苹果、索尼、晶电组团布局 Micro LED真能成事？

Micro LED被看好为新一代显示技术的完美应用，国际大厂尽管台面上的发声不多，其实早已鸭子滑水进行技术布局。并且Micro LED选择的切入点则是两个极端，一边是尺寸最小的手表手环，一边则是尺寸特大的公共显示屏。据最新研究报告指出，「穿戴式装置」与「室内显示屏」预期将是最快导入Micro LED的应用领域。若穿戴式装置与室内显示屏全数替换成Micro LED显示屏，所需产能将是全球现有LED产能的五成。

苹果、索尼领头

苹果早在2014年5月收购LuxVue，取得多项Micro LED专利技术，并加快布局相关技术专利，并着力于小尺寸的应用，而索尼则比苹果更早一些，早在2012年的国际消费性电子展（CES）上就推出“Crystal LED Display”可以说是业内最早拉开Micro LED消费电子应用的大门，2016年6月推出“CLEDIS（Crystal LEDIntegrated Structure）”具备超高亮度、无缝拼接与显示尺寸几乎无界限等特性，显示出了sony在相关领域的前瞻性。

Sony在2016年6月推出Micro LED新产品，引发了业内对于MicroLED的讨论热潮，实际上目前的Micro LED只能算是户外LED小间距屏幕的缩小版，其底层是通用的CMOS集成电路制成的LED驱动电路，再通过MOCVD在集成电路上制作LED阵列。诸多的优点使得如今业内纷纷认为MicroLED是继传统 LCD、OLED后的新一代显示技术。虽然目前Micro LED的量产依旧存在着很多问题，但是随着业内技术的不断突破相信这项技术会在3年后逐渐走近我们的生活。

目前的商业化应用方面，苹果利用MicroLED技术致力于高画质显示，主要针对可穿戴设备的小尺寸显示，主要目的在于商业化。日前苹果的龙潭厂已实验性点亮了 6 寸的 Micro LED显示器。苹果通过LuxVue、投资台湾龙潭厂，不断开发推进Micro LED的技术成熟。未来苹果将Micro LED用于可穿戴设备的可能性非常高。索尼则是将Micro LED用于大型的显示屏幕上，特别是像户外这类的远距离观赏屏幕，平衡PPI指数和良率的“跷跷板”效应。由于PPI连接的是LED尺寸，而pixel数量直接影响良品率，LED越小其精准的转移、驱动难度越高。当时受限技术和成本，无法承受良率和耗时的问题。Sony的最早商业化就是建立在PPI较低的背景之下的。再之后的产品中sony改变了思路，采用了模块化拼接的理念，经过四年技术发展，CLEDIS可以轻松做到发光源面积占面板不到1%的程度(单颗约55μm)，使得sony在Micro LED商业化进程中捷足先登。

MicroLED除了吸引了两大巨头争先布局以外，一些LED大厂、面板大厂、科研团队也纷纷秘密研发，包括半导体新创公司錼创（PlayNitride）、台工研院、友达、群创、晶电、Sony、三星、乐金、日亚化学、夏普等。以及从英国史崔克莱大学拆分出来的公司 mLED、美国德州理工大学、法国原子能署电子暨资讯技术实验室（Leti）、从伊利诺大学分拆出来的X-celeprint也都积极研发Micro LED技术。创立于2014年的錼创先前也发表了PixeLED专利显示技术，LuxVue与 X-celeprint 在移转制程技术上领先他厂，史崔克莱大学专注于 micro LED 的头戴式显示（head-mounted displays，HMD）相关应用，而法国Leti 实验室近期从智慧照明切入市场。可以看到Micro LED未来发展的大致方向：可穿戴设备、智能手机、VR。

Micro LED的商业化之路

Micro LED主要是将LED结够进行薄膜化、微小化、阵列化，尺寸缩小到1~10μm左右，通过批量式转移到基板上后再利用物理沉积完成保护层和电极，之后进行封装完成Micro LED的显示。但是制作成显示器，需要整个表面覆盖LED阵列结构，必须将每一个像素点进行单独可控、单独驱动，利用垂直交错的正负栅极连接每一个Micro LED额正负极，依次通电，通过扫描方式点亮Micro LED进行图形显示。

