屏，具備高清晰色彩加高效能等特色，可廣泛應(yīng)用于包括車載、智能穿戴在內(nèi)的眾多下游領(lǐng)域。

2月20日，年產(chǎn)2000萬套硅基顯示芯片、模組及Micro LED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)服務(wù)項(xiàng)目簽約落戶浙江湖州莫干山高新區(qū)。據(jù)悉，該項(xiàng)目投資方為數(shù)字光芯，總投資額約2億元，計(jì)劃建設(shè)研發(fā)中心及項(xiàng)目總部和硅基顯示驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)線。項(xiàng)目整體達(dá)產(chǎn)后，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值約5億元、年入庫稅收約4000萬元。

數(shù)字光芯成立于2019年，主要為硅基顯示驅(qū)動(dòng)芯片行業(yè)提供的集成電路晶圓，這是一種硅基微顯示（尺寸在1.3英寸以下的顯示器）芯片，主要包括硅基Micro LED、硅基Micro OLED、和硅基液晶LCoS等。

數(shù)字光芯于2023年11月完成億元級A輪融資，融資資金主要用于高制程國產(chǎn)硅基顯示驅(qū)動(dòng)晶圓大規(guī)模量產(chǎn)工作，以及團(tuán)隊(duì)擴(kuò)張、完善研發(fā)流程和部門化分工。同年10月，數(shù)字光芯成功調(diào)試并點(diǎn)亮中國首顆Micro LED硅基驅(qū)動(dòng)汽車像素大燈芯片，像素超過16萬個(gè)。

2023年6月27日，成都辰顯光電有限公司總投資30億元的Micro-LED顯示屏生產(chǎn)基地項(xiàng)目簽約成都，將建設(shè)全球首條TFT基Micro-LED顯示屏生產(chǎn)線，項(xiàng)目預(yù)計(jì)2024年底建成投產(chǎn)。此前辰顯光電已在成都建設(shè)了Micro-LED試驗(yàn)線。今年2月22日，辰顯光電投資的全球首條TFT基Micro LED顯示屏生產(chǎn)線已進(jìn)入快速建設(shè)階段，目前，企業(yè)正與相關(guān)部門一同，全力推動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)，力爭今年2月底完成項(xiàng)目封頂，屆時(shí)企業(yè)將入場進(jìn)行核心生產(chǎn)廠區(qū)裝修。

在生產(chǎn)線打造上，辰顯光電目前已基本完成生產(chǎn)線設(shè)備下單，其中已有部分設(shè)備交付，剩余設(shè)備預(yù)計(jì)今年年中全部交付。辰顯光電專注于Micro LED顯示技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)，已成功點(diǎn)亮4.78英寸、14.5英寸、29英寸、58英寸、88英寸和102英寸TFT基Micro LED產(chǎn)品，并已突破混合驅(qū)動(dòng)、巨量轉(zhuǎn)移及修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)。

重慶康佳已建成了國內(nèi)第一條全制程的巨量轉(zhuǎn)移中試線；國內(nèi)最先進(jìn)、最全面、檢測能力最強(qiáng)的MLED檢測中心；建成了MLED芯片量產(chǎn)線和MLED直顯量產(chǎn)線。目前芯片產(chǎn)能約2400片/月；商顯完成1000㎡/月生產(chǎn)線。作為國內(nèi)重要的顯示產(chǎn)業(yè)基地，重慶各家重點(diǎn)企業(yè)持續(xù)加力產(chǎn)品研發(fā)，不斷推出新產(chǎn)品。在2023年新型顯示全產(chǎn)業(yè)集群完成產(chǎn)值769億元的基礎(chǔ)上，重慶今年將著力補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈，加快MLED產(chǎn)業(yè)化步伐，推動(dòng)重點(diǎn)企業(yè)從超高頻、超高清、柔性等方面提升面板性能，拓展顯示面板應(yīng)用場景，助力電子信息產(chǎn)業(yè)集群持續(xù)較快增長。

2023年3月，據(jù)DIGITIMES報(bào)道，業(yè)內(nèi)人士透露，中國最大的LED外延片和芯片制造商三安光電將投資達(dá)79億元人民幣（12.4億美元），在其位于中國中部的生產(chǎn)基地建立Mini LED 和 Micro LED產(chǎn)能。消息人士稱，三安光電將建立的年產(chǎn)能包括161萬片基于氮化鎵的Mini LED/Micro LED外延片、75萬片基于砷化鎵的外延片和8.4萬片用于4K顯示器的Mini LED背光單元（BLU）。

三安光電已經(jīng)成為蘋果、三星電子和TCL的Mini LED背光應(yīng)用供應(yīng)商。在Micro LED研發(fā)方面，三安光電已經(jīng)與中國的OLED面板制造商維信諾科技成立了一家合資企業(yè)，并與中國的LCD面板制造商華星光電成立了另一家公司。中國的EMS供應(yīng)商聞泰科技憑借多年制造汽車半導(dǎo)體元件的經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)涉足開發(fā)和生產(chǎn)用于汽車顯示屏的Mini LED背光液晶面板和Micro LED面板。

三安光電近兩年加大在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的投入，已形成LED芯片、微波射頻、電力電子、光技術(shù)等四大業(yè)務(wù)板塊。一位行業(yè)資深人士說，展望2024年，LED芯片行業(yè)存在一些反彈機(jī)會(huì)?！叭补怆娭饕Y源投入到半導(dǎo)體領(lǐng)域，對LED芯投入相對變少，在競爭對手‘抱到大腿’并增加投入的情況下，需要平衡好LED芯片與半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，才能更好鞏固行業(yè)地位”。

1月31日，京東方華燦光電珠海Micro LED晶圓制造和封裝測試基地項(xiàng)目封頂，該項(xiàng)目占地約217畝，投資約20億元，將在2024年9月點(diǎn)亮首款產(chǎn)品，計(jì)劃今年12月量產(chǎn)，未來將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)Micro LED晶圓5.88萬片組。據(jù)集邦咨詢的數(shù)據(jù)，2023年Mini LED背光應(yīng)用產(chǎn)品的出貨量將從2022年的約1700萬臺增長至2100萬臺，Micro LED芯片市場規(guī)模有望成長至約3200萬美元。另據(jù)GGII（高工產(chǎn)研）預(yù)計(jì)，2025年全球Mini LED市場規(guī)模將達(dá)53億美元，年復(fù)合增長率超85%；全球Micro LED市場規(guī)模到2025年將超過35億美元，2027年有望進(jìn)一步突破100億美元大關(guān)。