Micro LED商業(yè)化還有多遠？盤(pán)點(diǎn)全球廠(chǎng)商最新開(kāi)發(fā)進(jìn)度

　　自2014年蘋(píng)果收購Micro LED新創(chuàng )公司LuxVue以來(lái)，被喻為次世代顯示技術(shù)的Micro LED從萌芽期正式進(jìn)入成長(cháng)期，吸引全球廠(chǎng)商持續投入資源研發(fā)，但由于許多技術(shù)障礙與設備限制難以克服，導致生產(chǎn)成本始終無(wú)法降低，Micro LED在商業(yè)化的路上仍是走走停停。

　　一、Micro LED制程全解析

　　Micro LED技術(shù)不只亮度與對比效果超越OLED，又具備反應迅速、低功耗與高可靠度特性，若成功導入行動(dòng)裝置與汽車(chē)應用，前景可說(shuō)一片看好。Micro LED制造流程繁瑣，使用的原材料、制程耗材、生產(chǎn)設備、檢測儀器及輔助治具等需求規格嚴謹，且精密度相對嚴格。

　　● 晶圓制造

　　Micro LED與LED雖同樣以磊晶硅晶圓為基礎，Micro LED磊晶需求遠比傳統LED嚴苛，由于Micro LED芯片大小不超過(guò)100微米，僅為傳統LED芯片1%，因此磊晶的波長(cháng)一致性至關(guān)重要，晶圓若有不平整，可能導致芯片缺陷，增加后續制程開(kāi)銷(xiāo)。

　　不過(guò)現有的晶圓生產(chǎn)設備多為生產(chǎn)傳統LED晶圓而制，幾乎無(wú)法滿(mǎn)足Micro LED晶圓制作要求;再者，磊晶晶圓上的芯片制程也相當關(guān)鍵，可能影響后續的晶圓結合與轉移等制程。

　　為突破生產(chǎn)限制，近期已有多家磊晶制程技術(shù)MOCVD設備廠(chǎng)商與芯片廠(chǎng)合力發(fā)展Micro LED芯片，以提升芯片效率與質(zhì)量，同時(shí)加速生產(chǎn)放量，例如AIXTRON在2019年1月宣布與臺灣錼創(chuàng )科技(PlayNitride)簽訂Micro LED的生產(chǎn)合作協(xié)議;Veeco則與德國Micro LED技術(shù)廠(chǎng)商ALLOS合作。

　　● 轉移技術(shù)

　　若要制作Micro LED顯示器，需先將Micro LED芯片從藍寶石基板移除，轉移至另一個(gè)暫存基板上，再視功能與目的需求移到不同背板。由于芯片極小且數量龐大，使得轉移過(guò)程倍加困難，若使用傳統的取放技術(shù)轉移上百萬(wàn)顆LED，勢必極為耗時(shí)又提高生產(chǎn)成本。

　　為加速轉移過(guò)程，目前已有多家廠(chǎng)商研發(fā)各種轉移技術(shù)，例如Pick & Place轉移、流體組裝、雷射轉印等;此外，將Micro LED芯片放置到目標基板上并準確排列，也是一項困難挑戰，為了滿(mǎn)足不同轉移方法的需求，芯片廠(chǎng)商必須與轉移技術(shù)廠(chǎng)密切合作，才能提升總體良率與效率。

　　針對現有各轉移方案的優(yōu)勢與劣勢，Pick & Place轉移技術(shù)可應用在10微米以上的芯片產(chǎn)品，但轉移效率、精準度與穩定度相對較低;而eLux等廠(chǎng)商采用的流體組裝技術(shù)雖然轉移速度較快，但因過(guò)程中可能導致芯片損毀，因此無(wú)法保證良率;至于Sony及新創(chuàng )公司Uniqarta、QMAT等廠(chǎng)商使用的雷射轉印技術(shù)，有機會(huì )可轉移尺寸小于10微米的芯片并提升精準度，但設備成本相對也較高。

　　為了維系目前在Micro LED技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢，許多品牌廠(chǎng)商與巨量轉移技術(shù)開(kāi)發(fā)商結盟，例如蘋(píng)果收購LuxVue、Osram與X-Celeprint合作等。Rohinni則與設備廠(chǎng)商K&S合作開(kāi)發(fā)巨量轉移解決方案，并與京東方成立合資公司，借力京東方在放置(Placement)技術(shù)的優(yōu)勢。

　　此外，近期美國專(zhuān)利商標局也公布，蘋(píng)果獲得Micro LED芯片轉移和結構技術(shù)專(zhuān)利，讓附帶有金屬薄膜層的Micro LED結構能更容易實(shí)現大批量轉移和組裝到目標接收基板上，這是Micro LED顯示器最具挑戰的生產(chǎn)過(guò)程之一，也證明蘋(píng)果在Micro LED技術(shù)上仍默默的開(kāi)發(fā)與布局。

