Terminale vraag en beleide dryf die vinnige ontwikkeling van die Mikro LED-bedryf aan
Mikro-LED is 'n seshoekige kryger van vertoontegnologie. Meer as 80% van menslike inligting word deur die oë verkry, en die mens se hoër vereistes vir beeldkwaliteit en -vorm dryf die voortdurende ontwikkeling en iterasie van vertoontegnologie. Kleurvertoontegnologie het oorgangstegnologieë soos CRT ervaar sedert sy ontwikkeling, en word tans oorheers deur LCD- en OLED-tegnologie. Wat prestasie betref, is Micro LED as die volgende generasie vertoontegnologie, in vergelyking met die grootskaalse produksie van LCD-tegnologie (vloeibare kristalvertoning) en OLED-tegnologie (organiese lig-emitterende diode-vertoning), en het Micro LED 'n baie beter prestasievoordeel in byna elke tegniese dimensie: Lang lewensduur, hoë kontras, kan hoë resolusie, vinnige reaksie, wyer kykhoekeffek, ryk kleur bereik, word beskou as die uiteindelike oplossing van vertoontegnologie.
Eerstens, koste en prestasie dryf die Mikro-LED-bedryf aan om te ontwikkel
Mikro-LED is 'n nuwe LED-miniaturiserings- en matrikstegnologie, wat verwys na die integrasie van 'n hoëdigtheid-mikrogrootte LED-skikking op 'n skyfie. Die tegnologie bereik enkelpunt-aandrywing-selfbeligting deur die LED-eenheid te miniaturiseer tot 'n vlak van minder as 50 mikron, wat ~ 100 keer kleiner is as tradisionele LED's en die pixelafstand van millimeter tot mikron verminder. Daarom is die Mikro-LED in wese 'n mikronvlak-LED, en die LED-lig-emitterende diode is 'n vastetoestand-halfgeleiertoestel wat elektriese energie in sigbare lig kan omskakel.
In terme van koste, 'n 4-duim saffier epitaksiale plaat, gesny in gewone LED-skyfies ongeveer 60 000, gesny in Mini-LED skyfies ongeveer 600,000, sny Mikro LED-skyfies in meer as 2.4 miljoen. Dieselfde wafer, die aantal Mikro LED's is aansienlik verhoog, en die koste van 'n enkele skyfie is laer, wat ook een van die redes is vir die ontwikkelingspotensiaal van Mikro LED vanuit die koste-oogpunt.
Wat werkverrigting betref, in vergelyking met LCD-tegnologie en OLED-tegnologie wat massa-vervaardig is, het Micro LED baie beter werkverrigtingsvoordele in byna elke tegniese dimensie, soos lang lewensduur, hoë kontras, hoë resolusie, vinnige reaksie, wyer kykhoekeffek, ryk kleur, ultra-hoë helderheid en laer kragverbruik. Onder hulle, (1) dun en lig: die grootte van die Micro LED is ongeveer 1/100 van die tradisionele LED, of ongeveer 1/10 van die breedte van 'n menslike haar; (2) Lae kragverbruik: Micro LED gebruik drie primêre kleur subpixel selfligstrukture, LCD-skermproses moet agterlig gebruik om te polariseer en dan na kleurfilter, die skermproses het baie energieverlies, in vergelyking met die twee, is die kragverbruik in die skermtoepassing van Micro LED ongeveer 10% van die LCD se kragverbruik. Micro LED gebruik anorganiese materiale om lig uit te straal, wat hoër ligdoeltreffendheid het, en OLED gebruik organiese materiale om lig uit te straal, en die ligkragverbruik van beide is laer as dié van OLED. Daarom, in die vertoon van dieselfde prent, is die kragverbruik van Micro LED laer as OLED, en baie laer as LCD; (3) Hoë helderheid: die Micro LED gebruik galliumnitried (GaN) anorganiese materiaal in die liggedeelte, en die helderheid daarvan kan teoreties 105cd/m2 bereik, baie hoër as die 3 000cd/m2 van LCD en 1 500cd/m2 van OLED, en die lewensduur van anorganiese materiale is langer; (4) Hoë resolusie: onder die Micro LED-skermtegnologie is elke Micro LED 'n pixel wat self kan verlig, en 'n enkele Micro LED is op mikronvlak, sodat dit 'n baie hoë resolusie kan bereik. Die pixeldigtheid van die Micro LED-skerm kan meer as 1 500PPI wees, terwyl die LCD- en OLED-skerm PPI ongeveer 800PPI en 400PPI is.
