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Micro LED:一場缺乏主導(dǎo)者的“賭注”
編輯:天涯 [ 2017-7-7 15:00:24 ] 文章來源:LED大屏網(wǎng)
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    2016年下半年以來,Micro LED的概念風(fēng)聲水起。成為不時(shí)攪動(dòng)OLED主導(dǎo)的次世代顯示大潮的異類玩家。那么Micro LED到底是什么?Micro LED大潮之中,誰在拼力相博,誰在隔岸觀火,誰在竊竊暗語呢?

    Micro LED——誰在發(fā)聲

    在Micro LED概念上,最大的聲音是蘋果。Apple Watch 3將采用Micro LED顯示面板的消息,是這個(gè)行業(yè)最近最大的“興奮點(diǎn)”。

    的確,蘋果卻曾大價(jià)錢收購過Micro LED研發(fā)公司LuxVue。但是,那是2014年的事情。這次收購蘋果也許儲(chǔ)備了一些技術(shù)、專利和研發(fā)能力。不過直至今日,蘋果并未拿出“可用的樣品”。按照一般規(guī)律,從原形研發(fā)、樣品研發(fā)、試產(chǎn)研發(fā)到量產(chǎn)爬坡和堪用,至少需要數(shù)年之久。Apple Watch 3估計(jì)是等不及的。

    更為重要的是,蘋果方面的消息,大多數(shù)是二級(jí)、三級(jí)消息,甚至小道消息。一直缺乏蘋果戰(zhàn)略層的消息和表態(tài)。也就是說,可能的情況是,蘋果只是把Micro LED作為一個(gè)武器庫中的庫存而已。且現(xiàn)在,顯示技術(shù)上蘋果正在做的事情是OLED替代LCD。

   

    Micro LED概念另一個(gè)大佬是三星:不過,三星出價(jià)1.5億美元,收購Micro LED廠錼創(chuàng)科技的新聞已經(jīng)被辟謠。作為全球最大的顯示巨頭,同時(shí)也是LED產(chǎn)品制造商,三星如果說絲毫不關(guān)注Micro LED顯然不正常。但是,對(duì)比三星在QLED上的戰(zhàn)略高調(diào),在OLED上2000億人民幣的投資,三星Micro LED的“小道消息”幾乎可以忽略。

    再說另一家Micro LED巨頭,索尼。2012年索尼展示了0.5級(jí)別間距的微間距LED產(chǎn)品。但是,索尼真正上市的卻是2016年的1.2間距的產(chǎn)品。索尼也有過類似“技術(shù)不是問題,但應(yīng)用市場還需要酌情考慮”的表態(tài)。即作為一個(gè)顯示大廠,索尼的市場理性,要比媒體報(bào)道的聳人標(biāo)題冷靜的多。

    事實(shí)上,在Micro LED上真正的、高度的、官方的、長期一致性的“高調(diào)”表態(tài)的單位只有一個(gè):“臺(tái)灣工研院”。不過,對(duì)此,一個(gè)顯然的事實(shí)是,在次世代顯示上OLED、QLED臺(tái)灣都已經(jīng)落后韓陸企業(yè),甚至進(jìn)度不及日本企業(yè)。在韓陸資本數(shù)千億人民幣的投資之下,臺(tái)灣為其未來顯示產(chǎn)業(yè)的生存,獨(dú)辟蹊徑的支持Micro LED,本質(zhì)上是“下下策”。即,臺(tái)灣工研院的支持,只是“逼不得已要做些事情后的‘從易’”原則。

