電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/莫婷婷)憑借更高的亮度、更長的壽命和更低的功耗,MicroLED在高端顯示領(lǐng)域展現(xiàn)出顛覆性潛力,包括智能穿戴、增強現(xiàn)實(AR)、數(shù)字車燈等下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。
2025年被認為是MicroLED技術(shù)從概念驗證過渡到量產(chǎn)的關(guān)鍵一年,也是商業(yè)化的關(guān)鍵階段。在近期的媒體溝通會上,鴻石智能宣布,在具備單綠色微顯示光芯片產(chǎn)品量產(chǎn)生產(chǎn)能力的情況下,現(xiàn)已進行彩色化生產(chǎn)布局,公司已實現(xiàn)120Wnits單片全彩MicroLED芯片樣片成功點亮,其莫干山項目預計在2026年下半年開始進行200Wnits亮度單片全彩微顯示芯片的量產(chǎn)調(diào)試,小尺寸產(chǎn)能規(guī)模較大。
鴻石智能單片全彩微顯示光芯片(圖源:鴻石智能)
攻克五大技術(shù)難點,8寸硅基工藝助力單綠色產(chǎn)品量產(chǎn)
從市場層面來看,在市場需求持續(xù)增長和各大廠商積極投入研發(fā)與量產(chǎn)布局的雙重推動下,Micro LED微顯芯片產(chǎn)業(yè)正迎來快速發(fā)展的重要階段。鴻石智能創(chuàng)始人/CEO王世棟預估今年用于AR眼鏡的單綠色微顯示光芯片出貨量為40萬顆左右,到2026年MicroLED芯片整體出貨量將在100萬顆左右。其中下沉市場需求增長快于品牌市場,他提到下沉市場約有50家到100家AR眼鏡企業(yè)入局,今年包括ODM、渠道品牌等下沉市場將占總市場的30%。
但在技術(shù)層面,MicroLED芯片制造存在諸多技術(shù)瓶頸,只有達到關(guān)鍵指標,Micro LED芯片才能順利量產(chǎn)。王世棟提到五大關(guān)鍵指標:
一是光效,簡單理解就是MicroLED微顯示光芯片的核心是在一定功耗水平下能夠穩(wěn)定輸出的亮度值。以Micro LED微顯示技術(shù)作為AR智能眼鏡的光機為例,MicroLED芯片需要提供大于200萬nits的亮度,才能夠滿足AR智能眼鏡的入眼亮度需求。
鴻石智能現(xiàn)在的標準是250萬nits@100mW(APL 10%),已達到業(yè)內(nèi)最高水平,鴻石智能仍在不斷優(yōu)化技術(shù)。
二是均勻度,均勻度越高MicroLED芯片的顯示效果越好。當下大多數(shù)廠商的水平為80%,業(yè)內(nèi)交付的領(lǐng)先水平為90%,鴻石智能的單綠色產(chǎn)品的均勻度能達到98%的水平。
三是暗點數(shù),業(yè)內(nèi)指標是連續(xù)暗點數(shù)不能超過1個,單個暗點數(shù)需控制在100個以內(nèi),且不能有亮點數(shù),而鴻石智能的出貨標準是暗點數(shù)控制在30個以內(nèi)。
四是發(fā)光角,角度越小出光越高,超過±30°時會導致顯著的光能損失,影響能量的有效傳輸和利用。
五是良率,MicroLED芯片的制造涉及八大工藝及兩百多個小工序,加之MicroLED是由微米級尺寸的LED芯片組成,工藝難度更高,這也是為什么很多MicroLED企業(yè)做七年、八年,但還是沒有實現(xiàn)量產(chǎn)的原因。從所有工藝固化到量產(chǎn)大概需要一年的時間,“我們今年開始量產(chǎn)的產(chǎn)品,實際上是在去年上半年就已經(jīng)完成了初步研發(fā),并交由客戶進行驗證和測試,我們用一年的時間將它從實驗室階段推進至可大規(guī)模生產(chǎn)的狀態(tài)”王世棟表示。
鴻石智能是業(yè)內(nèi)唯二實現(xiàn)Micro—LED單綠色芯片量產(chǎn)的廠商。鴻石光電總經(jīng)理龔金國介紹,0.12英寸極光A6(單綠色)采用公司自研像素隔離防串擾微透鏡等技術(shù),均勻度達到98%,暗點數(shù)控制在萬分之一(30個暗點以內(nèi)),100mW功耗下平均光效提升至300萬nits,峰值亮度800萬nits,成為全球8寸硅基微顯示芯片中量產(chǎn)光電效率的最高水平。
圖:鴻石智能極光A6(電子發(fā)燒友網(wǎng)攝)