Kortom, koste en prestasie sal die voortdurende ontwikkeling van die Mikro-LED-bedryf bevorder.
Tweedens, Mikro LED toepassing scenario's
Mikro-LED is die ultieme vertoontegnologie van die toekoms. As jy nie die koste en prosesvolwassenheid in ag neem nie, kyk net na die werkverrigting en aanwyserdata van die skerm. Mikro-LED is ongetwyfeld die ultieme vertoontegnologie. Alle prestasie-aanwysers van Mikro-LED is beter as ander vertoontegnologieë. Wat toepassingscenario's betref, is Mikro-LED geskik vir produktoepassings van alle groottes. Vanuit die oogpunt van tegniese uitvoerbaarheid en ekonomiese uitvoerbaarheid, sal Mikro-LED die eerste wees wat toegepas word op klein skerms onder 3 duim en groot skerms bo 100 duim.
Wat klein skermgroottes onder 3 duim betref, sal Micro LED die OLED-mark erodeer. Klein skermgroottes omdat die kykafstand baie naby is, die vertooneffekvereistes hoog is, en klein skermgroottes algemeen is in mobiele terminale, en dit het ook hoë vereistes vir kragverbruik. Daarom het OLED die hoofstroomtegnologie vir klein skermgroottes geword met sy voordele van lae kragverbruik en goeie vertooneffek, maar die markaandeel van OLED in hierdie veld sal in die toekoms deur Micro LED erodeer word. Aan die een kant is Micro LED beter as OLED in alle skermprestasie-aanwysers soos vertooneffek en kragverbruik; Aan die ander kant, as gevolg van die klein skermgrootte en die klein totale aantal pixels, is die koste van Micro LED ook relatief beheerbaar. Vanuit die huidige tegnologie-oogpunt kon Micro LED skyfie-miniaturisering bereik, maar daar is steeds 'n paar knelpunte in die groot oordrag, die opbrengs is relatief beperk, tans ondersoek verskeie maatskappye tegniese verbeteringsoplossings op grond van beheerbare koste.
Wat 3-99 duim-skerms betref, is dit moeilik vir Micro LED om die markaandeel van LCD en OLED in 'n kort tydjie te erodeer. As gevolg van die kort kykafstand, het die skerm hoër vereistes vir skyfiegrootte en -toonhoogte, terwyl die skermgrootte groter word en die totale aantal pixels ook meer word, dus het die toepassing van Micro LED op die 3-99 duim-skerm die tegniese moeilikheidsgraad en koste van die proses aansienlik verhoog, en die volwassenheid van Micro LED-tegnologie in hierdie reeks moet verbeter word. En die belangrikste is dat hierdie groottegebied, of dit nou klein OLED of groot LCD is, sy kostevoordele stewig onwrikbaar is. In die toekoms, met die voortdurende vermindering van die koste van Micro LED en die voortdurende verbetering van tegnologie, sal die gaping tussen die koste en prosesmoeilikheid van Micro LED en LCD en OLED verder vernou word.