　　● 檢測與其他

　　檢測也是制程中的重要環(huán)節，在生產(chǎn)過(guò)程中必須持續檢測Micro LED芯片功能是否正常，以確保芯片效率并提高整體良率，若檢測到芯片瑕疵，則必須采用相對應的維修技術(shù)，但芯片微小化同樣加深檢測困難度，因此各設備廠(chǎng)商正致力研發(fā)更有效及精準的解決方案。

　　除了上述提到的挑戰，背板材質(zhì)、全彩解決方案與驅動(dòng)IC設計也是Micro LED顯示器的生產(chǎn)瓶頸，為克服技術(shù)障礙，業(yè)界廠(chǎng)商積極進(jìn)行供應鏈的垂直整合，并締結策略聯(lián)盟，讓許多技術(shù)于2019年相繼突破出現，帶領(lǐng)Micro LED顯示器邁向實(shí)際應用。在Micro LED正式邁向商業(yè)化前，仍有待更創(chuàng )新技術(shù)發(fā)展來(lái)解決生產(chǎn)制程中的難題，以求降低生產(chǎn)成本跟加速量產(chǎn)速度。

　　二、全球Micro LED廠(chǎng)商最新進(jìn)展

　　● 亞洲

　　由于Micro LED技術(shù)短期內難以克服成本問(wèn)題，多數廠(chǎng)商選擇投入開(kāi)發(fā)單價(jià)較高的超大尺寸顯示器產(chǎn)品，因此也是最有機會(huì )率先導入市場(chǎng)的應用類(lèi)別，例如Samsung于2019年初美國消費性電子展(CES)上，展出75寸模塊化Micro LED顯示器，使用的LED芯片大小只有2018年「The Wall」產(chǎn)品的1/15，實(shí)現真正「Micro LED等級」的顯示器。Samsung此次采用錼創(chuàng )生產(chǎn)的芯片，并運用自家研發(fā)的巨量轉移技術(shù)，將芯片轉移到玻璃背板。

　　在2019年4月的美國廣播電視產(chǎn)業(yè)展會(huì )NAB 2019上，Sony宣布目前正為日本資生堂集團在橫濱的研究中心架設一臺16K的CLEDIS Micro LED屏幕;同時(shí)，日本設備廠(chǎng)Toray則在2019年NEPCON Japan展示針對Micro LED生產(chǎn)的各種解決方案，包括晶圓檢測、修復與轉移等。

　　中國大陸廠(chǎng)商方面，三安光電宣布將在中國湖北投資120億元人民幣，作為Micro LED與Mini LED晶圓與芯片開(kāi)發(fā)生產(chǎn)之用;面板廠(chǎng)京東方亦攜手Rohinni設立合資公司，以開(kāi)發(fā)Micro及Mini LED背光應用。

　　此外，洲明科技也宣布其智慧工廠(chǎng)興建計劃，預計將用于Micro/Mini LED的開(kāi)發(fā)生產(chǎn);5G物聯(lián)網(wǎng)裝置無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)廠(chǎng)商廣和通及中國聯(lián)通則在MWC 2019展會(huì )上推出含5G功能的Micro LED顯示器。

　　天馬微電子在2019年Display Week上展示7.56吋的透明全彩Micro LED顯示器，使用自家LTPS玻璃背板及驅動(dòng)方案，結合錼創(chuàng )科技的Micro LED技術(shù)，在紅藍綠的全彩畫(huà)面呈現相當優(yōu)異的色彩表現。

　　另一家面板大廠(chǎng)華星光電同樣展示全彩Micro LED顯示器，以3.5寸規格搭配IGZO玻璃背板的主動(dòng)式驅動(dòng)方案，呈現透明的顯示效果。華星光電表示，未來(lái)在面板尺寸放大情況下，IGZO背板的成本競爭力將優(yōu)于LTPS;而紅光Micro LED因材料特性導致效率較低，因此未來(lái)全彩的RGB顯示器如何兼顧亮度與均勻性將是最大挑戰。

　　中國臺灣地區LED供應商開(kāi)發(fā)Micro LED技術(shù)從未停歇。LED驅動(dòng)IC廠(chǎng)聚積據稱(chēng)將推出顯示屏用的Micro/Mini LED顯示模塊;此外，據了解，MWC 2019展會(huì )上亮相之5G Micro LED顯示屏的驅動(dòng)IC及燈板，也由聚積提供。