由于Micro LED的优点十分突出，并继承了无机LED的高效率、高亮度、高可靠性、快速反应的特点，加上其属于自发光，其结构简单、体积小、节能表现良好，对比OLED，可以发现其色彩更容易准确的调试，有更长的发光寿命和更高的亮度以及具有较佳的材料稳定性、寿命长、无影像烙印等优点。作为OLED之后下一代的显示技术，与OLED的共同点就是都需要TFT背板驱动，也就是目前的IGZO、LTPS、Oxide。而这些技术如今已经是目前产业如LCD、OLED等比较成熟的应用技术和制程，可以最大限度的减少Micro LED的全制程技术研发，减少走弯路的可能，建立在成熟产业之上进行研发，所承担的资金风险也相对较低。再比如目前的量子点发光技术，依然可以用于Micro LED，所以这对于一个尚在成长期的产业来说其需要攻克的难点已经越来越少，而且一旦技术成熟，其大规模的商业化应用将会以非常快的速度铺展开来。

台湾厂商是最早着手布局Micro LED的厂商之一，目前Micro LED做55寸单板的机台开发完成，所需要的投资金额差不多为新台币5亿-6亿元，如果利用现有8.5代线的产线进行生产，TFT-LCD生产线的现有制程约70%无需转换，多数机台可以进行共享，其整体的投资金额要小于OLED。由于显示厂商比拼的就是速度，在OLED上韩国已经大幅领先的背景下，开发Micro LED可以说是一种应对策略，提前布局新的显示技术，力图在下一代显示的浪潮中拔得头筹，改变显示产业的现有版图。

图8：Micro LED应用商业化量产速度

资料来源：LEDinside、渤海证券研究所

MicroLED发展障碍

虽然目前Micro LED的研发投入逐年增多，很多技术也不断获得突破但是真正实现在商业上的应用于和普及依然具有很多的困难和阻力，首先Micro LED技术并非十全十美，真正想要去推动的厂商依旧有限，例如苹果公司的专利中有从蓝宝石衬底转移LED到硅衬底这一步，这相当于两道独立衬底和工艺，在大面积应用时会增加成本并且导致良率下降。第二，目前OLED上的材料目前已经基本成熟，效率的不断提升非常明显，目前UDC公司的红绿PHOLED材料已经在商用，目前的蓝光材料一旦有了寿命问题上的突破，Micro LED的发光效率优势将损失殆尽。第三，QLED的研发火热，目前从已经获得的成果来看，其效率和寿命都非常有前景，亮度和寿命均不次于Micro LED。第四，OLED和QLED均可以做成柔性显示，目前的一些原型产品都已经问世，而这点对Micro LED来说则非常困难，也导致了其使用范围的不足。

除了以上的困难和阻力以外，还有一些核心技术依然是Micro LED无法真正实现大规模商业化的原因。首先，Micro LED需要用到微米级别的LED制程，但是目前市场上被小间距企业用于开发间距在1毫米以下的小间距LED屏的尺寸最小的灯珠，其尺寸接近500微米，目前苹果、索尼采取的是缩小发光面积的方法，目前业内做到的尺寸是50μmx50μm，苹果实力较为雄厚，已经能够将尺寸缩小至10μmx10μm。但是对于一些市内用途的显示器或者可穿戴式设备的显示屏而言需要的尺寸会更小，业界评估，至少需做到5μmx5μm以下的尺寸，且又不能够漏电，这是Micro LED技术进行更大面积推广的一个瓶颈和挑战。前不久Mikro Mesa创办人陈立宜表示，目前实验室已可做出3μmx3μm发光面积的显示器用发光像素，这是目前全球最小的尺寸并且解决了漏电问题。这一突破性的成果除了将使得应用在市内大尺寸电视产品以外，还可以扩展至可穿戴设备、VR等领域。从目前的技术发展路径来看，行业已经基本实现了在尺寸相关技术上的突破，相信后续会继续进行大规模生产和商业化的探索。

