Терминалдық сұраныс пен саясат микрожарықдиодты индустрияның жылдам дамуына ықпал етеді
Микро жарықдиодты алтыбұрышты дисплей технологиясы. Адам ақпаратының 80%-дан астамы көз арқылы алынады, ал адамның дисплей кескінінің сапасы мен пішініне қойылатын жоғары талаптары дисплей технологиясының үздіксіз дамуы мен қайталануын тудырады. Түрлі-түсті дисплей технологиясы дамығаннан бері CRT сияқты өтпелі технологияларды бастан кешірді және қазіргі уақытта LCD және OLED технологиялары басым. Өнімділік тұрғысынан алғанда, келесі буын дисплей технологиясы ретіндегі Micro LED, LCD технологиясының (сұйық кристалды дисплей) және OLED технологиясының (органикалық жарық шығаратын диодты дисплей) кең көлемді өндірісімен салыстырғанда, Micro LED барлық дерлік техникалық өлшемдерде өте жоғары өнімділік артықшылығына ие: ұзақ қызмет ету мерзімі, жоғары контраст, жоғары ажыратымдылыққа, жылдам жауапқа, кең көру бұрышы әсеріне, бай түске қол жеткізуге болады, дисплей технологиясының ең жақсы шешімі болып саналады.
Біріншіден, Micro LED индустриясы дамуын жалғастыруда шығындар мен өнімділік
Micro LED - бұл жаңа LED миниатюризациясы және матрицалық технологиясы, ол чипке жоғары тығыздықтағы микроөлшемді LED массивін біріктіруді білдіреді. Бұл технология LED блогын 50 микроннан аз деңгейге дейін миниатюризациялау арқылы бір нүктелі жетектің өзін-өзі жарықтандыруына қол жеткізеді, бұл дәстүрлі жарықдиодтардан шамамен 100 есе кіші және пиксель аралығын миллиметрден микронға дейін азайтады. Сондықтан, Micro LED негізінен микрон деңгейіндегі жарықдиод болып табылады, ал жарықдиодты жарық шығаратын диод - электр энергиясын көрінетін жарыққа түрлендіре алатын қатты денелі жартылай өткізгіш құрылғы.
Құны жағынан, кәдімгі жарықдиодты чиптерге кесілген шамамен 60 000 дюймдік сапфир эпитаксиалды парағы, кесілген Мини-жарықдиодты шамамен 600 000 чип, 2,4 миллионнан астам микро LED чиптерін кесіп тастады. Сол сияқты, микро LED саны айтарлықтай артты және бір чиптің құны төмен, бұл да Micro LED-дің құны тұрғысынан даму әлеуетінің себептерінің бірі.
Өнімділік тұрғысынан алғанда, жаппай өндірілген LCD технологиясымен және OLED технологиясымен салыстырғанда, Micro LED ұзақ қызмет ету мерзімі, жоғары контраст, жоғары ажыратымдылық, жылдам жауап беру, кеңірек көру бұрышы әсері, бай түс, өте жоғары жарықтық және төмен қуат тұтыну сияқты барлық техникалық өлшемдерде өте жоғары өнімділік артықшылықтарына ие. Олардың ішінде (1) жұқа және жеңіл: Micro LED өлшемі дәстүрлі LED өлшемінің шамамен 1/100 бөлігін немесе адам шашының енінің шамамен 1/10 бөлігін құрайды; (2) төмен қуат тұтынуы: Micro LED үш негізгі түсті субпиксельді өздігінен жарқырайтын құрылымды пайдаланады, LCD дисплей процесінде поляризаторға, содан кейін түсті сүзгіге артқы жарықты пайдалану қажет, дисплей процесінде көп энергия шығыны болады, екеуімен салыстырғанда, дисплей қолданбасында Micro LED қуат тұтынуы LCD қуат тұтынуының шамамен 10%-ын құрайды. Micro LED жарық шығару үшін бейорганикалық материалдарды пайдаланады, бұл жоғары жарық тиімділігіне ие, ал OLED жарық шығару үшін органикалық материалдарды пайдаланады, және екеуінің де жарық қуат тұтынуы OLED-ге қарағанда төмен. Сондықтан, сол суреттің дисплейінде Micro LED-дің қуат тұтынуы OLED-ге қарағанда төмен және LCD-ге қарағанда әлдеқайда төмен; (3) Жоғары жарықтық: Micro LED жарық бөлігінде галлий нитриді (GaN) бейорганикалық материалын пайдаланады және оның жарықтығы теориялық тұрғыдан 105 кд/м2-ге жетуі мүмкін, бұл LCD-дің 3000 кд/м2 және OLED-дің 1500 кд/м2-ден әлдеқайда жоғары, ал бейорганикалық материалдардың қызмет ету мерзімі ұзағырақ; (4) Жоғары ажыратымдылық: Micro LED дисплей технологиясы бойынша әрбір Micro LED өздігінен жанатын пиксель болып табылады, ал бір Micro LED микрон деңгейінде, сондықтан ол өте жоғары ажыратымдылыққа қол жеткізе алады. Micro LED дисплейінің пиксель тығыздығы 1500 PPI-ден астам болуы мүмкін, ал LCD және OLED экрандарының PPI шамамен 800 PPI және 400 PPI құрайды.
