不燒屏的MicroLED，是iPhone擺脫三星的關鍵

　　今年一開始，彭博社 Mark Gurman 就在報道中指出，蘋果將于 2024 年年底在 Apple Watch 上首發(fā)搭載自研的 Micro-LED 屏幕，后續(xù)還將用于旗下 iPhone 及其他產(chǎn)品，以替代原先來自三星和 LG 的 OLED 屏幕。這也是蘋果的*全自研屏幕。

　　一方面，自研能讓蘋果在供應鏈上降低對合作伙伴尤其是三星的依賴，掌握更大的話語權;另一方面，Micro-LED 也代表了顯示技術的未來方向。

　　三星顯示部門也在去年啟動了一項用于智能手表的 Micro-LED 開發(fā)項目。韓國媒體 ETnews 透露，三星顯示接近完成將 Micro-LED 試驗線生產(chǎn)設備搬至忠清南道牙山 A2 線的合同，預計該線將于明年上半年投產(chǎn)。

　　而僅蘋果 Apple Watch 和三星 Galaxy Watch 兩大智能手表品牌，就占據(jù)了全球智能手表市場的 40%(蘋果 30%+三星 10%)份額，但智能手表不過是 Micro-LED 大規(guī)模商業(yè)化的起點。

　　「從 Micro-LED 現(xiàn)階段技術看，其主要產(chǎn)業(yè)化應用是已經(jīng)商用的大尺寸拼接顯示、穿戴產(chǎn)品，以及 AR 產(chǎn)品上的單色 Micro-LED 設備�！咕〇|方技術專家楊瑞智談到。而天馬 Micro-OLED 研究院院長秦峰還提到，車載也將是 Micro-LED 另一大用武之地。

　　今年的 CES 大會上，就有多家國產(chǎn)面板廠商展示了 Micro-LED 的應用場景。天馬展示了一款 9.38 英寸車用顯示屏，PPI 大于 100 情況下透過率也超過了 70%，像素間距為 222μm，可應用于車窗、抬頭顯示等。TCL 也推出基于單色微型顯示器的雙目全彩 MicroLED 光波導 AR 眼鏡 RayNeo X2，類似小米正在*的米家眼鏡相機上的 Micro-LED 方案。

　　據(jù)*財經(jīng)報道，2 月 9 日舉辦的國際第三代半導體論壇上有數(shù)據(jù)顯示，2020 年以來，全球 Micro-LED 領域的投資已超過 1000 億元人民幣。據(jù)高工 LED 不完全統(tǒng)計，2022 年投向 Mini/Micro LED 等領域新增投資超過了 700 億元人民幣。

　　但 Micro-LED 仍然還處在商業(yè)化的早期，為什么就已經(jīng)被不少產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)視為下一代的*顯示技術?

　　Micro-LED

　　超越 OLED 和 LCD

　　Micro-LED，就像它的名字一樣，是將 LED 縮放到極小尺寸的一種新型顯示技術。更具體地講，是以自發(fā)光的微米量級的 LED 為發(fā)光單元，將其組裝到驅動面板上形成高密度 LED 陣列的顯示技術。

　　圖/集邦咨詢

　　相比于應用已經(jīng)非常廣泛的 LCD 技術和 OLED 技術，Micro-LED 集合并放大了 LCD 和 OLED 最突出的性能優(yōu)勢：不僅有 OLED 近乎無限的對比度、超薄和更快的反應速度，還有比 LCD 更高的亮度和壽命，以及更高的清晰度、更低的功耗和更強的色彩還原能力等。

　　盡管 Micro-LED 還沒有獲得大規(guī)模商用，但作為從 LED 到 Micro-LED 的過渡方案，Mini-LED 產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模上市。

　　其中*代表性的產(chǎn)品就是蘋果的 Pro Display XDR，盡管還解決不了 LCD 局部調(diào)光帶來的光暈等問題，但 Pro Display XDR 還是在亮度、色彩還原、對比度等方面得到了普遍的贊譽，The Verge 高級動畫設計師 Grayson Blackmon 評價其為「我用過*的顯示器之一」。

　　Micro-LED 在 LED 芯片尺寸和顯示技術上，都要比 Mini-LED 都更往前一步，是更為徹底的技術革新。區(qū)別于 LED，Micro-LED 不對單個顯示單元進行封裝，而是對整個模組進行封裝，單個顯示單元大小已經(jīng)可以做到微米等級的 LED 陣列。

　　界定 Micro-LED 的方式一般分為兩種。一是看芯片尺寸，將 LED 芯片縮放至小于 100μm，便可稱為 Micro-LED 芯片，根據(jù)人眼與屏幕的距離還有不同的區(qū)別，比如 VR/AR 的觀看距離極小，像素密度要求極高，對應的芯片尺寸要求則要達到 50μm 以下。

　　圖/中國半導體協(xié)會

　　二是看工藝，由于 Micro-LED 芯片尺寸非常小，其長寬甚至比芯片的高度還小，不利于芯片在玻璃基板上的固定，因此比起傳統(tǒng)的 LED 工藝還增加一步激光剝離芯片基板的操作。

　　不僅如此，Micro-LED 由于其高亮度、低功耗、體積小等優(yōu)勢，適用于絕大部分的顯示應用場景，從巨屏電視到智能手表，再到 AR/VR 近眼顯示所需的小尺寸超高清屏幕。

　　當然，這么好的東西一般都有同樣的問題：貴和難。

　　微縮化、巨量轉移

　　Micro-LED 商業(yè)化還有障礙

　　2018 年 1 月，三星在 CES 大會上秀肌肉般發(fā)布了一款巨屏電視—— The Wall。作為全球*消費級模塊化 Micro-LED 顯示屏，The Wall 足有 146 英寸大小，定價更是超過 100 萬元人民幣。屏幕大小、顯示效果和產(chǎn)品定價，都可謂「震撼人心」。