　　錼創(chuàng )科技除了提供Samsung芯片外，在Display Week 2019上也展示自家7.56吋全彩透明Micro LED顯示器，穿透率達60%以上;另外還有柔性Micro LED顯示器，以及高達458 DPI的可穿戴式裝置。錼創(chuàng )也傳出與臺灣OLED面板制造商錸寶科技合作，借此擺脫傳統Micro LED廠(chǎng)商不易取得玻璃驅動(dòng)背板的困境，可以期待未來(lái)Micro LED產(chǎn)品開(kāi)發(fā)將有更大的發(fā)展空間。

　　LED廠(chǎng)晶電與隆達從2018年第二季便開(kāi)始出貨Mini LED產(chǎn)品，其Micro LED研發(fā)也持續進(jìn)行中;而設備廠(chǎng)梭特科技與均華精密皆表示，預計推出Micro LED挑檢與分選，以及巨量轉移的相關(guān)設備。

　　鴻海集團宣布，興建中的威州廠(chǎng)將有機會(huì )加入Micro LED產(chǎn)線(xiàn)。鴻海在2017年收購eLux后持續強化Micro LED開(kāi)發(fā)，旗下亦有榮創(chuàng )、光鋐、帆宣助力，集團內部的Micro LED供應鏈逐漸完備。

　　臺工研院則已成立「巨量微組裝產(chǎn)業(yè)推動(dòng)聯(lián)盟」(CIMS)，連結臺系廠(chǎng)商深入研究Micro LED技術(shù)，目前正開(kāi)發(fā)搭配Micro LED技術(shù)的AR裝置，鎖定游戲類(lèi)應用。

　　此外，在Display Week 2019上，工研院發(fā)表PCB基板的Micro LED及Mini LED，并標榜其巨量轉移技術(shù)能克服直接轉移的挑戰，直接將三色的Micro LED大批量轉移至PCB板上，對于未來(lái)提升生產(chǎn)效率及降低成本帶來(lái)關(guān)鍵性進(jìn)展。

　　● 歐洲與北美

　　英國Plessey于2018年發(fā)表硅基氮化鎵(GaN-on-Si)的單片Micro LED后，便與Vuzix、JSC、Nanoco Technologies、AIXTRON等多位業(yè)界伙伴合作開(kāi)發(fā)相關(guān)應用。在CES 2019展出Micro LED AR/VR智慧眼鏡后，Plessey也于2019年Display Week發(fā)表AR應用的0.7吋Micro LED顯示器。

　　LED龍頭廠(chǎng)商歐司朗加入一項名為「SmartVIZ」的Micro LED研發(fā)計劃，與德國研究機構共同開(kāi)發(fā)透明Micro LED車(chē)用顯示器，預計2021年第四季公布最新成果。法國3D LED研發(fā)公司Aledia則宣布于3月擴增設備，納入采用Veeco的薄膜解決方案生產(chǎn)3D Micro LED。

　　自蘋(píng)果 2014年收購LuxVue后，蘋(píng)果導入Micro LED/Mini LED的進(jìn)展一直備受矚目，近期傳出蘋(píng)果積極與臺灣、日本的供應廠(chǎng)商合作，預計在iMac和iPad中采用Mini LED背光的傳聞，替產(chǎn)業(yè)注入一股活水。而在2019年6月舉辦的WWDC上，蘋(píng)果展示附帶直下式區域背光的Pro Display XDR，盡管這一代的產(chǎn)品規格仍未達到Mini LED等級，但可預見(jiàn)未來(lái)Mini LED背光技術(shù)成熟后，背光分區數將得以提升，成本亦能下降。

　　Micro LED技術(shù)開(kāi)發(fā)商Rohinni自2018年起，陸續宣布與面板廠(chǎng)京東方、汽車(chē)零件廠(chǎng)Magna和設備廠(chǎng)K&S成立合資公司。Rohinni于2019年Display Week展示Mini LED背光燈條及燈板產(chǎn)品，并預計在2019年底推出Mini LED背光鍵盤(pán)。

　　加拿大新創(chuàng )廠(chǎng)商VueReal宣布其轉移技術(shù)已能達成Micro LED顯示器的量產(chǎn)良率，預計2019年6月起開(kāi)始接受樣品訂購，且VueReal最新Micro LED顯示器能夠達到30,000 ppi的超高分辨率跟100,000 nits的超高亮度，強化AR/VR顯示應用。

　　總結而言，Micro LED技術(shù)雖面臨眾多挑戰，但目前技術(shù)已經(jīng)出現顯著(zhù)進(jìn)展，早期的專(zhuān)利技術(shù)也陸續轉化成實(shí)體樣品展示，未來(lái)Micro LED商品化時(shí)程將隨著(zhù)Micro LED技術(shù)成熟而有所進(jìn)展，預估至2023年Micro LED市場(chǎng)產(chǎn)值將達42億美元。