Қорытындылай келе, құны мен өнімділігі Micro LED индустриясының үздіксіз дамуына ықпал етеді.
Екіншіден, Micro LED қолдану сценарийлері
Micro LED - болашақтың ең үздік дисплей технологиясы. Егер сіз құны мен процесінің жетілуін ескермесеңіз, тек дисплейдің өнімділігі мен индикатор деректеріне қараңыз, Micro LED сөзсіз ең үздік дисплей технологиясы, Micro LED барлық өнімділік көрсеткіштері басқа дисплей технологияларына қарағанда жақсы. Қолдану сценарийлері тұрғысынан Micro LED өнімнің барлық өлшемдеріне жарамды. Техникалық орындылық және экономикалық орындылық тұрғысынан Micro LED 3 дюймнен төмен шағын өлшемді дисплейлерге және 100 дюймнен жоғары үлкен өлшемді дисплейлерге қолданылатын алғашқы өнім болады.
3 дюймнен төмен шағын дисплей өлшемдері тұрғысынан Micro LED OLED нарығын бұзады. Көру қашықтығы өте жақын болғандықтан, шағын дисплей, дисплей эффектісіне қойылатын талаптар жоғары және шағын дисплей мобильді терминалдарда кең таралған, сонымен қатар қуат тұтынуға қойылатын талаптар жоғары. Сондықтан, OLED төмен қуат тұтыну және жақсы дисплей эффектісі сияқты артықшылықтарымен шағын дисплейге арналған негізгі технологияға айналды, бірақ болашақта OLED нарықтағы үлесі Micro LED арқылы төмендейді. Бір жағынан, Micro LED дисплей эффектісі және қуат тұтыну сияқты барлық дисплей өнімділік көрсеткіштері бойынша OLED-ден жоғары; екінші жағынан, экранның кіші өлшемі мен пикселдердің жалпы санының аздығына байланысты Micro LED құны да салыстырмалы түрде басқарылады. Қазіргі технология тұрғысынан Micro LED чипті миниатюризациялауға қол жеткізді, бірақ үлкен трансферде әлі де кейбір кедергілер бар, өнімділік салыстырмалы түрде шектеулі, қазіргі уақытта әртүрлі компаниялар басқарылатын шығындар негізінде техникалық жетілдіру шешімдерін зерттеп жатыр.
3-99 дюймдік дисплейге келетін болсақ, Micro LED қысқа мерзімде LCD және OLED нарық үлесін жоғалтуы қиын. Жақын көру қашықтығына байланысты дисплей чип өлшемі мен аралығына жоғары талаптар қояды, ал экран өлшемі үлкейеді және пиксельдердің жалпы саны да артады, сондықтан 3-99 дюймдік дисплейге қолданылатын Micro LED процестің техникалық қиындығы мен құнын айтарлықтай арттырды, және осы диапазондағы Micro LED технологиясының жетілуін жақсарту қажет. Ең бастысы, бұл өлшем аймағы, кіші өлшемді OLED және үлкен өлшемді LCD болсын, оның бағалық артықшылықтары берік. Болашақта Micro LED құнының үздіксіз төмендеуімен және технологияның үздіксіз жетілдірілуімен Micro LED, LCD және OLED құны мен процестің қиындығы арасындағы алшақтық одан әрі тарылады.