    當(dāng)然,很多媒體指出晶電、隆達(dá)、歐司朗、日亞化、CREE、三安這樣的LED廠商都表示在做Micro LED研發(fā)。但是,這個(gè)支撐團(tuán)體的力量主要集中在LED發(fā)光晶體這一層。而制造超微型的LED發(fā)光晶體(10um級(jí)別),應(yīng)該說是整個(gè)Micro LED產(chǎn)業(yè)鏈中最為成熟的部分之一。即LED廠,可利用現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)和研發(fā)實(shí)驗(yàn)室,在不增加多少投資的情況下,成功開發(fā)Micro LED需要的白色和彩色晶體顆粒。這些LED外延片產(chǎn)業(yè)段的企業(yè)在Micro LED上的地位,類似于默克、住友化學(xué)、三菱化學(xué)在OLED產(chǎn)業(yè)上的地位。

    綜上所述,Micro LED陣營呈現(xiàn)的是分散的基本狀態(tài)。且其中巨頭們的消息都是二線化的,缺乏戰(zhàn)略層的宏觀表態(tài)。作為積極的LED晶體企業(yè),則“所需投資和努力不多”、“所負(fù)責(zé)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)難度不大”。這直接決定了Micro LED是一個(gè)“群蝦舞龍”的產(chǎn)業(yè),缺乏形成大規(guī)模的、快速市場化的領(lǐng)頭羊。

    Micro LED產(chǎn)業(yè)鏈如何,難點(diǎn)在哪里

    對(duì)于一個(gè)Micro LED顯示產(chǎn)品,他的基本構(gòu)成是TFT基板、超微LED晶粒、驅(qū)動(dòng)IC三大塊。這三者有一個(gè)共同的特點(diǎn),即大量繼承于已有的液晶和LED產(chǎn)業(yè)。因此,臺(tái)灣工研院認(rèn)為,他們具有整條產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢(shì)。

    但是,具有同樣產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的地區(qū)還包括韓國、我國大陸、日本。其中日本在上游材料和設(shè)備上的領(lǐng)先性和完善度,要遠(yuǎn)超過我國臺(tái)灣地區(qū)。不過,日本同仁對(duì)Micro LED的興趣可沒有臺(tái)系產(chǎn)業(yè)那么高漲。

    為什么其它具有相當(dāng)或者更好產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的地區(qū),在Micro LED的熱情上低于臺(tái)系呢?答案分成兩個(gè)層次:第一是,大陸、韓國和日本顯示企業(yè),現(xiàn)在最忙的事情是OLED。第二,Micro LED有一個(gè)其他電子行業(yè)幾乎不會(huì)用到的高難度工藝——巨量微轉(zhuǎn)移(也叫巨量轉(zhuǎn)移)。臺(tái)灣Micro LED產(chǎn)業(yè)最大的動(dòng)作之一,即是2016年12月以臺(tái)灣工研院為牽頭單位,成立“巨量微轉(zhuǎn)移”產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

    

    “巨量轉(zhuǎn)移”是一個(gè)什么技術(shù)呢?簡單說就是在指甲蓋大小的TFT電路基板上,按照光學(xué)和電氣學(xué)的必要規(guī)范,均勻焊接三五百,甚至更多個(gè)紅綠藍(lán)三原色LED微小晶粒,且允許的工藝失敗率是有幾十萬分之一!挥羞_(dá)到這樣工藝的產(chǎn)品,才能真正應(yīng)用到Apple Watch 3等產(chǎn)品上。

    對(duì)于Micro LED的工藝問題,很多人認(rèn)為,可以從傳統(tǒng)LED屏中攝取經(jīng)驗(yàn)。但是,Micro LED與傳統(tǒng)LED顯示產(chǎn)品差別巨大。與傳統(tǒng)led顯示屏比較,Micro LED的差別主要在于:1.精密程度數(shù)十倍的提升;2.集成工藝從直插、表貼、COB封裝等變成了“巨量微轉(zhuǎn)移”;3.缺陷可修復(fù)性幾乎為零;4.背板從印刷電路板,變成了液晶和OLED顯示所使用的TFT基板,或者CPU與內(nèi)存所采用的單晶硅基板。