除了微米级别的发光像素尺寸，Micro LED还面临另一大核心技术难题——纳米级LED的转运即巨量转移（MassTransfer）技术，巨量转移技术要求非常高的良率和转移率，也是整个Micro LED研发过程中的最大挑战，特别是在显示行业中，LED发光元件必须转移到玻璃基板上，首先转移良率必须达到99.9999%的”六个9”的程度才能达标，且其精准度又必须控制在正负0.5 μm以内，这对技术和工艺都提出了巨大的挑战，目前业内领先的Luxvue被苹果收购后公布的专利名单可以看到其大多都是采用电学方式完成转运过程，这也很多台湾厂商对Micro LED成熟并进入量产恐怕要在5~10年时间的预测的根据。

另外，由于Micro LED的点间距微缩，LED的封装将会是成本考量的一大因素，目前在成本和技术上依然有很多无法平衡的问题。由于Micro LED要求波长的均一性，RGB阵列需要嵌入几十万颗红蓝绿三色晶粒，这对整体的良率、光效、波长一致性都非常高。而这些需要全产业共同的努力来解决。

虽然Micro LED量产短期难以实现，但从目前的发展来看，未来仍有潜力取代OLED成为下一代显示特别是可穿戴等设备的核心。单从设备供应链的情况来看，三年之后的台湾的厂商有希望开始建厂，并逐步进行试生产。在LED产业经历了长期的价格战后，目前市场的格局已经开始渐渐清晰，能否在Micro LED产业化的过程中跟上趋势，将是行业未来突破现有格局的重要因素。

新一代显示技术蕴藏的机会

目前的Micro LED依然面临诸多有待解决的技术问题，商业之路依然困难重重，但是作为技术发展的趋势已经在默默的积蓄力量，我们可以从目前技术路径非常类似的小间距显示屏行业来窥视未来的产业机会。小间距LED近年通过不断的发展和改进得到了突飞猛进的变化，大量的需求也造就了小间距LED的火爆。其技术发展也同样面临着：点间距缩小、灯珠数量大幅增加，散热，灯芯和灯珠技术完善等难题，但是行业应用端的爆发带来了更多的厂商的加入，使得整个行业的研发和技术进步加速。小间距LED持续渗透，并不断压缩传统DLP、LCD以及投影显示的市场，也造就了利亚德、洲明科技等一批高速增长的企业。

作为小间距LED的“特殊形态”，Micro LED很有可能面临同样的发展境遇，虽然目前业内对其商业化时间意见不统一，真正力推的厂商只有苹果和索尼，但是随着重要技术的不断突破和整体发展雏形逐步完善，业内对Micro LED的投资也将循序渐进有条不紊的前行。根据相关媒体的报道，苹果已经将Micro LED量产技术作为重要机密，投入了40亿美元，招募研发团队，针对微型化LED晶粒、半导体封装及驱动IC等难点进行攻克，不断加速Micro LED的商业化进程。目前苹果收购LuxVue之后，在台湾的工厂进行试生产和研发，业内的传闻是苹果在Micro LED技术上已经接近显示器的商业化，但是目前新技术依旧还有许多问题要解决，正式量产的时间也有待验证。如果供应链能够配合苹果进行相关指标的完善，那么未来可能将打开LED厂商的另一可观的利润增长点。从LEDinside的估算数据来看，可穿戴设备和显示都换成Micro LED显示屏的话，所需要的产能为全球现有LED产能的50%，如果未来智能手机能够导入Micro LED，则需要现有产能的四倍才能满足，这里面所蕴含的想象空间是十分巨大的。

从产业的角度来看，目前台湾业界已经走在了Micro LED发展的前列。台湾工研院11月23日举行“巨量微组装产业推动联盟”（Consortium for intelligent Micro-assemblysystem，CIMS）成立大会，希望借由串联显示、LED、半导体以及系统整合厂商，共同建立跨领域产业交流平台，推动研发联盟，建构中国台湾微组装产业生态。从台湾产业的动态来看，此次跨平台整合将会给创新产品带来更多的整合方案，其中Micro LED是主要的应用领域之一，在一些国际大厂商的带动下，牵引整个Micro LED产业的发展。虽然目前国内厂商在Micro LED显示领域的研发和布局较少，但是当产业发展趋势逐渐明朗之后，相信越来越多的国内厂商将会逐步进入Micro LED的研发生产中，而这其中将涵盖多领域包括芯片设计、LED、上游材料、封装、系统应用、面板等领域的厂商。届时电子行业可能迎来新一轮的投资热潮。

本文摘自：渤海证券Micro LED研报