100 дюймнен асатын үлкен дисплейлерге келетін болсақ, Micro LED артықшылығы бар. 100 дюймнен асатын дисплей нарығында LCD үлкен өлшемді панельдердің өндіріс өнімділігі мен кесу тиімділігімен шектеледі, ал OLED-дің де үлкен өлшемнен кейін булану процесіне байланысты құнын төмендету қиын, өнімділігі төмен, сондықтан бұрын дисплей әсері жалпы проекторлар мен LCD сплайсинг экрандары 100 дюймнен асатын дисплей нарығында басым орынды иеленді. Дегенмен, Micro LED құнының айтарлықтай төмендеуімен проекторлар мен LCD сплайсинг сияқты дәстүрлі дисплей өнімдерін толық экранды сплайсинг, бай түс және жоғары жарықтық сияқты көптеген артықшылықтармен ауыстыруды жеделдетеді.
Үш микро жарықдиодты индустрия нарығының көлемі
Қазіргі уақытта Micro LED чиптері көзілдірік және теледидар сияқты дисплей көріністерінде шығарылды, бірақ көптеген өнімдер баға шектеулеріне байланысты әлі де тұжырымдама кезеңінде және әлі де кең көлемде нарыққа шығарылған жоқ. Болашақта Micro LED негізгі технологиясының серпінділігі мен біртіндеп жетілуімен, коммерцияландыру және индустрияландыру құны айтарлықтай төмендейді және чип өнімділігі одан әрі жақсарады, Micro LED үлкен және кіші өлшемді дисплей сценарийлерін қолдануда көшбасшылыққа ие болады деп күтілуде. Omdia болжамдық деректеріне сәйкес, ақылды сағаттар мен жоғары деңгейлі теледидар нарығының сұранысына байланысты жеткізу тұрғысынан алғанда, жаһандық Micro LED дисплей жеткізілімдері 2020 жылғы елеусіз деңгейден 2027 жылы 16 миллионнан астам данаға дейін өседі және нарықтық сұраныс әлеуеті үлкен. Jibang Consulting болжамына сәйкес, нарық көлемінен микродисплейді қолдану сценарийінде 2026 жылы Micro LED AR көзілдірігі дисплей чипінің шығыс құны 41 миллион АҚШ долларына дейін жетеді деп күтілуде; Үлкен өлшемді дисплей сценарийінде Micro LED үлкен дисплей чиптерінің шығыс құны 2022 жылы 54 миллион долларға жетеді және 2026 жылы 4,5 миллиард долларға дейін өседі деп күтілуде, жылдық өсу қарқыны 204% құрайды және нарықтың өсуіне көп орын бар.
Төртіншіден, терминалдық сұраныс пен саясат саланың жылдам дамуына ықпал етеді
(1) Терминалдық сұраныстың өзгеруі саланың дамуының негізгі факторлары болып табылады
2009 жылдан бастап LED чип өнеркәсібі үш циклді бастан кешірді, олардың барлығы LED өнімдеріне деген жаңа сұранысқа байланысты. Бірінші кезең - 2013 жылға дейін, жалпақ панельді теледидарлар мен ұялы телефондардың артқы жарығы LED өнеркәсібінің дамуын қозғаушы негізгі LED сұранысы ретінде, екінші кезең - 2013 жылдан 2014 жылға дейін, 2013 жылы Еуропалық Одақ ақ тоқылған шамдарға толығымен тыйым салды, LED кәсіби жарықтандыруы мен ландшафттық жарықтандыруға сұраныс артты, жағалаудағы LED экспорты LED өнеркәсібінің дамуын қозғаушы күш ретінде артты; үшінші кезең - 2015 жылдан 2020 жылға дейін, кішігірім жиіліктегі LED-дің, көптеген ауыстырылатын LCD және DLP-дің жылдам дамуы, үкіметтік басқару орталықтарында, қауіпсіздік, ауруларды бақылау, бизнес, түнгі саяхат және басқа да салаларда кеңінен қолданылады, осылайша саланың дамуын қозғаушы күш; төртінші кезең - 2020 жылдан кейін LED дисплей өнеркәсібінің жоғары ажыратымдылықтағы дисплейге және төмен қуат тұтынуына деген сұранысы микро LED-дің ену жылдамдығын біртіндеп арттырды. Шығындарды азайту және технологиялық прогресс арқылы ең жақсы дисплей технологиясы ретінде Micro LED ұзақ қызмет ету мерзімі, жоғары контраст, жоғары ажыратымдылық, бай түс, ультра жоғары жарықтық және төмен қуат тұтыну сияқты жоғары өнімділікпен Micro LED индустрияландыру процесін жеделдетеді және саланы қайтадан өрлеу цикліне енуге итермелейді деп күтілуде.