　　四年后，三星在國內(nèi)首發(fā)了新款 110 英寸的 The Wall 電視，售價為 105 萬元。一如既往的貴。

　　The Wall 更多承擔了三星 Micro-LED 技術集中展示的產(chǎn)品定位，三星自然沒有指望真從這款產(chǎn)品中賺到多少利潤。但現(xiàn)在的情況是，Micro-LED 的成本已經(jīng)有了大幅下降，卻依然不便宜。

　　彭博社的那篇報道還援引參與蘋果 Micro-LED 項目的人士稱，蘋果早前的目標是將自研 Micro-LED 率先應用于大屏顯示器，但由于成本、技術實現(xiàn)難度、項目風險等諸多因素考慮，最終決定在 Apple Watch 上先「試試水」。

　　同理，三星顯示選擇智能手表作為 Micro-LED 大規(guī)模應用的原因，大概也是出于成本和技術實現(xiàn)難度上。智能手表一方面更看重高亮度、低功耗等優(yōu)勢，保證續(xù)航和戶外的顯示效果，對其他方面要求相對較低;另一方面小尺寸和業(yè)務規(guī)模也意味著在成本和風險上相對可控。

　　而 Micro-LED 的貴和難其實是一體的，正是量產(chǎn)環(huán)節(jié)存在大量問題，導致良率較低，價格居高不下。核心的原因，還是太小了。類似情況在芯片制造工藝領域也是，目前*進的工藝制程是 3nm，全球只有臺積電和三星掌握，每前進一步背后都是大量的工程和技術挑戰(zhàn)。

　　可能發(fā)生側壁缺陷，圖/賽迪智庫：Micro LED 顯示研究報告(2019)

　　首先，Micro-LED 需要通過微縮制程技術將 LED 芯片微縮到滿足要求的尺寸，過程中會產(chǎn)生側壁缺陷，導致外延部分不可用，大幅降低可使用率，提高成本。

　　之后的巨量轉移也是目前 Micro-LED 實現(xiàn)大規(guī)模商用的主要障礙之一。在上述 Micro-LED 芯片制造出來后，要將其定點大批量地轉移到電路基板上，整個過程就被稱為「巨量轉移」。

　　巨量轉移的不同路線，圖/艾邦 LED

　　不同于 LED 上的轉移，Micro-LED 的轉移數(shù)量更大，4K Micro-LED 就需要完成兩千多萬顆芯片的倒裝，8K 更是達到了上億，同時還對精度、良率和工藝的可靠性等有更高的要求。到目前巨量轉移技術還有好幾種并行的技術路線，各有優(yōu)勢和缺陷，還沒有哪一種方式獲得了比較普遍的認同。

　　此外，整個 Micro-LED 產(chǎn)業(yè)鏈的上游、中游、下游還存在大量未解和待優(yōu)化的問題。好消息是，至少我們已經(jīng)看到上下游廠商的巨額研發(fā)投入和陸續(xù)的結果。

　　比如 2 月初，韓國廠商 TLI 宣布成功將用于 Micro-LED 驅動板的驅動 IC 商用化，可以使用更少的芯片實現(xiàn)更高分辨率的 Micro-LED 屏幕，或者用 1 顆 TLi 的驅動 IC 替代競品的 6 顆驅動 IC，實現(xiàn)同等分辨率水平的 Micro-LED 屏幕。

　　Micro-LED 的大規(guī)模商用，要依靠的正是每一個環(huán)節(jié)在成本、良率和可靠性上每一次推進。

　　寫在最后

　　事實上，最早在 2018 年就有媒體報道指出蘋果正在自行研發(fā) Micro-LED 屏幕，彼時蘋果才剛剛在 iPhone X 上從 LCD 切換到 OLED。但在更早之前，蘋果就已經(jīng)看好了 Micro-LED 技術的應用前景。

　　2014 年，蘋果收購 Micro-LED 初創(chuàng)公司 LuxVue，整個團隊隨之整體并入蘋果，目前由負責自研芯片的蘋果硬件高級副總裁 Johny Srouji 領導。

　　而 Micro-LED 作為顯示技術想法最早可以追溯到上世紀 90 年代，到 2000 年后被正式提出。但以當時的半導體工藝水平，完全無法實現(xiàn) Micro-LED 的產(chǎn)業(yè)化。也是到了最近幾年，隨著半導體技術的快速發(fā)展和對高性能顯示器的需求不斷增加，Micro LED 技術才取得了長足的進步。

　　盡管在大規(guī)模量產(chǎn)上還有許多問題等待優(yōu)化和攻克，但考慮到蘋果對于新技術采用的評估過程一直都是謹慎且耗時長，蘋果自研 Micro-LED 距離打通量產(chǎn)上市的環(huán)節(jié)應該不遠了。同時，蘋果對新技術的采用通常也不會只導入單一產(chǎn)品。以 OLED 為例，從最早的 Apple Watch 擴展到 iPhone，再到預計明年推出的新 iPad。

　　但 Micro-LED 能不能取代 LCD 和 OLED，成為下一代顯示技術的*解決方案，現(xiàn)在下判斷顯然還為時尚早。而且對消費者來說，技術是什么不重要，重要的是技術帶來的功能、價格和性能提升。

　　但另一方面，Micro-LED 一旦突破大規(guī)模量產(chǎn)的瓶頸，逐步降低成本，很可能將成為未來消費電子的核心技術之一，為所有顯示設備消費者提供更好的體驗。