Wat groot skerms van meer as 100 duim betref, het Micro LED die voordeel. In die skermmark van meer as 100 duim sal LCD beperk word deur die produksie-opbrengs en sny-effektiwiteit van groot panele, en OLED is ook moeilik om 'n kostevermindering te bereik as gevolg van die verdampingsproses na groot skerms, wat 'n laer opbrengs lewer. In die verlede was die skermeffek meer algemeen, en projektors en LCD-lasskerms het 'n dominante posisie in die skermmark van meer as 100 duim beklee. Met die beduidende daling in die koste van Micro LED sal dit egter die vervanging van tradisionele skermprodukte soos projektors en LCD-las met baie voordele soos volskerm-las, ryk kleur en hoë helderheid versnel.
Drie Mikro LED-bedryfsmarkgrootte
Tans word Mikro-LED-skyfies in skerms soos glase en TV's vervaardig, maar die meeste produkte is steeds in die konsepstadium as gevolg van prysbeperkings en het nog nie grootskaalse markbevordering bereik nie. In die toekoms, met die deurbraak en geleidelike volwassenheid van die sleuteltegnologie van Mikro-LED, word die kommersialiserings- en industrialiseringskoste aansienlik verminder, en die skyfie-opbrengs verder verbeter. Daar word verwag dat Mikro-LED die voortou sal neem in die toepassing van groot en klein skermscenario's. Vanuit die verskepingsperspektief, volgens Omdia-voorspellingsdata, beïnvloed deur slimhorlosies en hoë-end TV-markvraag, sal die wêreldwye Mikro-LED-skermverskepings styg van die weglaatbare vlak in 2020 tot meer as 16 miljoen stukke in 2027, en die markvraagpotensiaal is groot. Vanuit die markgrootte, volgens Jibang Consulting-voorspelling, word verwag dat die uitsetwaarde van die Mikro-LED AR-bril-skermskyfie in 2026 so hoog as 41 miljoen Amerikaanse dollar sal wees; In die grootskermscenario sal die uitsetwaarde van Mikro-LED-grootskermskyfies $54 miljoen in 2022 bereik, en daar word verwag dat dit in 2026 tot $4,5 miljard sal styg, met 'n saamgestelde jaarlikse groeikoers van 204%, en daar is baie ruimte vir markgroei.
Vierdens, terminale vraag en beleid dryf die vinnige ontwikkeling van die bedryf aan.
(1) Veranderinge in terminale vraag is die hoof faktore wat die ontwikkeling van die bedryf dryf.
Sedert 2009 het die LED-skyfiebedryf drie siklusse beleef, almal gedryf deur nuwe vraag na LED-produkte. Die eerste fase is voor 2013, platskerm-TV's en selfoon-agterlig as die hoofvraag na LED om die ontwikkeling van die LED-bedryf te dryf, die tweede fase is 2013 tot 2014, 2013 het die Europese Unie wit geweefde ligte heeltemal verbied, die vraag na LED-professionele beligting en landskapbeligting het gestyg, kus-LED-uitvoere het gestyg om die ontwikkeling van die LED-bedryf te dryf; Die derde fase is van 2015 tot 2020, die vinnige ontwikkeling van kleinskaalse LED's, 'n groot aantal vervangende LCD's en DLP's, wyd gebruik in regeringsbeheersentrums, sekuriteit, siektebeheer, besigheid, nagreise en ander velde, wat die ontwikkeling van die bedryf dryf; Die vierde fase is dat na 2020 die LED-skermbedryf se vraag na hoëdefinisie-skerms en lae kragverbruik die penetrasietempo van Micro LED geleidelik verhoog het. As die ultieme vertoontegnologie, met kostevermindering en tegnologiese vooruitgang, sal Micro LED die industrialiseringsproses van Micro LED versnel met superieure werkverrigting soos lang lewensduur, hoë kontras, hoë resolusie, ryk kleur, ultrahoë helderheid en laer kragverbruik, en daar word verwag dat dit die bedryf weer sal dryf om die stygende siklus te betree.
(2) Sterk steun van nasionale beleide sal die ontwikkeling van die bedryf dryf.