(2) Ұлттық саясаттың күшті қолдауы саланың дамуына ықпал етеді
Жаңа дисплей технологиясының келесі буыны ретінде Micro LED көпшіліктің назарын аударды. Соңғы жылдары мемлекет бірқатар қолдаушы саясаттарды, мысалы, 2021 жылғы «14-ші бесжылдық жоспарды» жариялады, онда үшінші буын жартылай өткізгіштерінің маңызды мазмұн екені анық көрсетілген және жоба жаңа энергия көліктері, үлкен деректер қолданбалары, 5G байланысы және Micro LED дисплейі сияқты негізгі технологияларды қамтиды. Индустрия және ақпараттық технологиялар министрлігі және басқа да бес департамент «Виртуалды шындық және салалық қолданбаларды интеграциялауды дамыту жөніндегі іс-қимыл жоспарын (2022-2026)» жариялады, ол Micro LED және басқа да микро дисплей технологияларын жаңартуды ілгерілетуге бағытталған; Индустрия министрлігі мен Қаржы министрлігі Mini LED, Micro LED және басқа да технологияларды қарқынды дамытуды ұсынған «Электрондық ақпарат өндірісі саласының 2023-2024 жылдарға арналған тұрақты өсу жөніндегі іс-қимыл жоспарын» жариялады; Индустрия және ақпараттық технологиялар министрлігі және басқа да жеті департамент бірлесіп Micro LED, лазерлік, басып шығару және басқа да дисплей технологияларын басып озып, кең көлемде қолдануға қол жеткізуді ұсынған «Болашақ өнеркәсіптік инновациялар мен дамуды ілгерілету туралы іске асыру туралы пікірлерді» жариялады. Жоғарыда аталған саясат пен ережелердің шығарылуы және енгізілуі Қытай үкіметінің Micro LED индустриясын дамытуға деген оң көзқарасы мен берік шешімін көрсетеді, бұл Micro LED индустриясын дамыту үшін жақсы даму ортасын қамтамасыз етеді. Micro LED мемлекеттің саяси қолдауынан пайда көріп, жылдам дамуға жол ашады деп күтілуде.
Бесіншіден, микрожарықдиодты индустрияның дамуы
(1) Саланың даму мәртебесі
Микрожарықдиодты өндіру процесі дәстүрлі техникалық қадамдарға ұқсас, негізінен жарықдиодты эпитаксиалды пластина өсіру, микрожарықдиодты чип өндірісі, драйвер артқы панелі (TFT драйвері немесе микро IC драйвері) өндірісі, төрт бөліктен тұратын үлкен тасымалдау. Біріншіден, жарықдиодты құрылымның дизайны жұқа пленка, микро, массив болып табылады, содан кейін микрожарықдиод үлкен технологияны қолдана отырып, схемалық тақтаға беріледі, негіз қатты, жұмсақ мөлдір, мөлдір емес негіз болуы мүмкін; қорғаныс қабатын және жоғарғы электродты аяқтау үшін физикалық тұндыру процесін пайдалану арқылы жоғарғы негізді орап, қарапайым микрожарықдиодты дисплейді аяқтауға болады. Дегенмен, чиптің миниатюризациясына байланысты микрожарықдиодты өндіру технологиясы қолданыстағы өнеркәсіптік тізбектің әрбір буыны үшін жаңа техникалық көрсеткіштер мен талаптарды ұсынды, соның ішінде материалдар, процестер және жабдықтар сияқты әртүрлі салалардағы негізгі технологиялардың зерттеу және әзірлеу қажеттіліктері, және әрбір өнеркәсіптік буынның технологиясын өз бетінше әзірлеу мүмкін емес, бұл өте күрделі техникалық жүйе. Панельдер, чиптер, массивтік тасымалдаулар және драйвер IC сияқты өнеркәсіптік тізбектің жоғарғы және төменгі ағысымен тығыз ынтымақтастық қажет. Қазіргі уақытта эпитакси және чип өндірісі, массивтік трансфер, толық түсті дисплей және дисплей жетегі сияқты төрт негізгі технологияны әлі де жетілдіру қажет.
