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競逐Micro LED 誰將勝出?最快2017年下半試量產線

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科技產業資訊室 - May 發表於 2017年5月26日

隨著Micro LED可比擬OLED的技術優勢,成為新一代顯示技術的可能性持續升溫,不僅給予既有的LCD/LED面板大廠轉進的商機,同時提供給後進入者(蘋果、Facebook)甚至新創公司(台灣的錼創、美國eLux、Mikro Mesa….)切入Micro LED面板的機會。所以,近來參與Micro LED相關廠商及單位已高達近100家。業界估計,最快將在2017年下半進入試量產線,2018年起將陸續有多家新進者也加入試產階段,掀起全球大廠的新一波技術競賽。
 
業界人士認為,Micro LED(微發光二極體)從磊晶製程、晶粒生產,到驅動IC、巨量轉移、接合方式,全彩化方案與背板材料選擇,檢測、修復與備援(redundancy)機制等,每個環節都具有技術關卡待克服,但若是台系業者能夠嘗試在2017年下半開始試量產,依照蘋果的研發資源及專利佈局進度,2017年下半將針對特定應用進行小量生產,應不是難事。推測市場應用,將從智慧手表、智慧手機這類小尺寸開始,未來有望應用於室外和汽車的前窗玻璃的一部分等高價值的商品。
 

 
Micro LED究竟與 OLED有何不同?

Micro LED延伸改良自TFT LCD,是一種直接利用RGB三原色LED做為自發光顯示點畫素,直接種在基板上的顯示技術。Micro LED為自發光顯示技術,原理主要是將LED結構設計進行薄膜化、微小化與陣列化,將LED縮小到至少原本LED的1%,具備低功耗、高亮度、超高解析度與色彩飽和度、反應速度快、超省電、壽命較長、效率較高等特性,其功率消耗量可低至LCD的10%、OLED的50%,與同樣是自發光顯示的OLED相較,亮度比OLED高數倍。因此受矚目成為顯示的新興技術。

隨著LED的成熟與演進,Micro LED Display自2010年起開始有著不一樣的面貌呈現。2012年Sony發表的55吋「Crystal LED Display」就是Micro LED Display技術類型。理論上,Micro LED是皆可應用各類尺寸產品,但良率及製程仍待突破,所以目前可優先考慮導入於小尺寸、耗電低、解析度要求不高的穿戴式顯示器產品。
 
業界評估,投資MicroLED生產線,成本只有 OLED 的十分之一;
若Micro LED技術應用於大尺寸室內顯示屏,在良率持續提升之後,Micro LED相較於現有小間距顯示屏成本將便宜30~40%。OLED產業目前幾乎由韓廠三星及LG掌握,還僅僅處於產業發展初期,生產良率、研發技術的突破還有待進步,尤其是柔性軟性顯示技術;而且,OLED 的弱點是怕水、耐候性不佳、不適合用在戶外強光下。反觀Micro LED耗電量只有 OLED 的一半,但亮度超高,在陽光下也清晰可見,可摺疊放進口袋的顯示器。基本而言,
OLED在車載應用上應該是出局了,因為車用產品要求耐高溫、可靠度等問題,OLED採用發光材料,有先天上壽命問題,根本不敵TFT。
圖、目前投入 Micro LED 發展之全球廠商。(Source:TrendForce LEDinside)
 
以下,簡述Micro LED現有主要廠商之概況:
 
Sony展示CLEDIS顯示器
今年CES 2017大展,Sony 展出CLEDIS顯示器正是以144 片Micro LED 拼接而成。
Sony以拼接方式量產大尺寸Micro LED顯示器,售價高達100萬美元,攻頂級室內顯示市場。
 
