2016 年下半年以来,Micro LED 的概念风声水起。成为不时搅动 OLED 主导的次世代显示大潮的异类玩家。那么 Micro LED 到底是什么?Micro LED 大潮之中,谁在拼力相博,谁在隔岸观火,谁在窃窃暗语呢?

 

Micro LED——谁在发声

在 Micro LED 概念上,最大的声音是苹果。Apple Watch 3 将采用 Micro LED 显示面板的消息,是这个行业最近最大的“兴奋点”。

 

的确,苹果却曾大价钱收购过 Micro LED 研发公司 LuxVue。但是,那是 2014 年的事情。这次收购苹果也许储备了一些技术、专利和研发能力。不过直至今日,苹果并未拿出“可用的样品”。按照一般规律,从原形研发、样品研发、试产研发到量产爬坡和堪用,至少需要数年之久。Apple Watch 3 估计是等不及的。

 

更为重要的是,苹果方面的消息,大多数是二级、三级消息,甚至小道消息。一直缺乏苹果战略层的消息和表态。也就是说,可能的情况是,苹果只是把 Micro LED 作为一个武器库中的库存而已。且现在,显示技术上苹果正在做的事情是 OLED 替代 LCD。

 

 

Micro LED 概念另一个大佬是三星:不过,三星出价 1.5 亿美元,收购 Micro LED 厂錼创科技的新闻已经被辟谣。作为全球最大的显示巨头,同时也是 LED 产品制造商,三星如果说丝毫不关注 Micro LED 显然不正常。但是,对比三星在 QLED 上的战略高调,在 OLED 上 2000 亿人民币的投资,三星 Micro LED 的“小道消息”几乎可以忽略。

 

再说另一家 Micro LED 巨头,索尼。2012 年索尼展示了 0.5 级别间距的微间距 LED 产品。但是,索尼真正上市的却是 2016 年的 1.2 间距的产品。索尼也有过类似“技术不是问题,但应用市场还需要酌情考虑”的表态。即作为一个显示大厂,索尼的市场理性,要比媒体报道的耸人标题冷静的多。

 

事实上,在 Micro LED 上真正的、高度的、官方的、长期一致性的“高调”表态的单位只有一个:“台湾工研院”。不过,对此,一个显然的事实是,在次世代显示上 OLED、QLED 台湾都已经落后韩陆企业,甚至进度不及日本企业。在韩陆资本数千亿人民币的投资之下,台湾为其未来显示产业的生存,独辟蹊径的支持 Micro LED,本质上是“下下策”。即,台湾工研院的支持,只是“逼不得已要做些事情后的‘从易’”原则。

 

当然,很多媒体指出晶电、隆达、欧司朗、日亚化、CREE、三安这样的 LED 厂商都表示在做 Micro LED 研发。但是,这个支撑团体的力量主要集中在 LED 发光晶体这一层。而制造超微型的 LED 发光晶体(10um 级别),应该说是整个 Micro LED 产业链中最为成熟的部分之一。即 LED 厂,可利用现有设备技术和研发实验室,在不增加多少投资的情况下,成功开发 Micro LED 需要的白色和彩色晶体颗粒。这些 LED 外延片产业段的企业在 Micro LED 上的地位,类似于默克、住友化学、三菱化学在 OLED 产业上的地位。

 

综上所述,Micro LED 阵营呈现的是分散的基本状态。且其中巨头们的消息都是二线化的,缺乏战略层的宏观表态。作为积极的 LED 晶体企业,则“所需投资和努力不多”、“所负责产业链环节难度不大”。这直接决定了 Micro LED 是一个“群虾舞龙”的产业,缺乏形成大规模的、快速市场化的领头羊。

 

 

Micro LED 产业链如何,难点在哪里

对于一个 Micro LED 显示产品,他的基本构成是 TFT 基板、超微 LED 晶粒、驱动 IC 三大块。这三者有一个共同的特点,即大量继承于已有的液晶和 LED 产业。因此,台湾工研院认为,他们具有整条产业链的优势。

 

但是,具有同样产业基础的地区还包括韩国、我国大陆、日本。其中日本在上游材料和设备上的领先性和完善度,要远超过我国台湾地区。不过,日本同仁对 Micro LED 的兴趣可没有台系产业那么高涨。

 

为什么其它具有相当或者更好产业基础的地区,在 Micro LED 的热情上低于台系呢?答案分成两个层次:第一是,大陆、韩国和日本显示企业,现在最忙的事情是 OLED。第二,Micro LED 有一个其他电子行业几乎不会用到的高难度工艺——巨量微转移(也叫巨量转移)。台湾 Micro LED 产业最大的动作之一,即是 2016 年 12 月以台湾工研院为牵头单位,成立“巨量微转移”产业联盟。

 

 

