共同生产MicroLED显示背板！国外两大知名厂商又一大动作

共同生产Micro LED 显示背板！国外两大知名厂商又一大动作

3月10日，据国外媒体报道，Compound Photonics（以下称“CP”）现在宣布与专业代工厂GLOBALFOUNDRIES（以下称“GF”）建立合作伙伴关系，以生产IntelliPix背板。CP的设备将在GF同类最佳的22FDX专业半导体平台上实现。

通过行业领先的合作伙伴关系，CP和GF开始在GF的22FDX平台上开发一系列尖端的定制解决方案，以支持IntelliPix的灵活体系结构，该体系结构提供软件定义和可扩展的功能集。

与CP以前的平台相比，IntelliPix的整体进步可支持高达100倍的调制速度，同时在整个视频管道中消耗的系统功率减少4到12倍，同时释放了硅基液晶，新兴的Micro LED和LED的真正潜力。

Compound Photonics与GLOBALFOUNDRIES合作制造IntelliPix，这是全球首款单片微显示器，提供背板设计选项，可在硅上实现Micro LED或液晶。（图片来源：CP Display）

IntelliPix平台基于CP的OnDemand Pixels技术——智能地仅关注变化的像素。不仅能节省了无效像素区域的功率，还能提供了高图像质量和亮度，同时也显着降低了整个显示子系统的功耗（OnDemand Pixels）。

通过利用GF 22FDX平台的高性能，超低功耗和广泛的功能集成能力，CP能够以高帧速率和低延迟在整体上交付IntelliPix的智能像素数字背板及其专有的实时视频流水线。一块单一的芯片，在显示面积、成本或功耗方面都没有任何妥协，可以满足广泛的消费者AR的关键要求。

GF是CP下一代单片显示器IntelliPix的理想合作伙伴。CP的工程副总裁Ian Kyles说：“其业界领先的22FDX平台提供了低功耗优势，密度和互连特性，这些特性使我们能够进行一系列最新的创新，并且他们愿意为我们的显示器定制其他功能，从而简化了我们的制造流程。”

迄今为止，GF的22FDX解决方案向全球客户交付了超过3.5亿个芯片。

“我们很荣幸与Compound Photonics合作，并利用我们世界一流的技术来帮助他们改变游戏规则的IntelliPix平台实现量产，” GF汽车、工业和多市场高级副总裁兼总经理Mike Hogan表示，IntelliPix的突破性设计仅激活需要刷新的像素，与GF的22FDX平台自然匹配，该平台是业界领先的超低功耗解决方案，具有出色的内存密度和集成能力，可支持一系列未来-转发应用程序。

对于新兴的Micro LED像素技术，IntelliPix-iDrive可以配置有恒定电流像素驱动器，该驱动器经过优化，可以通过软件定义的驱动方案和MIPI接口支持像素到像素的均匀性。IntelliPix还提供IntelliPix-vDrive配置，作为电压/电荷驱动像素，已针对驱动振幅和相位/全息光调制的基于LC的像素进行了优化。

IntelliPix的OneChip物理设计消除了显示像素驱动器（背板）和显示驱动器IC（DDIC）功能之间的传统区别，从而减少了总体物理体积和功耗，同时实现了最先进的功能。CP和GF之间的合作关系实现了基于vDrive或iDrive调制背板/显示器的定制Intellipix架构，该背板/显示器已根据客户要求进行配置。

IntelliPix微显示技术平台可针对2048 x 2048及更高分辨率进行定制。此前， CP在2020年宣布了其高性能IntelliPix Micro LED微显示器背板技术。据了解，CP的背板支持高达2048x2048的分辨、1.5 um或更高的像素间距。

公开资料显示，GF位于美国加利福尼亚州圣克拉拉（ Santa Clara, CA, USA），目前是全球第三大专业晶圆代工厂，仅次于台积电和三星。

2020年，CP宣布开发出高性能IntelliPix Micro LED微显示器背板驱动技术，适用于分辨率达2048x2048及以上、像素间距1.5微米以上的解决方案。