(2) Әлемдік технологиялық инновацияларға шолу
Micro LED даму тарихы тұрғысынан Техас технологиялық университетінің екі профессоры 2000 жылы Micro LED тұжырымдамасын ұсынуда көшбасшылық жасады және ол қазір жаһандық технологиялық инновацияның жоғары кезеңіне аяқ басты. 2017 жылдан бастап Micro LED технологиясының инновациялық белсенділігі айтарлықтай өсті және қазіргі уақытта ол жарылғыш өсу кезеңінде. Қазіргі уақытта Micro LED-дің жаһандық патенттік қоры 40 000-нан астам, оның 13 000-нан астамы жарамды патенттер, ал сараптама мен жарамдылық коэффициентінің қосындысы 80%-ға жақын, бұл осы саладағы әлеуетті патенттік кедергілердің жоғары екенін көрсетеді; Micro LED технологиялық инновациясының белсендірек саласы тұрғысынан технологиялық инновацияның белсендірек саласы Қытайда, Америка Құрама Штаттарында және Оңтүстік Кореяда, ал патенттік орналасу аймағы Қытай мен Америка Құрама Штаттарында белсендірек нарық бар екенін көрсетеді. Әлемдегі және Қытайдағы ірі инновациялық субъектілер тұрғысынан Қытайдағы, Оңтүстік Кореядағы және Америка Құрама Штаттарындағы жетекші инновациялық субъектілер, негізінен дисплей панелі мен фотоэлектрлік кәсіпорындарда көбірек артықшылықтарға ие. Әлемдегі ең үздік 15 кәсіпорынның ішінде Қытай кәсіпорындарының жартысынан көбі, BOE, Huaxing Optoelectronics компаниялары әлемдегі ең үздік 5 кәсіпорынның қатарына енді; Қытайдың жетекші кәсіпорындарынан басқа, Оңтүстік Кореяның Samsung және LG патенттік орналасуы әлемде алдыңғы қатарда тұр. ҒЗТКЖ мекемелерінің түрі бойынша патенттер санының таралу нәтижелері бойынша стартаптар ең жоғары болып, 29%-ға жетті. Патент түрлері тұрғысынан патенттер саны эпитакси және чип құрылымы, массивтік трансфер, толық түсті дисплей және дисплей драйвері сияқты төрт негізгі технология бойынша бөлінген.
(3) Төрт негізгі технологияны әзірлеу
Эпитаксия және чип өндірісі: Пластиннен чипке дейінгі микрожарықдиодты өндіру процесі эпитаксия - сатылы ою - өткізгіш қабатты дайындау - электрод дайындау сияқты кезеңдерден өтуі керек. Эпитаксия және чип құрылымы технологиясы бағытында кішірек микрожарықдиодтар үшін қазіргі индустрия негізінен толқын ұзындығының біркелкілігіне, төмен эпитаксия ақауына және кванттық тиімділік мәселелеріне алаңдайды: (1) Чип миниатюраланғаннан кейін, эпитаксия толқын ұзындығының консистенциясына және төмен ақау жылдамдығына жоғары талаптар қойылады, дәстүрлі жарықдиод 6-12 нм қажет, микрожарықдиодты чипті 2 нм-ге дейін азайту қажет; (2) Чиптің өлшемі кішірейіп барады, ал кесу фрагментінің өнімділігі төмендейді; (3) Микрожарықдиодтың тиімділігі ток тығыздығының артуымен артады, ал шың мәніне жеткеннен кейін ток тығыздығының артуымен төмендейді. Микрожарықдиодтың өлшемі азайған сайын, шың тиімділігі жоғары ток тығыздығы бағытына ауысады, ал шың тиімділігі төмендей береді.
