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100万元电视才能用的显示技术,正走进你的客厅丨36氪新风向

100万元电视才能用的显示技术,正走进你的客厅丨36氪新风向

5天前

Micro LED承载的不仅是技术趋势,还有创业公司希望靠新技术,与液晶面板巨头竞争的雄心壮志。


习翔宇

编辑苏建勋 邱晓芬

封面来源Pexels

一条液晶显示面板生产线的投资额,可以高达300亿元。生产线如同钢铁丛林,0.22毫米的玻璃基板薄到震颤,它们最终穿过价值上百亿元的设备,变成比人还高大的显示面板,等待分割成各种尺寸的屏幕。

投资大、周期长,显示面板注定是巨头的游戏。现在,有人想用新技术绕开这一切,让中小公司也能直接制造显示屏幕。

这个接近完美的显示新技术,叫Micro LED(微米发光二极管)。不需要投资数百亿元建设显示面板生产线,完全用半导体工艺,一张足球横截面大小的8英寸晶圆,就能生产出2500块Micro LED显示屏幕。并且,清晰度、亮度都可以做到远超其他显示技术。

唯一的问题在于成本。TCL华星CEO赵军告诉36氪,Micro LED技术已经接近成熟,但想要普及,最重要的是成本大幅下降。

苹果也没能克服Micro LED的成本问题。2024年3月,苹果放弃了为手表开发Micro LED屏幕的项目。这暴露了Micro LED一直以来的难题——据天风国际分析师郭明錤报告,苹果认为Micro LED屏幕的生产成本太高,在经济上不可行。

虽然暂时无法用在常规尺寸屏幕,但在细分场景,Micro LED已经实现商业化量产。

Micro LED正在走进客厅。Micro LED技术公司赛富乐斯CEO陈辰告诉36氪,一块125寸的Micro LED屏幕,价格可以做到5万元内,正在进入家庭影院场景。

而在户外大屏、会议室大屏等商业显示领域,Micro LED屏幕可以做到比液晶屏幕更有性价比。2024年,赛富乐斯拿到了上亿元订单。

Micro LED商显市场正在爆发式增长,这体现在显示领域上市公司利亚德的财报中。2023年,利亚德Micro LED业务收入达4亿元,同比增长达50%。利亚德还预测,今年Micro LED业务收入将达到8亿元。

图源:天风证券研报

新技术会诞生新巨头,传统巨头则有可能被新技术颠覆。Micro LED承载的不仅是技术趋势,还有创业公司希望靠新技术,与液晶面板巨头竞争的雄心壮志。
本文将要解答的问题是:
1、为什么Mciro LED是行业公认的下一代显示技术?
2、Micro LED的量产难点在哪里?

3、Micro LED为何难以商业化?创业公司们如何竞争巨头?

Micro LED很好,却很难

目前,常用的显示技术分为液晶(LCD)显示和OLED(有机发光二极管)显示。两种技术都存在问题。

液晶面板本身不发光,需要一整块背光光源,光线穿过液晶层,显示出颜色和图案。背光光源不能关闭,因此,液晶面板不能显示纯黑,观看《权利的游戏》这类黑夜背景的电视剧时,画面灰蒙蒙的缺点尤为明显。

OLED由于使用有机材料,直接将电转换为光,可以自发光,解决了不能显示纯黑的问题。但是,有机材料又带来新麻烦——使用寿命较短,长时间显示同一图像,容易“烧屏”。

十多年前,显示技术公司开始将希望寄托到Micro LED。这项新技术规避了液晶不发光、OLED寿命短等各种缺点。

本质上,Micro LED是将LED芯片缩小至50微米以下,三颗(红绿蓝三色各一颗)LED芯片构成一个像素。因为LED芯片足够小,像素极其密集。一块1080p分辨率的显示屏可以集成到0.22英寸,小于一颗豌豆的尺寸。

变得更小的同时,LED芯片的亮度可以做到极大。手机屏幕的亮度通常在几百尼特,Micro LED屏幕可以达到上百万尼特,远超直射太阳光的亮度。

JBD生产的0.13英寸Micro LED微显示屏 图源:公司官网

既然这么好,为什么Micro LED量产这么难?原因在于Micro LED芯片太小了。

一张4英寸晶圆上,可以生长出1000万颗Micro LED芯片。Micro LED芯片的制造不是难题。半导体先进制程已经发展到3纳米,制造微米级芯片只需使用成熟制程,国内晶圆代工厂基本都能完成。

