Mini / Micro LED 爆發在即,K&S 推 LUMINEX 解巨量轉移難題

Mini/Micro LED是一場全民狂歡的科技浪潮。

從產業角度而言,OLED、Mini/Micro LED在高階賽道平分秋色,但OLED技術卻以韓系廠商為翹楚,中國企業仍需時間積累技術和經驗。在此背景下,Mini/Micro LED強勢崛起,中國企業寄希望於藉此技術實現彎道超車,韓系廠商則期待仍能在這項技術上保持優勢地位。

從企業角度而言,Mini/Micro LED做為未來最具發展前景的新型顯示技術之一,布局Mini/Micro LED技術是對未來的未雨綢繆,一方面可以彰顯企業實力,另一方面也可以幫助企業透過Mini/Micro LED技術進入更多應用市場、打開更大的成長空間。

從消費者角度而言,Mini/Micro LED在使用壽命、穩定性、顯色性等方面的優異表現,可以滿足人們多方面的娛樂需求,帶來更為極致的視聽享受。

然而,儘管受萬眾矚目,但Mini/Micro LED在發展過程中仍有諸多問題待解。

成本和技術是Mini/Micro LED繞不開的話題

從去年到今年,我們頻繁聽到Mini LED產品上市的消息,產品囊括顯示器、電視、筆電等,但價格都不低。

筆電方面,蘋果今年發布的MacBook Pro 14英吋起售價為台幣59,900元,16英吋版本起售價為台幣74,900元。

電視方面,海信、樂視、雷鳥均發布了價格不足一萬的Mini LED電視,但這三個品牌在畫質上略有欠缺。其中,樂視發布的M65 Mini LED電視,尺寸為65英吋,採用了9,216顆燈珠、576個控光分區,峰值亮度為1,000nit,HDR對比度為100萬:1,價格是6,999元(人民幣,下同)。

相比之下,同樣是65英吋的TCL C12量子點Mini LED智慧螢幕的HDR對比度高達1,000萬:1,而120Hz的刷新率讓C12即使在電競場景也能勝任。當然,該產品的價格比樂視M65高了不少,為14,999元。

顯示器方面,惠科發布的PG27P5U Mini LED顯示器大小為27英吋,售價為9,999元。而這已經是目前市面上的Mini LED顯示器中,價格較為親民的一款產品了。

可以看到,Mini LED產品仍然屬於高階產品,其銷量的提高仍有賴於成本的進一步下降;而Micro LED是在Mini LED技術的基礎上進一步的微縮化,在晶片、背板、巨量轉移、全彩化、接合、驅動和檢測維修等方面存在的瓶頸更大,其產品的售價更高。

一項技術意欲進入消費端,價格是一個絕對無法規避的因素。Mini/Micro LED的降本增效是整個產業鏈共同面臨的問題,非一家之力可以實現,但一磚一瓦可砌成牆,一絲一縷可織成布。當下,各家企業正發揮各自優勢,積極投身到技術的研發中,而總部位於新加坡的半導體封裝設備廠商Kulicke & Soffa(K&S),日前在德國Productronica展會期間展示的LUMINEX產品,則指向巨量轉移這一環節。

從50Hz、15μm到100Hz、10μm,K&S的自我進化

LED晶片製作完成後,需要透過巨量轉移將其轉移到驅動電路背板上,而微縮化的Mini/Micro LED晶片對於巨量轉移的速度、精度、良率有了較高的要求。

一方面,傳統的晶片轉移方式對單顆晶片的尺寸要求存在一定的物理極限,一旦晶片太小則無法轉移;另一方面,傳統晶片轉移設備的機器手臂一次僅可轉移一顆晶片,轉移效率難以進一步提高,這意味著隨著Mini/Micro LED時代的到來,傳統的晶片轉移技術已逐漸面臨天花板。

要實現Mini/Micro LED商業化帶來的量產需求,就需要透過高精度的設備,將巨量的微米級的LED晶片正確、高效、完好地轉移到基板上。針對這一痛點,K&S經過多番研究,認為雷射是一種行之有效的方式。