“巨量转移”是一个什么技术呢?简单说就是在指甲盖大小的 TFT 电路基板上,按照光学和电气学的必要规范,均匀焊接三五百,甚至更多个红绿蓝三原色 LED 微小晶粒,且允许的工艺失败率是有几十万分之一。——只有达到这样工艺的产品,才能真正应用到 Apple Watch 3 等产品上。

 

对于 Micro LED 的工艺问题,很多人认为,可以从传统 LED 屏中摄取经验。但是,Micro LED 与传统 led 显示产品差别巨大。与传统 LED 显示屏比较,Micro LED 的差别主要在于:1.精密程度数十倍的提升;2.集成工艺从直插、表贴、COB 封装等变成了“巨量微转移”;3.缺陷可修复性几乎为零;4.背板从印刷电路板,变成了液晶和 OLED 显示所使用的 TFT 基板,或者 CPU 与内存所采用的单晶硅基板。

 

即与传统 LED 显示屏比较,Micro LED 在晶粒、封装、集成工艺、背板、驱动等每一个方面都不一样——所以,可以看到 Micro LED 产品的火热没有得到任何一个传统 LED 大屏厂商的表态。

 

事实上,除了晶粒、TFT 背板、IC 这些“元组建”,继承于 LED 晶粒(如三安)、半导体显示(如京东方)、IC 设计企业(如聚积、奇景)等之外,Micro LED 正真的核心则是“如何将这些元件集成”,即“巨量转移”技术。后者是整个行业的命门。如果有企业要牵头 Micro LED 产品,最需要的即是从这里入手。

 

对此,目前比较确切的消息是:今年 2 月份 Mikro Mesa 与重庆惠科携手打造了两岸首座 Micro LED 面板实验室的合作。该实验室计划在今年底完工,2018 年制造出全彩色 Micro LED 样品。Mikro Mesa 目前在 LED 微晶粒上具有领先的研发技术,传闻能做到 3UM。惠科则建设有 A-SI LCD 生产线,具有 TFT 背板等方面的技术资源。二者合作的目的是,利用近可能现成的资源突破“巨量转移”技术。

 

不过,即便是这种比较深入的项目其对 Micro LED 的产业时间表预期亦不能乐观:2018 年实现全彩样品,距离真实商业应用还有多远依然不好说。以 OLED 为例,实现全彩,到目前手机行业的大规模认可,中间走了二十余年。且,惠科、Mikro Mesa 都是显示圈新手,二者关注 Micro LED 颇有企图“四两拨千斤”弯道超车之意。

 

综上所述,从元件角度看,Micro LED 在 TFT、IC、LED 晶粒上都不具有难度;但是从工艺和产业进程看,巨量转移横亘在 Micro LED 愿景与现实之间,短期难以彻底跨越。

 

 

如果成功,Micro LED 将怎样改变显示产业格局

现在,媒体动辄以《Micro LED 产业化:苹果/三星等巨头积极抢进布局》这样的标题,为 Micro LED 造势,背后是媒体对既有显示产业格局可能被颠覆的“担忧”。不过,笔者说:你们有些过度担心了。

 

首先,从基板看,Micro LED 需要的是电流驱动的 TFT 结构。这既是国内目前大规模量产的低温多晶硅和金属氧化物 TFT 技术。代表厂商京东方、深天马、华星光电、中电子、三星、LG、夏普、群创、友达。当然,也有些方案中,Micro LED 利用单晶硅基板,cmos 电路驱动结构,不过这种方案的成本不低,且无法在手机、电视等尺寸的屏幕上应用,不可能成为“大发展后的 Micro LED”的主流。

 

更为重要的是,Micro LED 在采用例如京东方 TFT 背板的时候,其对液晶乃至 OLED 显示屏生产线的继承性高到 70%。即,半导体显示产业已经有的万亿资产中,大部分会被继承下来。这一庞大的资产包也决定了 Micro LED 不是“另开新天地”,而是既有液晶显示产业链的次世代升级——即,即便 Micro LED 极大的成功,今天的显示圈巨头们亦依然会“稳坐钓鱼台”。

 

其次,Micro LED、oled、QLED 作为次世代显示方案之争,他们的关键差别不在于 IC、光学材料和薄膜、TFT 等产业环节,而在于“最终发光体”方面。上文提到三安在 Micro LED 中的地位,类似于默克在 oled 行业的地位。即,真正的竞争,尤其是替代性竞争来自于 LED 晶粒。

 

在传统的液晶显示时代,显示器需要一个独特的背光源组件。包括手机和电视机都是如此。但是 OLED 和 QLED 时代这个背光源就不需要了。液晶的背光源最核心的部分即是 LED 发光灯珠。如果次世代显示是 OLED 和 qled 的天下,也就意味着 LED 产业链,除了工程大屏、投影光源外,基本告别大众显示(手机、PC 和 TV)领域。这会是一个巨大的市场损失。