难题首先在于,如何将巨量的Micro LED芯片转移到基板上。Micro LED芯片太小,转移耗时太长,良率难以达标,进而导致生产成本无法支撑量产。这个艰难的过程又被称为“巨量转移”。

陈波举了一个例子:4年前,麦沄显示做巨量转移的良率就达到了99.99%。直到现在,“四个九”的良率依然无法突破,看起来很高,但完全无法支撑量产。

这意味着,转移一块4K分辨率屏幕所需要的Micro LED芯片,会出现2400颗坏点。

良率问题只能靠量产解决。陈波告诉36氪,没有量产之前,在实验室提升良率只是“纸上谈兵”。巨量转移的良率要达到6N(99.9999%)甚至7N(99.99999%),必须要大规模量产,“从整个工艺、洁净室条件、自动化设备一点一滴提升,才有机会。”

还有更严重的问题:Micro LED芯片无法测试。

在过去,常规LED芯片制造后,要经历点测环节,先筛选出坏点。再进入分选环节,机器会将色温与亮度相近的LED芯片各自归档。最后,在混色环节,像是一口大锅炒菜一样,机器将同一档位的LED芯片彻底混匀。这些被精挑细选过的LED芯片,才会组装成色彩均匀、没有坏点的屏幕。

不过,当Micro LED芯片生产时,由于行业内缺乏50微米级别精度的测试设备,芯片测试变成了难以逾越的问题——那2400颗坏点,只有在转移到驱动基板后,被点亮才能发现。这意味着,又出现了大量修复坏点的工作。

陈波形容,修复工作“非常地复杂、痛苦”,成本更是随之激增。

三星76英寸Micro LED电视 拍摄:习翔宇

体现在终端产品上,2022年,三星发布的110英寸Micro LED电视,售价高达105万元。今年3月,TCL将价格“打下来”,TCL发布的163英寸Micro LED电视,售价为80万元。

数十万元的售价,注定了Micro LED电视还只是奢侈品,不能普及。TCL华星CEO赵军告诉36氪,目前,Micro LED的应用场景一类是奢侈品级的消费电子产品;另一类是车载显示等特殊场景,比如强调高亮度的车载抬头显示(HUD),因为尺寸不大,所以成本相对可控。

赵军认为,Micro LED技术最重要的是成本大幅下降,才有机会成为某些细分领域的主要技术路线。

Micro LED距离市场普及,还有一条遥远的降本之路。
大的越大,小的越小

为了解决生产工艺上的困难,Micro LED行业延伸出了两种解决思路,概括起来是,大的越大,小的越小。

大的越大,是指将芯片的尺寸变大,将三颗(红绿蓝三色各一颗)Micro LED芯片封装成一颗像素器件。“三合一”的Micro LED 封装芯片,尺寸达到100微米以上,因此可以使用相对成熟的测试设备。

在这种情况下,前文提到的坏点、无法检测,都有了成熟的解决方案。对于显示屏厂商来说,可以直接用Micro LED 封装芯片,替代常规的LED屏幕,大幅提升显示效果。

小的越小,是指直接将晶圆切割为一块块Micro LED微显示屏,显示屏尺寸最小只有0.12英寸,只能用在AR眼镜这类尖端产品上。这种切晶圆的方法看起来“简单粗暴”,其巧妙之处在于,避开了前文提到“巨量转移”环节。

赛富乐斯Micro LED微显示屏 图源:公司官网

不过,这一路径的应用范围太狭窄,甚至无法用在手表屏幕上。一块Apple Watch 屏幕尺寸约为2英寸,这意味着一块8英寸晶圆只能切割出16片屏幕,仅物料成本就高达125美元/片。消费电子产品完全无法承担这样的屏幕成本。

“小的越小”路径还面临技术问题——难以实现全彩。因为蓝光、红光、绿光芯片基于不同的材料生长而成,很难在一块晶圆上同时制造三种芯片,单靠“切晶圆”难以集成三原色。这也导致了,Micro LED微显示屏一般都是单色显示。

行业中也有公司找到了解决办法。比如,赛富乐斯尝试引进量子点(Quantum Dots)方案。量子点是一种纳米颗粒,可以让蓝光LED芯片,转变为红光和绿光,从而制造出全彩Micro LED微显示屏。

大的越大,小的越小。这两种技术路径殊途同归,都是暂时绕开巨量转移难题,先在细分场景实现量产。
Micro LED的商业化探索

找到应用场景,是Micro LED创业公司的当务之急。只有当技术找到商业应用,Micro LED创业公司才能提升量产规模,进而降本增效,形成商业的正循环。

Micro LED微显示屏虽然看起来更容易量产,但在市场角度,它离商业应用最遥远——Micro LED微显示屏目前只有AR眼镜一个应用场景。

全球虚拟现实市场还处于早期阶段,连苹果Vision Pro销量都不及预期。据郭明錤最新报告,苹果下调2024年Vision Pro出货量至40-45万部,远低于市场共识70-80万部。