鴻石智能選擇了8寸硅基外延片工藝的技術(shù)路線,也是第一家采用 8 寸硅基襯底作為外延片的 Micro LED 公司,硅基作為無損剝離,能避免對外延層造成傷害,這也為鴻石智能MicroLED 芯片的光效等性能指標的躍升打下基石。
鴻石智能認為硅基外延片技術(shù)將逐漸成為 MicroLED 行業(yè)的重要研究方向和發(fā)展趨勢。相較傳統(tǒng)采用藍寶石外延片工藝只能生產(chǎn)出的4寸、6寸Wafer,硅基外延片能生產(chǎn)出8寸和12寸wafer,且8寸具備性能、性價比、生產(chǎn)效率等優(yōu)勢。
在生產(chǎn)效率方面,4寸襯底為380片,而8寸襯底的單個芯片加工量為2412片,生產(chǎn)效率是4寸的六倍。在光效方面,以極光A6產(chǎn)品為例,采用了8寸硅基外延片工藝的極光A6在像素間距(pitch)為3.75μm時,能夠?qū)崿F(xiàn)10%以上的EQE;在藍色Micro LED的情況下,EQE可以達到10% - 15%。
全彩化布局加速,年底推200萬 nits單片全彩產(chǎn)品
全彩顯示依舊是Micro LED技術(shù)發(fā)展的重點方向之一,也是行業(yè)亟待攻克的技術(shù)難關(guān)。當前行業(yè)的主流技術(shù)路線可分為四大方案,不同方案有其優(yōu)劣勢:
一是合色方案,理論分辨率最高,但轉(zhuǎn)移精度要求嚴苛,需達到±1μm級,良率挑戰(zhàn)較大。二是量子點色轉(zhuǎn)換方案,避免了巨量轉(zhuǎn)移挑戰(zhàn),但面臨量子點材料穩(wěn)定性的問題。三色垂直堆疊方案,色彩純度較高,但部分工藝復雜。四是單片延伸方案,工藝兼容性較好,但像素密度受限于光刻精度。
業(yè)內(nèi)Micro LED廠商都在通過技術(shù)迭代實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新,就在今年3月,鴻石智能獨創(chuàng)的混合堆疊結(jié)構(gòu)的單片全彩Micro LED芯片樣片成功點亮,白光亮度達到120萬nits。年底將提升至200萬 nits,并持續(xù)提升光效。
鴻石智能介紹,混合堆疊結(jié)構(gòu)融合了兩次晶圓鍵合技術(shù)與一次量子點顏色轉(zhuǎn)換技術(shù),實現(xiàn)了藍綠外延片的集成以及紅光的精準呈現(xiàn)。通過技術(shù)創(chuàng)新,鴻石智能的進一步設(shè)計不僅簡化Micro LED芯片的制造工藝,提高了光電轉(zhuǎn)換效率。
混合堆疊結(jié)構(gòu)示意圖(圖源:鴻石智能)
龔金國表示,公司已經(jīng)啟動MicroLED的彩色化生產(chǎn)布局,公司的莫干山項目將在2026年下半年開始量產(chǎn)調(diào)試。與鹽城工廠配合,將實現(xiàn)KK級產(chǎn)能。
鴻石智能的產(chǎn)品將面向三大應(yīng)用方面,一是AR智能眼鏡,二是數(shù)字車燈,三是微投影市場。
針對AI智能眼鏡的需求,鴻石智能認為,從不具備虛擬顯示功能的AI智能眼鏡轉(zhuǎn)向AR智能眼鏡將是行業(yè)趨勢,這將帶動MicroLED芯片需求持續(xù)上漲。鴻石智能預計,2025年將出貨約40萬片MicroLED芯片,明年出貨量有望進一步提升至100萬片,屆時鴻石智能預計將占據(jù)約40%的市場份額。
在媒體交流會現(xiàn)場,鴻石智能還展示了新系列極光A7,面向3D打印、智能前車燈等領(lǐng)域,極光A7尺寸為0.61英寸,能夠?qū)崿F(xiàn)1000萬nits超高亮度和 740 x 220分辨率白光顯像(照明)。
圖:鴻石智能極光A7(電子發(fā)燒友網(wǎng)攝)
小結(jié):
2025年被視為MicroLED從概念驗證到量產(chǎn)的關(guān)鍵時期,鴻石智能已具備單綠色MicroLED產(chǎn)品的批量出貨能力,并計劃于2026年下半年開始彩色化量產(chǎn)調(diào)試。隨著技術(shù)持續(xù)突破和產(chǎn)能擴張,鴻石智能正推動Micro LED技術(shù)從實驗室走向規(guī)模化商用,引領(lǐng)行業(yè)邁向更廣闊的應(yīng)用前景。
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