As die volgende generasie nuwe vertoontegnologie, het Micro LED baie aandag getrek. In onlangse jare het die staat 'n aantal ondersteunende beleide uitgevaardig, soos die "14de Vyfjaarplan" in 2021, wat duidelik stel dat die derde generasie halfgeleier 'n belangrike inhoud is, en die projek dek sleuteltegnologieë soos nuwe energievoertuie, grootdata-toepassings, 5G-kommunikasie en Micro LED-skerms. Die Ministerie van Nywerheid en Inligtingstegnologie en vyf ander departemente het die "Virtuele realiteit en nywerheidstoepassingsintegrasie-ontwikkelingsaksieplan (2022-2026)" uitgereik, wat sal fokus op die bevordering van Micro LED en ander mikro-skermtegnologie-opgraderings; Die Ministerie van Nywerheid en die Ministerie van Finansies het die "Elektroniese Inligtingvervaardigingsbedryf 2023-2024 stabiele groeiaksieplan" uitgereik wat voorgestel is om Mini LED, Micro LED en ander tegnologieë kragtig te ontwikkel; Die Ministerie van Nywerheid en Inligtingstegnologie en sewe ander departemente het gesamentlik die "Implementeringsmenings oor die Bevordering van Toekomstige Industriële Innovasie en Ontwikkeling" uitgereik, wat voorgestel het om deur Mikro LED, laser, drukwerk en ander vertoontegnologieë te breek en grootskaalse toepassings te bereik. Die vrystelling en implementering van bogenoemde beleide en regulasies toon die positiewe houding en vaste vasberadenheid van die Chinese regering om die Mikro-LED-bedryf te ontwikkel, wat 'n beter ontwikkelingsomgewing vir die ontwikkeling van die Mikro-LED-bedryf bied. Daar word verwag dat Mikro-LED sal baat vind by die beleidsondersteuning van die staat en vinnige ontwikkeling sal inlui.
Vyf, die ontwikkeling van die Mikro-LED-bedryf
(1) Status van nywerheidsontwikkeling
Die Mikro-LED-vervaardigingsproses is soortgelyk aan die konvensionele tegniese stappe, hoofsaaklik insluitend die groei van LED-epitaksiale wafers, die produksie van Mikro-LED-skyfies, die produksie van drywer-agtervlak (TFT-drywer of Mikro-IC-drywer), en die oordrag van vier groot dele. Eerstens is die LED-struktuurontwerp dunfilm, Mikro, skikking, en dan word die Mikro-LED met behulp van 'n groot hoeveelheid tegnologie na die stroombaanbord oorgedra. Die substraat kan hard, sag, deursigtig en ondeursigtig wees. Deur die fisiese afsettingsproses te gebruik om die beskermende laag en die boonste elektrode te voltooi, kan die boonste substraat verpak word en 'n eenvoudige Mikro-LED-skerm voltooi word. As gevolg van die miniaturisering van die skyfie, het Mikro-LED-vervaardigingstegnologie egter nuwe tegniese aanwysers en vereistes vir elke skakel van die bestaande industriële ketting gestel, insluitend die navorsings- en ontwikkelingsbehoeftes van sleuteltegnologieë in verskeie velde soos materiale, prosesse en toerusting. Die tegnologie van elke industriële skakel kan nie onafhanklik ontwikkel word nie, dit is 'n baie komplekse tegniese stelsel. Dit is nodig om nou saam te werk met die stroomop en stroomaf van die industriële ketting, soos panele, skyfies, massiewe oordragte en drywer-IC's. Tans moet die vier sleuteltegnologieë van epitaksie en skyfievervaardiging, massiewe oordrag, volkleurvertoning en vertoonaandrywing nog deurgebreek word.