蘋果併購LuxVue投資Micro LED
隨著2014 年5 月蘋果收購LuxVue後,順勢取得Micro LED專利技術全球布局約237件專利,同時傳出蘋果曾在全球大舉招募約1,400名技術人員,並投入資金約達500億~600億美元於Micro LED技術研發,可能將在2017年底開始導入量產,初期應用於第三代Apple Watch面板上,之後更可能用於智慧型手機或傳說中的Apple Car。過去 3 年,蘋果重押台灣、重用台灣人才和供應鏈,在桃園龍潭設廠成為蘋果測試Micro LED最大的海外基地,近期蘋果將在此基地進行小批試量microLED產品。
 
台灣新創公司錼創 以小博大
曾傳出三星有意收購錼創(PlayNitride),卻遭到否認。據指出,錼創可望將於2017年下半建置第一條試量產線,以作為未來量產的驗證能力。日前錼創透過巨量轉移(Mass Transfer)技術將Micro LED安裝(mount)於TFT基板上,且將Micro LED手錶的試製品轉寫良率達到100%,而結合3色RGB的Micro LED也在克服良率瓶頸中。

由於錼創是由友達、晶電與聯電等投資,一旦錼創量產Micro LED,勢必要由面板廠來進行投入生產Micro LED相關產品。錼創近期已開發出Micro LED樣品,如穿戴裝置、遊戲機螢幕及透明顯示器、AR/VR等應用,將於2017第4季試產,預期2018年將可看到系統產品問世,品牌廠商也將積極推廣Micro LED,預計2019至2020年將有機會大量生產。
 
鴻海攜手夏普收購美國新創公司eLux
鴻海集團與夏普近日宣布收購美國新創公司eLux,正式切入Micro LED技術佈局,並採取集團分工模式,由夏普將21項Micro LED相關專利移轉給eLux,未來將供應CMOS感測元件等電子零組件技術,而鴻海旗下的群創將主導研究巨量轉移技術、並由榮創配合開發LED磊晶規格。同時,憑著鴻海與日亞化的友好關係,未來結合日亞化、榮創和群創的技術,就能做出自己的Micro LED產品,跟上蘋果去三星化的腳步。

 (PDF下載) 鴻海攜手夏普收購美國新創公司eLux之專利佈局
 

群創在Micro LED尚未開發完成之前將會搶先推出Mini LED (毫米發光二極體)。目前一般的面板都是矩行,群創的MiniLED異型面板且搭配軟性基板,最適合應用產品是車用。已經有初步成果,預計一年內技術開發完成,未來3-5年可以陸續看到該項技術應用在醫療、物聯網以及車用市場。

晶電投入研發迷你 LED 二極體產品
目前台灣僅有極少數磊晶廠能提供這種高階 LED 產品,晶電投入數千萬到一億元研發迷你 LED 二極體產品,目前已能運作但還需要克服最後幾項障礙,才算成熟。董事長李秉傑表示,Micro LED確定將會用6吋晶圓長晶,晶電可生產磊晶或是做到晶片,在市場方面,他認為先從穿戴裝置、VR頭戴顯示等先發酵,預計在1~2年內Micro LED可實現,但進階到10吋以上的大尺寸領域,恐還需要3~5年。
 
友達結合隆達打造一條龍
友達採取集團合作的方式,由旗下LED廠隆達發揮一條龍的優勢,從上游磊晶製程開始切入。隆達積極準備用自己生產的微型 LED做出全彩顯示螢幕,也只差突破最後一個顏色的 LED 技術障礙,就接近成形。
 
工研院也即將進入試產階段

由於台灣在LED產業鏈完整性高,具技術實力扮演全球技術領航角色,目前工研院成立Micro Assembly聯盟CIMS(串聯整合產業聯盟);在集結資源之下,預計2018年將生產Micro LED供應VR品牌廠。工研院自2009年即投入Micro LED技術研發,目前投入Micro LED即將進入試產階段,工研院估算架設一條Micor LED不含上游磊晶製程則產線成本約2億元,由於產線架設成本較LCD/OLED面板廠等低 (LCD/OLED產線建置約500~600億元),因此待技術成熟以及成本降低具競爭優勢。目前在Micro LED巨量移轉一次移轉數為2,500顆(50x50),預計最快2017年底最慢明年初移轉數增至1萬顆(100X100),預計明年(2018)將成功量產供應台VR品牌廠,並建構國內Micro LED完整供應鏈。
 