IntelliPix平台基于CP的随需应变像素技术，该技术能够仅聚焦正在变化的像素，非常智能，可节省非工作状态下像素区域的功耗，提升图像质量。而基于GF高性能、超低功耗22FDX平台生产出来的新型背板能够实现高刷新率、低延时及低功耗等特性。

值得一提的是，除了GF，CP还战略联合了Plessey、设备商Axus共同推动下一代AR智能设备用Micro LED显示器的开发。

此外，去年底，CP在美国亚利桑那州钱德勒市（Chadler）的Micro LED制造工厂MiAC（MicroLED Innovation Acceleration Center）开业，该工厂致力于加速5μm以下单片集成Micro LED显示器的上市时间。

接下来，在专业晶圆代工厂的助力下，CP的开发进程将再提速。据其透露，首款基于Micro LED微显示器背板的商用化产品预计2023年上市。

Micro LED是一种发光二极管（LED），尺寸通常小于100微米（ m），常见尺寸小于50 m，有些甚至仅有3-15 m。就比例而言，Micro LED的尺寸约为传统LED的1/100，约为人类头发宽度的1/10。在Micro LED显示器中，每个像素（每个二极管）都经过单独寻址和驱动以发射光线，无需背光（类似于OLED显示器），它们是由无机材料制成的，可提供较长的使用寿命（类似于LED）。

高亮度、低功耗、超高解析度与色彩饱和度。Micro LED最大的优势都来自于它最大的特点，微米等级的间距，每一点画素（pixel）都能定址控制及单点驱动发光。比起其他LED，发光效率上，目前Micro LED最高，且还在大幅提升空间；发光能量密度上，Micro LED最高，且还有提升空间。——前者，有利于显示设备的节能，其功率消耗量约为LCD的10％、OLED的50％；后者则可以节约显示设备有限的表面积，并部署更多的传感器。

寿命长。由于Micro LED使用无机材料，且结构简易，几乎无光耗，它的使用寿命非常长。这一点是OLED无法相比的，OLED作为有机材料、有机物质，有其固有缺陷——即寿命和稳定性，难以媲美无机材料的QLED和Micro LED。

成本降低空间大。目前微投影技术以数位光线处理（DigitalLightProcessing，DLP）、反射式硅基板液晶显示（LiquidCrystalonSilicon，LCoS）、微机电系统扫描（MEMSScanning）叁种技术为主，但这叁种技术都须使用外加光源，使得模组体积不易进一步缩小，成本也较高。相较之下，采用自发光的MicroLED微显示器，不须外加光源，光学系统较简单，因此在模组体积的微型化及成本降低上具优势。

Micro LED的显示原理，是将LED结构设计进行薄膜化、微小化、阵列化，其尺寸仅在1~10μm等级左右；后将MicroLED批量式转移至电路基板上，其基板可为硬性、软性之透明、不透明基板上；再利用物理沉积制程完成保护层与上电极，即可进行上基板的封装，完成一结构简单的MicroLED显示。

而要制成显示器，其晶片表面必须制作成如同LED显示器般之阵列结构，且每一个点画素必须可定址控制、单独驱动点亮。若透过互补式金属氧化物半导体电路驱动则为主动定址驱动架构，MicroLED阵列晶片与CMOS间可透过封装技术。

黏贴完成后MicroLED能藉由整合微透镜阵列，提高亮度及对比度。MicroLED阵列经由垂直交错的正、负栅状电极连结每一颗MicroLED的正、负极，透过电极线的依序通电，透过扫描方式点亮MicroLED以显示影像。

Micro LED作为产业链的新兴环节，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）。巨量转移被视为影响良率以及产能释放的核心因素，也是各大厂商聚焦攻坚的地区。目前在技术路线上也已经有了不同的方向，分别为激光转移、自组装技术以及转印技术。

“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AppleWatch3等产品上。

对于MicroLED的工艺问题，很多人认为，可以从传统LED屏中摄取经验。但是，MicroLED与传统led显示产品差别巨大。与传统LED显示屏比较，MicroLED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。