Үлкен беру: Micro LED жарық қабаты мен драйвер негізінің өсу процесіндегі айырмашылыққа байланысты, дисплей массиві мен драйвер құрылғысын өсу процесі арқылы біріктіру қиын, сондықтан жасалған Micro LED түйіршіктерін жетек схемасы тақтасына беру қажет, бұл үлкен беру процесі. 4K теледидарын мысал ретінде алсақ, берілуі қажет түйіршіктер 24 миллионға дейін жетеді (4000 x 2000 x RGB үш түсті есептеледі), тіпті 10 000 беріліс болса да, оны 2400 рет қайталау қажет, сондықтан үлкен беру үш негізгі мәселеге тап болады: (1) беру дәлдігі: Micro LED-ді жетек схемасы тақтасына жылжыту дәлдігі ±0,5 мкм шегінде басқарылуы керек, ал беру құрылғысы жоғары туралау дәлдігі мен түсіру нүктесінің дәлдігіне ие болуы керек. (2) Беру тиімділігі: дәстүрлі LED секундына 2 дана, Micro LED секундына 20 000 дана қажет; (3) Тасымалдау өнімділігі: Дисплей өнімдерінің пиксель қателеріне төзімділігі өте төмен, егер сіз толық түсті 1920 * 1080 дисплейдің 5 пикселінен азын жасағыңыз келсе, тасымалдау өнімділігі 99,9999%-ға жетуі керек.
Ірі тасымалдау технологиясына негізінен молекулалық күш (тығыздау), электростатикалық, магниттік тасымалдау, лазерлік тасымалдау, өзін-өзі жинау (сұйықтық жинау технологиясы) және т.б. кіреді. Лазерлік ірі тасымалдау салыстырмалы түрде кіші өлшемді басқара алады, жылдам жауап береді, тасымалдау тиімділігі жоғары және жоғары селективтілікке ие, лазерлік тасымалдау немесе ірі тасымалдаудың негізгі технологиясына айналады. Қазіргі уақытта отандық ірі тасымалдау технологиясы мен жабдықтары дамып келеді, ірі лазер (002008), жетекші интеллект (300450), Хайму жұлдызды лазері және басқа да ірі тасымалдау жабдықтарын өндірушілер сәтті жөнелтілді және тұтынушыларға жеткізілді, бірақ отандық лазерлік жабдықтарды ірі көлемді жаппай өндірістен шығару әлі де алыс.
Толық түсті дисплей: Монохромды микрожарық диодты жарыққа қол жеткізу салыстырмалы түрде қарапайым, бірақ толық түсті жарыққа қол жеткізу салыстырмалы түрде күрделі, RGB үш түсті жарық диодты ...
Дисплей драйвері: CMOS және TFT арқылы ұсынылған белсенді драйверді жобалау схемасы Micro LED технологиясын дамытудың негізгі ағымына айналды. Micro LED - токпен басқарылатын жарық шығаратын құрылғы, және оның жүргізу режимі әдетте PM (пассивті матрица) пассивті жетек және AM (белсенді матрица) белсенді жетек болып бөлінеді. Пассивті жетектің себебі: (1) үлкен аумақты өндіруге қолайлы емес, үлкен экранды жетектің талаптарын қанағаттандыра алмайды; (2) баған сканерлеу жетегінің сипаттамалары, баған пиксель жарығын оңай шығару, бұл дисплей кескіні мен ажыратымдылығын шектейді; (3) пиксель аралығы біртіндеп кішірейіп барады, дәстүрлі PCB тақтасының пассивті жетек режимі жетек сұранысын қанағаттандыра алмайды және Micro LED қолдануда көптеген кемшіліктерге ие, сондықтан CMOS және TFT арқылы ұсынылған белсенді жетек жобалау схемасы Micro LED технологиясын дамытудың жақсы серігіне айналады. Мысалы, CMOS драйвер технологиясында трансферлік байланыстыру технологиясын бұзу үшін қазіргі сала Micro LED және CMOS драйвер тізбегінің байланыстыру технологиясын зерттеуге баса назар аударады.