赛富乐斯CEO陈辰向 36 氪算了一笔账:一片8英寸晶圆,能生产2500块Micro LED微显示。这意味着,一万台AR眼镜只能消耗4片晶圆。目前,一款AR眼镜的出货量最多在几万台,“远远无法满足一个半导体厂的生产规模,量太小了。”

据他了解,目前科技巨头公司推出AR产品的时间节点,集中在2025年下半年到2026年,要达到百万级别的出货量还有很长的路要走。

TCL孵化企业雷鸟创新推出的X2 Lite AR眼镜 图源:视觉中国

在AR设备起量之前,Micro LED公司要先找到现金流业务,大屏商业显示,正在成为Micro LED公司的新战场,比如户外大屏、指挥中心和会议室大屏幕。

Micro LED公司在用新技术重新做一遍商业显示市场。甚至,Micro LED超大屏幕,可以比拼性价比。

常规液晶面板的尺寸极限是100英寸,再往上,价格呈指数级增长。比如,一款TCL 98英寸电视,价格为2.2万元;TCL 115英寸电视,售价则高达8万元。

陈辰告诉36氪,一块125寸2K分辨率的Micro LED屏幕,市场价格在5-10万元,已经具有性价比。原因在于,Micro LED可以任意拼接,成本不会随屏幕尺寸指数级增长。

“现在Micro LED进到大屏以后, PPI(像素密度) 提升,显示效果做得更好了,价格反而更低,这肯定是大家喜闻乐见的。”陈辰说。凭借性价比优势,超大尺寸Micro LED屏幕还在进入家用领域,比如家庭影院场景。

赛富乐斯生产的162英寸Micro LED大屏显示器 图源:公司官网

Micro LED创业公司在获得收入,应用市场也在快速增长,整个产业都到了商业化量产的关口。新技术可能会诞生几家新巨头,显示面板产业的格局,也会随之改变。

显示面板行业是一个典型的寡头垄断市场,而当新的技术出现,创业公司也有了突围的机会。

陈辰将Micro LED创业公司的市场策略称为:占领两厢,让开中央——占领大屏商业显示和AR微显示屏市场,让开最主要的显示面板市场,不与投资上万亿元的显示面板巨头直接竞争。

在这一思路下,赛富乐斯正在探索车载显示等细分场景,比如在透明车窗上显示文字,如出租车价格、车内音量等;或者车载曲面屏幕,Micro LED相较于液晶玻璃面板,更适合曲面屏场景。

如果能够进入汽车行业,相应的Micro LED产线有机会实现量产,带动整个产业链的成本快速下降。就像是大屏Micro LED领域发生了的事情,陈辰举了个例子,大屏Micro LED的一款测试设备,这两年里,价格下降了2/3。

图源:天风证券研报

麦沄显示CEO陈波则提供了另一种思路,通过新技术路线,直接进入传统液晶面板的市场。不过,麦沄显示的市场策略是,躲在传统LED公司背后,提供Mirco LED封装芯片,让他们与面板厂竞争。

目前,显示面板主要由TFT(薄膜晶体管)基板驱动,相当于是每个像素的控制器。但是,TFT基板由国外公司垄断,市场主导权在显示面板巨头。

麦沄显示的计划是,利用国内庞大的晶圆代工厂资源,制造出专属的驱动芯片,再进一步,将一颗驱动芯片与三色Micro LED芯片一起封装,从而制造出“四合一”的封装芯片——传统LED厂商可以直接用来生产屏幕,不再需要液晶面板巨头主导的TFT基板,从而绕开液晶面板行业的寡头垄断。

这意味着,不用像显示面板厂一样投资几百亿元,传统LED厂商同样可以生产Micro LED屏幕,和显示面板巨头正面竞争。

用半导体工艺重新做一遍显示面板行业,自然有很多优点。但是,行业的技术变革,不只是单点技术突破,而是产业链整体升级。作为一项新技术,Micro LED面临的是工程、产业壁垒乃至终端市场需求问题。

随着Micro LED逐步量产,那些生产技术难题有望逐步攻克。新的技术路径,导向新的产业格局。显示面板产业,将要迎来一场新的权力较量。

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一场新的权力较量

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来源:36氪

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