Facebook購併InfiniLED 搶攻VR裝置螢幕
Facebook 旗下的虛擬實境(VR)公司 Oculus 於2016年10月宣布收購愛爾蘭新創公司InfiniLED,將低功率的 LED 螢幕應用於VR/AR裝置。
 
中國三安光電正研發Micro LED晶片
美國科銳(Cree)宣佈與中國三安光電成立中功率LED合營公司。這合營公司將設在香港,科銳控股51%,三安控股49%,目標在2017年三季開始營運。美國科銳將向合營公司有償授權使用有關 LED 專利。市場推測,雙方可能合作研發Micro LED晶片。
 

結語

由於Micro LED應用充滿了未來想像空間,吸引全球大廠競逐,除了起步較早的Sony、蘋果等大廠外,日前Facebook旗下Oculus收購InfiniLED、康得新投資Ostendo等也相繼加入,至於大陸業者也希望透過策略聯盟與購併等方式以分散顯示技術佈局風險。

由於Micro LED仍有較高的技術障礙,台灣廠商多半選擇以Mini LED為起攻點,目前業界認為晶粒尺寸在100微米的為Mini LED,100微米以下的被定義為Micro LED。Micro LED產品的關鍵在於「巨量晶粒轉移」技術,不僅可降低量產成本,更可提升整體解析度,可望取代有機發光二極體OLED、液晶顯示LCD等現行顯示光源,成為未來的主流顯示光源。由於Micro LED橫跨面板、LED、半導體產業,整合跨產業鏈複雜,增加應用的困難度,所以宜從特定需求的產品切入,例如:AR/VR、手錶,先小量試產。

從手機面板成本來看,若採用Micro LED技術約300美元,相較於LCD液晶面板約15~18美元、AMOLED面板約70~80美元,因此Micro LED面板仍過於昂貴,不利於手機或電視應用市場,必須先尋求特殊利基型應用,例如:醫療、智能手錶、車載或VR/AR等產品。

在韓廠OLED夾擊之下,Micro LED可能成為台灣次世代面板廠的新出路。同時,蘋果供應鏈傳出OLED僅僅是一個未來五年的過渡產品,而Micro LED可能是新世代顯示技術。過去 3 年,蘋果重押台灣,龍潭廠就是蘋果研發測試微發光二極體最大的海外基地。從專利的角度來看,業界認為,蘋果併購的LuxVue以及工研院,有較為完整的Micro LED相關專利。
 
蘋果基於供應鏈供貨暢通考量,同時押寶OLED,鼓勵鴻海、日本 JDI(日本顯示器公司)、中國京東方加速量產 OLED。
 
但,蘋果會不會像放棄藍寶石玻璃技術一樣,突然放棄Micro LED?現況觀察,許多LCD/LED大廠都在加碼投資,中國政府也將扶植Micro LED技術。當台灣廠商已棄OLED情況之下,已做出大力擁抱Micro LED的選擇,未來,即使近百家廠競逐Micro LED,如同過河卒子,非衝不可。(1496字;圖1)
 
 
參考資料:
Micro LED歷史、現況、原理製程及企業戰力分析。LEDinside, 2016/8/4
OLED僅是過渡產品,Micro LED才是未來?智通財經,2017/5/12
蘋果的台灣神祕兵團,獨家曝光直擊桃園龍潭研發基地。TechNews, 2017/5/3
美國科銳宣佈與中國三安光電成立中功率LED合營公司。LEDinside, 2017/4/26
【集邦觀點】台灣面板業遭中、韓夾擊,Micro LED 能成為新解藥? TechNews, 2017/4/22



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