(2) Oorsig van globale tegnologiese innovasie
Vanuit die perspektief van die ontwikkelingsgeskiedenis van Micro LED het twee professore aan die Texas Tech University die leiding geneem in die voorstel van die konsep van Micro LED in 2000, en dit het nou 'n hoë tydperk van globale tegnologiese innovasie betree. Sedert 2017 het die innovasie-aktiwiteit van Micro LED-tegnologie aansienlik toegeneem, en dit is tans in 'n tydperk van plofbare groei. Tans het Micro LED 'n globale patentreserwe van meer as 40 000, waarvan meer as 13 000 geldige patente is, en die som van die ondersoek- en geldigheidsverhouding is naby 80%, wat aandui dat die potensiële patenthindernisse in hierdie veld hoog is; Vanuit die perspektief van die meer aktiewe gebied van Micro LED-tegnologie-innovasie, is die meer aktiewe gebied van tegnologie-innovasie in China, die Verenigde State en Suid-Korea, en die gebied van patentuitleg toon dat die meer aktiewe mark in China en die Verenigde State is. Vanuit die perspektief van die belangrikste innovasie-entiteite in die wêreld en China, het die wêreldleidende innovasie-entiteite in China, Suid-Korea en die Verenigde State meer voordele, hoofsaaklik in die vertoonpaneel- en fotoëlektriese ondernemings. Onder die wêreld se top 15 ondernemings het Chinese ondernemings meer as die helfte uitgemaak, BOE, Huaxing Optoelectronics is in die wêreld se top 5; Benewens China se toonaangewende ondernemings, is Suid-Korea se Samsung en LG-patentuitleg voor in die wêreld. Uit die verspreidingsresultate van die aantal patente volgens die tipe O&O-instellings, is opstartondernemings die hoogste en bereik 29%. Vanuit die perspektief van patenttipes word die aantal patente versprei rondom die vier sleuteltegnologieë van epitaksie en skyfiestruktuur, massiewe oordrag, volkleurskerm en skermdrywer.
(3) Die ontwikkeling van vier sleuteltegnologieë
Epitaksie en skyfievervaardiging: Die Mikro-LED-vervaardigingsproses van wafer tot skyfie moet deur stappe gaan soos epitaksie - stap-ets - geleidende laagvoorbereiding - elektrodevoorbereiding. In die rigting van epitaksie- en skyfiestruktuurtegnologie, vir kleiner Mikro-LED's, is die huidige bedryf hoofsaaklik bekommerd oor golflengte-eenvormigheid, lae epitaksie-defekte en kwantumdoeltreffendheidskwessies: (1) Nadat die skyfie geminiaturiseer is, is daar hoë vereistes vir epitaksie-golflengte-konsekwentheid en lae defekkoers, tradisionele LED benodig 6-12 nm, Mikro-LED-skyfie moet verminder word tot 2 nm; (2) Die skyfiegrootte word al hoe kleiner, en die snyfragmentopbrengs neem af; (3) Die doeltreffendheid van Mikro-LED sal toeneem met die toename van stroomdigtheid, en afneem met die toename van stroomdigtheid nadat die piekwaarde bereik is. Soos die grootte van die Mikro-LED afneem, beweeg die piekdoeltreffendheid na die rigting van hoë stroomdigtheid, en die piekdoeltreffendheid bly afneem.
Groot oordrag: As gevolg van die verskil in die groeiproses van die Mikro-LED-liglaag en die drywersubstraat, is dit moeilik om die skermskikking en die drywertoestel deur die groeiproses te integreer, daarom is dit nodig om die gemaakte Mikro-LED-korrels na die drywerstroombaanbord oor te dra, wat 'n groot oordragproses is. As ons 'n 4K-TV as voorbeeld neem, is die korrels wat oorgedra moet word so hoog as 24 miljoen (bereken in 4 000 x 2 000 x RGB drie kleure), selfs al is 'n oordrag van 10 000, moet dit 2 400 keer herhaal word, dus die groot oordrag staar drie groot probleme in die gesig: (1) oordragakkuraatheid: Die akkuraatheid van die beweging van die Mikro-LED na die drywerstroombaanbord moet binne ± 0,5 μm beheer word, en die oordragtoestel moet hoë belyningsakkuraatheid en valpuntakkuraatheid hê. (2) Oordragdoeltreffendheid: tradisionele LED 2 stukke/sekonde, Mikro-LED benodig 20 000 stukke/sekonde; (3) Oordragopbrengs: Skermprodukte se pixelfouttoleransie is baie laag. As jy minder as 5 pixels van die volkleur 1920 * 1080-skerm wil skep, moet die oordragopbrengs 99.9999% bereik.