    即與傳統(tǒng)led顯示屏比較,Micro LED在晶粒、封裝、集成工藝、背板、驅(qū)動(dòng)等每一個(gè)方面都不一樣——所以,可以看到Micro LED產(chǎn)品的火熱沒有得到任何一個(gè)傳統(tǒng)led大屏幕廠商的表態(tài)。

    事實(shí)上,除了晶粒、TFT背板、IC這些“元組建”,繼承于LED晶粒(如三安)、半導(dǎo)體顯示(如京東方)、IC設(shè)計(jì)企業(yè)(如聚積、奇景)等之外,Micro LED正真的核心則是“如何將這些元件集成”,即“巨量轉(zhuǎn)移”技術(shù)。后者是整個(gè)行業(yè)的命門。如果有企業(yè)要牽頭Micro LED產(chǎn)品,最需要的即是從這里入手。

    對(duì)此,目前比較確切的消息是:今年2月份Mikro Mesa與重慶惠科攜手打造了兩岸首座Micro LED面板實(shí)驗(yàn)室的合作。該實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃在今年底完工,2018年制造出全彩色Micro LED樣品。Mikro Mesa目前在LED微晶粒上具有領(lǐng)先的研發(fā)技術(shù),傳聞能做到3UM;菘苿t建設(shè)有A-SI LCD生產(chǎn)線,具有TFT背板等方面的技術(shù)資源。二者合作的目的是,利用近可能現(xiàn)成的資源突破“巨量轉(zhuǎn)移”技術(shù)。

    不過,即便是這種比較深入的項(xiàng)目其對(duì)Micro LED的產(chǎn)業(yè)時(shí)間表預(yù)期亦不能樂觀:2018年實(shí)現(xiàn)全彩樣品,距離真實(shí)商業(yè)應(yīng)用還有多遠(yuǎn)依然不好說。以O(shè)LED為例,實(shí)現(xiàn)全彩,到目前手機(jī)行業(yè)的大規(guī)模認(rèn)可,中間走了二十余年。且,惠科、Mikro Mesa都是顯示圈新手,二者關(guān)注Micro LED頗有企圖“四兩撥千斤”彎道超車之意。

    綜上所述,從元件角度看,Micro LED在TFT、IC、LED晶粒上都不具有難度;但是從工藝和產(chǎn)業(yè)進(jìn)程看,巨量轉(zhuǎn)移橫亙?cè)贛icro LED愿景與現(xiàn)實(shí)之間,短期難以徹底跨越。

    如果成功,Micro LED將怎樣改變顯示產(chǎn)業(yè)格局

    現(xiàn)在,媒體動(dòng)輒以《Micro LED產(chǎn)業(yè)化:蘋果/三星等巨頭積極搶進(jìn)布局》這樣的標(biāo)題,為Micro LED造勢(shì),背后是媒體對(duì)既有顯示產(chǎn)業(yè)格局可能被顛覆的“擔(dān)憂”。不過,筆者說:你們有些過度擔(dān)心了。

    首先,從基板看,Micro LED需要的是電流驅(qū)動(dòng)的TFT結(jié)構(gòu)。這既是國內(nèi)目前大規(guī)模量產(chǎn)的低溫多晶硅和金屬氧化物TFT技術(shù)。代表廠商京東方、深天馬、華星光電、中電子、三星、LG、夏普、群創(chuàng)、友達(dá)。當(dāng)然,也有些方案中,Micro LED利用單晶硅基板,cmos電路驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),不過這種方案的成本不低,且無法在手機(jī)、電視等尺寸的屏幕上應(yīng)用,不可能成為“大發(fā)展后的Micro LED”的主流。

    更為重要的是,Micro LED在采用例如京東方TFT背板的時(shí)候,其對(duì)液晶乃至Oled顯示屏生產(chǎn)線的繼承性高到70%。即,半導(dǎo)體顯示產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有的萬億資產(chǎn)中,大部分會(huì)被繼承下來。這一龐大的資產(chǎn)包也決定了Micro LED不是“另開新天地”,而是既有液晶顯示產(chǎn)業(yè)鏈的次世代升級(jí)——即,即便Micro LED極大的成功,今天的顯示圈巨頭們亦依然會(huì)“穩(wěn)坐釣魚臺(tái)”。

