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不被苹果看好的Micro LED赛道,还能有哪些创新方向?

前段时间,苹果宣布取消Micro LED手表和自动驾驶项目,当时就有分析师猜测,或与其重心转移到人工智能(AI)上有关。最近,苹果在全球开发者大会上发布了Apple Intelligence系统,并宣布将为自家设备引入AI功能。很显然,苹果现在更看好AI的商用化,而被它放弃的Micro LED赛道,接下来会如何发展?

对于Micro LED而言,无论是大屏应用还是小屏应用,相关产品都未实现大规模量产,整个行业亟待一个爆款产品来推动发展。此前,大家把希望寄托在苹果Micro LED手表上。DSCC、TrendForce旗下的LEDinside等研究机构认为,苹果放弃Micro LED手表项目,无疑会给Micro LED产业带来冲击。目前,Micro LED还有哪些问题需解决?行业未来的发展方向在哪里?GB8esmc

小屏Micro LED商业化时间延后

Micro LED又称微型发光二极管,是尺寸在1-60μm(微米)的LED发光单元组成显示阵列的技术,大小相当于人头发丝的十分之一。与LCD和OLED显示技术相比:Micro LED的亮度可达OLED的30倍,即使在阳光下也能清晰显示内容;Micro LED的功耗仅为LCD的10%、OLED的50%,能支持电子设备有更长的续航时间;Micro LED的寿命约是OLED的3倍、LCD的1.5倍。因此,Micro LED被视为终极显示方案。GB8esmc

Micro LED要实现大规模产业化,需解决成本过高和技术瓶颈的问题。就在传出苹果取消 Micro LED手表项前,整个行业都在循序渐进地更新技术动态、发布新品,各个赛道的参与者对行业发展也充满期待。GB8esmc

比如,今年1月的CES展上,三星展出了89英寸Micro LED大型拼接显示器(已实现量产)和首款透明Micro LED显示器,友达展示了导入Micro LED技术以重新定义座舱的设计概念,天马推出1.63英寸主动式Micro LED显示屏,TCL展出Ray Neo X2双目全彩Micro LED+光波导显示方案,镭昱展出升级版0.11英寸和0.22英寸全彩Micro LED微显示屏;又如,2月的MWC展上,莫界科技展示了自研的四代Micro LED光引擎,联想与友达联合展出了17.3英寸Micro LED透明显示器概念笔记本电脑。GB8esmc

虽然Micro LED企业还在有条不紊地推出新品,但是行业仍缺乏一个真正的爆款应用。鉴于苹果公司在消费电子领域的出色表现,大家期待它能带动小屏Micro LED的行业发展。因此,对小屏Micro LED赛道的参与者来说,苹果“叫停”Micro LED手表项目,无疑是一个沉重的打击。GB8esmc

为什么苹果会终止Micro LED手表的开发?针对该问题,集邦咨询分析师邱宇彬列出了三大原因:GB8esmc

  • 第一,成本过高。按照现在的Micro LED的成本水平,当它作为智能手表配件量产时,每支手表的屏幕成本大约为120美金,若采用同样尺寸的OLED材料,其屏幕成本大概约只有40美金,两种材料存在2.5-3倍的价差;
  • 第二,芯片生产良率不够。苹果Micro LED手表屏幕的供应商是艾迈斯欧司朗,之前计划采用8×8微米的垂直芯片,理论上该尺寸的芯片有助于降低成本,但它在转移上面临的良率瓶颈未被突破;
  • 第三,苹果公司的战略调整。该公司当前的研发重点是AI,为了专注于AI产品的开发,Micro LED手表、自动驾驶汽车等硬件项目都已经被暂停。

其实,苹果在过去几年一直有推动Micro LED技术演进,围绕Micro LED申请了不少创新专利,比如把Micro LED与柔性背板结合的专利,将屏幕延伸到表带和表盘部分;整合光学感测元件的Micro LED屏幕专利,提升生物检测的准确性,让手表更轻更薄更省电。GB8esmc

但随着项目的停摆,这些专利现在也处于终止的状态,消费者暂时无法在智能手表上看到这些技术落地。因此,业者也预期在未来一段时间内,针对Micro LED的投资会减少,同时技术演进速度也会变慢。GB8esmc

技术瓶颈和成本过高影响Micro LED规模化

现阶段,Micro LED的发展遇到了怎样的障碍,从业者面对挑战时需做哪些调整?GB8esmc

Micro LED的制造工艺需要跨界半导体技术,它在衬底和外延材料、芯片器件、颜色混合(R/G/B或量子点激发)、IC驱动基板连接(巨量转移或单片集成)、检测和修复方面还存在问题。这是造成Micro LED出货量低、售价高昂的主要原因。GB8esmc

Micro LED的衬底通常采用硅、蓝宝石等,外延使用氮化镓,这种衬底与外延采用不同材料的外延方式称之为异质外延。异质外延存在晶格失配和热失配问题,使得外延层的位错密度较高。当然,厂商也会采用图形化衬底技术、缓冲层等技术,来降低异质外延中的位错密度,从而提高晶体质量。GB8esmc

另外,在高分辨显示应用中,Micro LED的发射波长不均匀导致的显色差别,会严重影响屏幕的显示效果。为保证更好的显示效果,Micro LED外延片单片波长变化标准差需控制在0.8nm或更小。GB8esmc