 

同时,在 LED 的另一个应用空间,照明领域,随着 LED 发光效率的提升(过去五年从 50 流明每瓦,发展到了近 200 流明每瓦),实际潜在市场对晶元、外延、封装等上游产能的消耗也是大幅降低的。

 

以上两点形成了 LED 产业链的一种危机感。即如何消化过剩的晶元和外延产能。现在,比较看好的领域就是“显示”:包括小间距 LED 和本文讨论的 Micro LED。正因此种危机的可能性,从产业角度看,LED 行业明显比 TFT 行业对 Micro LED 更为热情。

 

第三,从 IC 端看,笔者只有一句话,液晶、OLED、QLED 或者 Micro LED,IC 设计者都需要一样的创新和发展。这些显示技术的区别,不构成 IC 产业的革命。

 

当然,还有一个重要的事情要说:液晶、OLED、QLED、Micro LED 的核心上游设备。大尺寸 oled 和 QLED 走的路线是喷墨印刷,中小尺寸 OLED 走的路线是蒸渡,液晶产品则是成盒灌注工艺,Micro LED 需要的是“巨量转移”。所以,在对发光体具有针对性的工艺环节,这几个技术的设备厂商具有“市场替代性”。

 

通过以上分析,可以看到 Micro LED 的产业链特点是既有继承也有创新。其中最核心的是 LED 外延企业和巨量转移设备商的地位。

 

不过对比细分研究,笔者更愿意从更大的场景看 Micro LED 的意义:我们可以将下一代显示理解为自放光时代(区别于液晶的背光时代),OLED、QLED 和 Micro LED 只是不同的自发光材料,他们都要“生长”在 TFT 基板之上——无论是谁胜利,死掉的都是液晶,却亦都从液晶产业继承至少 70%的产业链和设备设施。

 

这个宏观理解,也就可以解释为何现今真正的显示行业巨头们,对 Micro LED 的关注不够的原因:对比 Micro LED 在巨量转移上的困难和产业发展阶段,OLED 和 QLED 的成熟性、可行性、风险度都更为友好——从易避难,逐步实现自发光显示,最优的选择当然是今天最火的 OLED。至于 Micro LED,那是第三位的备选方案。

 

 

台湾业者的努力,Micro LED 能否后发制人

目前,全球显示行业对 Micro LED 最热衷的莫过于台湾业者。这与台湾显示行业在 OLED 项目上的落后有必然关系。台湾显示界希望利用 Micro LED 的成功对大陆和韩国的 OLED 战略实现弯道超车。

 

但是,作为一项新技术,是否能成功需要从产业基础和研发难度上做出基本衡量,而不是 Micro LED 几乎逆天的节能性能这类技术优势。——即关键的、不可绕过的短板,决定命运。

 

从产业基础看,LED、TFT、IC 都不成问题,这一点上文再三说过。但是,从需要攻关的研发难点看,巨量转移不是一个容易啃的骨头。一方面,显示系统今天的发达程度,决定了 Micro LED 必须以很高的起点,突破巨量转移技术:1.避免 Micro LED 的高亮化,晶粒可能需要很小,例如 5um,这样小的器件做电气结构上的焊接,保持百万级别的有效性,难度可想而知。2.处于液晶、oled 竞争时代的 Micro LED,必须有可行的市场经济性。虽然 Micro LED 能够让显示屏能好大幅降低,但由此带来的节能效果应该与其成本增加成比例。这两点概括起来即是,巨量转移,不仅要克服“巨大的量、超微小的结构”,还要一上来就有很好的“成熟性”。

 

更为重要的是,巨量转移课题是电子产业的一个全新课题。没有多少可参照的经验可以利用。这决定了这个工艺路线的研发难度进一步提升。

 

回想液晶称王的显示时代,也有过等离子、sed、场致发光等不同技术路线的竞争。但是,在液晶的规模和成本优势下,各个都很快败下阵来。这一点也是台湾同仁要认真考虑的问题。从技术进步看,不断的发展的显示技术不是 Micro LED 的专利。面对规模更为庞大、支持者众多、资金充沛、技术不断进步的 OLED 和 qled, Micro LED 作为第三路线,在竞争上已经是最危险的选择。

 

所以,笔者不认为研发 Micro LED 是一件坏事情:多元化的尝试,才最有利于找到最优解。但是,从产业化角度看,Micro LED 不值得简单的看好。在 OLED 已经砸下重金的今天,抓住主流是显示企业生存的基本面和紧迫点,Micro LED 作为可能选项,更多的应该是未来的某种可能性的储备,而不是确切答案。这也是为何 Micro LED 行业一直没有真正的行业巨头来做龙头,带领大家奋斗的原因。

 

更多最新行业资讯,欢迎点击与非网《今日大事要闻》