Groot oordragtegnologie sluit hoofsaaklik molekulêre krag (seëloordrag), elektrostatiese, magnetiese oordrag, laseroordrag, selfsamestelling (vloeistofsamestellingstegnologie) en so aan in. Groot laseroordrag kan die grootte van die relatief klein, vinnige reaksie, hoë oordragdoeltreffendheid beheer, en het 'n hoë mate van selektiwiteit, laseroordrag of sal die hoofstroomtegnologie van groot oordrag word. Tans vorder die binnelandse groot oordragtegnologie en toerusting, vervaardigers van groot laser (002008), toonaangewende intelligensie (300450), Haimu-sterlaser en ander groot oordragtoerusting is suksesvol verskeep en aan kliënte afgelewer, maar binnelandse lasertoerusting van grootskaalse massaproduksie is nog 'n lang pad weg.
Volkleurvertoning: Mikro-LED's om monochroom te bereik, is relatief eenvoudig, maar om volkleur te bereik, is relatief kompleks. RGB-driekleure moet rooi, groen en blou driekleurkorrels oordra. As die belangrikste tegniese indeks van Mikro-LED-tegnologie, het die navorsing van Mikro-LED-volkleurtegnologie 'n navorsingsbrandpunt en moeilikheid geword in die ontwikkeling van Mikro-LED-tegnologie. Die realiseringsmetodes van Mikro-LED-kleuring sluit hoofsaaklik die RGB-driekleur-LED-metode, UV-blou LED+ luminescerende mediummetode en lenssintesemetode in, wat almal ooreenstemmende tekortkominge het. In vergelyking, in terme van prosesvloei en materiale, is die UV-blou LED+ liguitstralende mediummetode eenvoudiger as ander skemas, hoofsaaklik met blou LED om die agterligplaat te vervang, met kwantumpuntfilm of fosfor as die liguitstralende medium om RGB-filters te vervang, om die volkleurvertoning te voltooi.
Skermdrywer: Die aktiewe drywerontwerpskema wat deur CMOS en TFT verteenwoordig word, het die hoofstroom van Mikro-LED-tegnologie-ontwikkeling geword. Mikro-LED is 'n stroomaangedrewe liguitstralende toestel, en die dryfmodus daarvan word oor die algemeen verdeel in PM (Passiewe Matriks) passiewe aandrywer en AM (Aktiewe Matriks) aktiewe aandrywer. As gevolg van die passiewe aandrywer: (1) is nie bevorderlik vir grootskaalse produksie nie, kan nie aan die vereistes van grootskerm-aandrywers voldoen nie; (2) Kolomskandeer-aandrywer-eienskappe, maklik om kolompixellig ongelyk te produseer, wat lei tot beperkte vertoonbeeld en resolusie; (3) Die pixelafstand krimp geleidelik, die passiewe aandrywermodus van die tradisionele PCB-bord kan nie aan die aandrywer se vraag voldoen nie, en het baie nadele in die toepassing van Mikro-LED, daarom sal die aktiewe aandrywerontwerpskema wat deur CMOS en TFT verteenwoordig word, 'n goeie metgesel word vir die ontwikkeling van Mikro-LED-tegnologie. Byvoorbeeld, in CMOS-drywertegnologie, om deur oordragbindingstegnologie te breek, fokus die huidige bedryf op die verkenning van die bindingstegnologie van Mikro-LED en CMOS-drywerkringe.