    其次,Micro LED、oLED、QLED作為次世代顯示方案之爭,他們的關(guān)鍵差別不在于IC、光學(xué)材料和薄膜、TFT等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié),而在于“最終發(fā)光體”方面。上文提到三安在Micro LED中的地位,類似于默克在oLED行業(yè)的地位。即,真正的競爭,尤其是替代性競爭來自于LED晶粒。

    在傳統(tǒng)的液晶顯示時(shí)代,顯示器需要一個(gè)獨(dú)特的背光源組件。包括手機(jī)和電視機(jī)都是如此。但是OLED和QLED時(shí)代這個(gè)背光源就不需要了。液晶的背光源最核心的部分即是LED發(fā)光燈珠。如果次世代顯示是OLED和qLED的天下,也就意味著LED產(chǎn)業(yè)鏈,除了工程大屏、投影光源外,基本告別大眾顯示(手機(jī)、PC和TV)領(lǐng)域。這會(huì)是一個(gè)巨大的市場損失。

    同時(shí),在LED的另一個(gè)應(yīng)用空間,照明領(lǐng)域,隨著LED發(fā)光效率的提升(過去五年從50流明每瓦,發(fā)展到了近200流明每瓦),實(shí)際潛在市場對(duì)晶元、外延、封裝等上游產(chǎn)能的消耗也是大幅降低的。

    以上兩點(diǎn)形成了LED產(chǎn)業(yè)鏈的一種危機(jī)感。即如何消化過剩的晶元和外延產(chǎn)能,F(xiàn)在,比較看好的領(lǐng)域就是“顯示”:包括小間距LED和本文討論的Micro LED。正因此種危機(jī)的可能性,從產(chǎn)業(yè)角度看,LED行業(yè)明顯比TFT行業(yè)對(duì)Micro LED更為熱情。

    第三,從IC端看,筆者只有一句話,液晶、OLED、QLED或者M(jìn)icro LED,IC設(shè)計(jì)者都需要一樣的創(chuàng)新和發(fā)展。這些顯示技術(shù)的區(qū)別,不構(gòu)成IC產(chǎn)業(yè)的革命。

    當(dāng)然,還有一個(gè)重要的事情要說:液晶、OLED、QLED、Micro LED的核心上游設(shè)備。大尺寸oLED和QLED走的路線是噴墨印刷,中小尺寸OLED走的路線是蒸渡,液晶產(chǎn)品則是成盒灌注工藝,Micro LED需要的是“巨量轉(zhuǎn)移”。所以,在對(duì)發(fā)光體具有針對(duì)性的工藝環(huán)節(jié),這幾個(gè)技術(shù)的設(shè)備廠商具有“市場替代性”。

    通過以上分析,可以看到Micro LED的產(chǎn)業(yè)鏈特點(diǎn)是既有繼承也有創(chuàng)新。其中最核心的是LED外延企業(yè)和巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備商的地位。

    不過對(duì)比細(xì)分研究,筆者更愿意從更大的場景看Micro LED的意義:我們可以將下一代顯示理解為自放光時(shí)代(區(qū)別于液晶的背光時(shí)代),OLED、QLED和Micro LED只是不同的自發(fā)光材料,他們都要“生長”在TFT基板之上——無論是誰勝利,死掉的都是液晶,卻亦都從液晶產(chǎn)業(yè)繼承至少70%的產(chǎn)業(yè)鏈和設(shè)備設(shè)施。