在Micro LED的IC驱动基板连接方面,主要有单片集成和巨量转移两条技术路线,芯片良率问题导致Micro LED的造价极高,所以在大屏应用时会采用巨量转移的手段,能一定程度降低屏幕的造价。GB8esmc

在巨量转移发展最快的厂商是三星,去年该公司量产了大型Micro LED显示器。三星量产Micro LED产品之后,的确在市场上获得了极高的评价,但是直到现在该产品的价格降幅并未达到预期的程度。目前,一台89英寸4K分辨率的拼接Micro LED显示器的成约近3万美金,三星需要以10万美金的价格在市场上售卖,因此其面向的目标消费群体就非常少。GB8esmc

比如,有830万个像素点的4K分辨率Micro LED显示面板,由于一个像素点由RGB三颗颜色的LED芯片组成,也即是这块4K显示面板上需要贴2,490万颗 Micro LED芯片。在大面积外延基板上同时生长高质量的三色RGB芯片极为困难,需要将生长在外延基板上的三色RGB芯片,依次转移到驱动电路基板上。GB8esmc

Micro LED在完成巨量转移后还面临检测的问题,因为转移的芯片数量巨大,所以在现有技术下无法保证100%全检。同时,当检测结果显示为不良,后续的维修也非常困难,其耗费的时间甚至不亚于转移。就算生产良率能达到2-3 PPM(PPM代表百万分之一),这意味着会有50-60颗LED需要维修,而这些Micro LED芯片分散在不同区块,它的检修实际上非常难。行业中暂无很好的针对Micro LED屏幕的解决方案,分析师认为,可能需要Micro LED行业形成一定的规模之后,大家才愿意针对Micro LED维修投入资本。GB8esmc

芯片供给不充沛也是导致成本高的原因之一。三星所使用的34×58微米芯片,在整个行业的供给都不太充沛,只有极少数供应商能供应,仅芯片的成本就比较高,再加上配套的背板、系统工艺,让Micro LED屏幕的成本居高不下。不管是Micro LED手表,还是大型Micro LED显示器,必须要克服以上问题才能让成本将降到合适的水平。GB8esmc

如今,巨量转移已经得到了较好的解决,厂商发布了相关商用产品,即使该产品的价格还很高,Micro LED电视机已经商用,Micro LED车载屏未来可期。而对于小尺寸的产品而言,Micro LED手表行业的状态暂不明朗,受益于AI技术的辅助,单色Micro LED AR眼镜有一定的商用空间。GB8esmc

Micro LED应用的创新方向

对小屏Micro LED行业而言,2024年是一个关键期。随着苹果终止Micro LED手表项目,其他参与者是选择换赛道,还是继续在该行业深耕?可以从以下三个方面来聚焦:GB8esmc

  • 第一,Micro LED芯片尺寸仍在微缩。Micro LED芯片成本还太高,芯片降本最直接的方法就是缩小尺寸。Micro LED芯片尺寸正从34×58微米往20×40微米、15×30微米方向迈进,未来几年Micro LED芯片的成本将持续下降。
  • 第二,大屏Micro LED供应链日益健全。在大屏Micro LED显示器上,虽然目前只有三星实现商用量产,但是LG Display、索尼、京东方、华星光电、惠科、辰显光电、群创光电等企业,都在投入资源研发大尺寸的Micro LED显示器。相信这些厂商的持续投入,将带动大屏Micro LED显示器技术日趋成熟,配套的供应链也日益健全。
  • 第三,虽然苹果Micro LED手表项目终止,但不代表Micro LED手表应用消失。目前,友达仍持续在1.39英寸产品上耕耘,该公司去年获得了瑞士手表大厂泰格豪雅(Tag Heuer)的订单,前者自去年Q4开始向后者出货Micro LED面板。这证明Micro LED有一定的产能和市场需求,只不过少了苹果这种大腕的推波助澜,小屏Micro LED的赛道可能会走得更辛苦。

而头戴显示和车载显示会是孵化Micro LED项目的温床。GB8esmc

单色Micro LED AR眼镜已经量产,比如OPPO翻译眼镜、小米AR眼镜探索版等,而全彩化Micro LED显示因全彩化技术方案难题还待进一步耕耘。GB8esmc

全彩Micro LED显示主要有两个阵营,一是通过原生RGB Micro LED打造,二是采用量子点的色转换(含有部分色转换和全彩转换)。原生RGB方法尽管组装简单,但面临发光效率低和背板电路设计复杂的问题,量子点色转换的效率还未达到规模量产的阶段。GB8esmc

值得庆幸的是,生成式AI的走红给单色Micro LED带来了更多应用空间。针对一些简单的AI功能,比如实时翻译、查阅资讯等,它们主要以文字形式展现,单色Micro LED光机+AI方案的AR眼镜可满足需求,预计这类AR眼镜在未来两年内或有明显增长。GB8esmc

车载Micro LED显示方面,需要出现一些创新应用,比如P-HUD(Panoramic Head-up Display,全景抬头显示器),在汽车的前挡风玻璃上成像,这对光学设计和亮度需求更高。现在,厂商在聚焦两种P-HUD方案——反射式P-HUD方案,把Micro LED做成光机形态放在前舱,然后投影到前挡风玻璃上;直显式P-HUD方案,把透明背板的Micro LED显示屏嵌入前挡风玻璃,为司机提供安全驾驶辅助功能。GB8esmc

责编:Clover.li
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李晋
国际电子商情助理产业分析师,专注汽车电子、人工智能、消费电子等领域的市场及供应链趋势。
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