▲ K&S集團執行副總裁/總經理張贊彬及Mini/Micro LED平台LUMINEX。

K&S集團執行副總裁/總經理張贊彬指出,與pick & place等晶片轉移方式相比,雷射具有操作方便、速度快、精度高的優點,能大大提高Mini/Micro LED的生產速度和良率。

據悉,之前K&S已經推出的PIXALUX設備,其晶片轉移速度為50Hz(相當於每秒50次放置),精度可達15μm。

如今,K&S進一步突破自身的極限,其最新推出的LUMINEX設備,能夠以100Hz的倍數進行多圖形放置(MPP:Multi-Pattern Placement),掃描模式下高達10,000Hz(相當於每秒10,000次放置),精度也進一步提升到10μm,將先進顯示技術和應用的生產力與效率提高到一個新的水平。

以一個75英吋4K螢幕為例,其在生產過程中所需要轉移的微米級晶片數量高約為2,500萬顆(以3,840×2,160×RGB三色計算)。如採用傳統轉移技術約需要較長時間,而LUMINEX設備的速度則是指數級的提高,生產效率不可同日而語。

由於全球顯示供應鏈集中在中國、南韓,K&S也將亞洲做為主要市場進行開拓。2010年,K&S在新加坡設立總部,目前收入的90%來自亞太地區。而LUMINEX設備的推出將進一步擴大K&S在新型顯示市場的優勢。據悉,LUMINEX設備可以實現晶片的分選、重新排列、最終轉移三大功能,並支持排序、混合和間距調整步驟以及最終放置過程,未來將在晶片廠、面板廠中得到廣泛的應用。目前,LUMINEX已經成功交付。

在終端應用方面,Mini LED背光產品正在逐步邁向成熟,而Micro LED技術則仍需持續積累技術、降低成本。張贊彬指出,短期內,Micro LED主要的應用場景仍然是大尺寸顯示,但從長期角度而言,AR/VR可能是Micro LED技術未來的主要市場。同時,當技術、良率、成本進一步成熟,Micro LED有望進入車載、手機市場,占據更大的市占率。

K&S築高技術城牆:收購Uniqarta

值得注意的是,Mini/Micro LED產業鏈的狂歡並未在終端銷量中得到體現。從已經量產並發布的Mini/Micro LED產品來看,其銷量遠遠達不到預期的「爆發式增長」的程度。針對這一現象,張贊彬解釋:「需求還是十分可觀的,只是Mini/Micro LED技術還有待發展。」

事實也的確如此。技術在發展過程中帶來的高成本、高售價,極大地影響了消費者選購Mini LED產品的欲望。但隨著Mini/Micro LED市場潛力的逐漸顯現,資本的神經被高度挑動,從利亞德、洲明、艾比森等傳統LED企業,到京東方、TCL華星等面板企業,再到終端企業如小米、華為、OPPO等手機廠商,康佳、海信等電視廠商紛紛下場拚殺。

LEDinside認為,Mini/Micro LED產業的整體投資規模日趨龐大,這就為Mini/Micro LED技術的成熟提供充足的保證,也為未來長期平均成本的下降提供較大空間,Mini/Micro LED未來可期。

然而,Mini/Micro LED技術體系宏大而復雜,目前,多數企業選擇透過合作的方式搶攻市場,K&S也不例外。

自從2017年K&S開始PIXALUX的研發以來,公司在新型顯示領域的競爭優勢就在不斷提升。到了2021年2月,K&S進一步收購美國初創公司Uniqarta,包括其智慧財產權與專利組合。據了解,Uniqarta的雷射轉移LEAP技術(Laser-Enabled Advanced Placement)可以加強K&S在Mini/Micro LED技術上的優勢,共同打造超高速和高精度設備,以快速打入先進顯示市場。

LUMINEX設備的推出是K&S多年努力的最好回報。據悉,LUMINEX是首個完全採用K&S技術開發的高級顯示解決方案,而在未來,K&S也將進一步提高設備的生產效率、良率、精度,應對未來的Mini/Micro LED市場需求。

(文:LEDinside Lynn)

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