    這個(gè)宏觀理解,也就可以解釋為何現(xiàn)今真正的顯示行業(yè)巨頭們,對(duì)Micro LED的關(guān)注不夠的原因:對(duì)比Micro LED在巨量轉(zhuǎn)移上的困難和產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段,OLED和QLED的成熟性、可行性、風(fēng)險(xiǎn)度都更為友好——從易避難,逐步實(shí)現(xiàn)自發(fā)光顯示,最優(yōu)的選擇當(dāng)然是今天最火的OLED。至于Micro LED,那是第三位的備選方案。

    臺(tái)灣業(yè)者的努力,Micro LED能否后發(fā)制人

    目前,全球顯示行業(yè)對(duì)Micro LED最熱衷的莫過于臺(tái)灣業(yè)者。這與臺(tái)灣顯示行業(yè)在OLED項(xiàng)目上的落后有必然關(guān)系。臺(tái)灣顯示界希望利用Micro LED的成功對(duì)大陸和韓國的OLED戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)彎道超車。

    但是,作為一項(xiàng)新技術(shù),是否能成功需要從產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和研發(fā)難度上做出基本衡量,而不是Micro LED幾乎逆天的節(jié)能性能這類技術(shù)優(yōu)勢(shì)!搓P(guān)鍵的、不可繞過的短板,決定命運(yùn)。

    從產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)看,LED、TFT、IC都不成問題,這一點(diǎn)上文再三說過。但是,從需要攻關(guān)的研發(fā)難點(diǎn)看,巨量轉(zhuǎn)移不是一個(gè)容易啃的骨頭。一方面,顯示系統(tǒng)今天的發(fā)達(dá)程度,決定了Micro LED必須以很高的起點(diǎn),突破巨量轉(zhuǎn)移技術(shù):1.避免Micro LED的高亮化,晶?赡苄枰苄。5um,這樣小的器件做電氣結(jié)構(gòu)上的焊接,保持百萬級(jí)別的有效性,難度可想而知。2.處于液晶、oLED競爭時(shí)代的Micro LED,必須有可行的市場經(jīng)濟(jì)性。雖然Micro LED能夠讓顯示屏能好大幅降低,但由此帶來的節(jié)能效果應(yīng)該與其成本增加成比例。這兩點(diǎn)概括起來即是,巨量轉(zhuǎn)移,不僅要克服“巨大的量、超微小的結(jié)構(gòu)”,還要一上來就有很好的“成熟性”。

    更為重要的是,巨量轉(zhuǎn)移課題是電子產(chǎn)業(yè)的一個(gè)全新課題。沒有多少可參照的經(jīng)驗(yàn)可以利用。這決定了這個(gè)工藝路線的研發(fā)難度進(jìn)一步提升。

    回想液晶稱王的顯示時(shí)代,也有過等離子、sed、場致發(fā)光等不同技術(shù)路線的競爭。但是,在液晶的規(guī)模和成本優(yōu)勢(shì)下,各個(gè)都很快敗下陣來。這一點(diǎn)也是臺(tái)灣同仁要認(rèn)真考慮的問題。從技術(shù)進(jìn)步看,不斷的發(fā)展的顯示技術(shù)不是Micro LED的專利。面對(duì)規(guī)模更為龐大、支持者眾多、資金充沛、技術(shù)不斷進(jìn)步的OLED和qLED, Micro LED作為第三路線,在競爭上已經(jīng)是最危險(xiǎn)的選擇。

    所以,筆者不認(rèn)為研發(fā)Micro LED是一件壞事情:多元化的嘗試,才最有利于找到最優(yōu)解。但是,從產(chǎn)業(yè)化角度看,Micro LED不值得簡單的看好。在OLED已經(jīng)砸下重金的今天,抓住主流是顯示企業(yè)生存的基本面和緊迫點(diǎn),Micro LED作為可能選項(xiàng),更多的應(yīng)該是未來的某種可能性的儲(chǔ)備,而不是確切答案。這也是為何Micro LED行業(yè)一直沒有真正的行業(yè)巨頭來做龍頭,帶領(lǐng)大家奮斗的原因。

(來源:投影時(shí)代)

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