SEMICON Taiwan展會與研討會直擊:VCSEL 光達 與 Micro LED 為明日之星

SEMICON Taiwan 2018國際半導體展於9月5日到9月7日於台北南港展覽館舉行,聚集680家展商、展出規模超過2000個攤位,規模再創新高,為全球第二大SEMICON展會;可見到主要設備廠商,如Aixtron、VEECO、Kulicke & Soffa Pte Ltd、旺矽皆有參展。展會同時舉辦功率電子暨光電半導體技術論壇,下午場次邀請到TriLumina、PlayNitride 錼創科技、KLA-Tencor、Camtek與SPTS Technologies等廠商發表最新技術進展,提供功率元件與光電產業先進市場方向。


 

主題一: VCSEL 光達
TriLumina 執行長 Brian P. Wong 提到公司成立於2011年,擁有覆晶陣列技術 (Flip Chip Laser Arrays) 應用於3D 感測與自動駕駛輔助系統。公司提供VCSEL磊晶專利、VCSEL晶片與模組設計。在模組設計上,TriLumina VCSEL 覆晶晶片結合微形鏡片 (Micro Lens) 加上固態電子光束偏轉控制 (Solid State Electronic Beam Steering) 應用於固態快閃光達 (Solid State Flash LiDAR)之中。TriLumina 提供短程、中程與長程光達產品,以300W 脈衝功率(Pulse Power) 的VCSEL 陣列可達到250公尺的感測距離,這是相較於邊射型雷射 (Edge Emitter Laser) 為最主要使用VCSEL產品的優勢。

TriLumina 表示,其VCSEL產品性能表現更經得起車用可靠度規範 AEC-Q100 Grade 1 (-40℃-125℃)的考驗。最後 Brian認為手機3D 感測與光達產品將會是主要驅動VCSEL 市場需求的兩大主要應用。

LEDinside 觀點

光達雷射市場產值於2017年達到1500萬美元,2020 年將有機會到達1.54億美元,主要應用包含車用光達、智慧交通監控與管理、無人機、測量與掃地機器人。其中以車用光達來說,雷達已開始廣泛用於中高階車款的ADAS系統,並加速滲透入門車款,而光達則受限於產品體積與成本等因素,仍未大量於大眾車款中商用,目前多用於試行的自動駕駛車中。隨著市場要求與產品技術提升,光達技術 (LiDAR) 將於等級四與等級五進入市場應用。

光達於車用市場發展主要分為四大技術挑戰,未來需要持續提升感測距離 (Sensing Range)、角度解析度 (Angular Sensing Resolution)、可視角度(Field of View) 、運算能力 (Computational Challenges)。其他則包含體積與成本的下降,並須克服光達在嚴苛環境下的挑戰,如下雪、下雨、灰塵、髒污或是撞擊震動等等。

主題二: Micro LED
功率元件暨光電半導體研討會第二重頭戲邀請到錼創科技執行長李允立博士與 KLA-Tencor 資深應用工程師 Akash Nanda。

錼創科技執行長李允立提到Micro LED 可提供更好的顯示品質、廣色域等優勢,相較於OLED 顯示須持續提升產品信賴性,Micro LED 更可成為未來指日可待的終極顯示技術。除此之外 Micro LED 搭配感測元件與搭配透明顯示可創造出不同的新興市場應用,而其中透明顯示屏更要求達到高亮度與高穿透率。然而Micro LED 前受限於發展的挑戰,包含了晶片的效率、轉移良率、檢測與如何修復等眾多技術上的瓶頸,若能一一解決,產品成本將有機會勝出。

李允立指出,晶片尺寸已推出15微米x 30微米RGB Micro LED (覆晶晶片) 與2.5微米x2.5微米大小的單色Micro LED(垂直晶片);同時於轉移技術上可達到99.9% 的良率,未來將持續提升產品良率,減少缺陷(Defect)產生。同時,錼創針對於目前業界難以解決的修復問題提出解決方案- SMARTech,修復技術上具有選擇性(Selective Mass Addressable Repair Technology),將可達到精準修復。

光學檢測缺陷包含影像辨識、光致發光影像檢測 (Photoluminescence- PL)、光相位等技術。KLA-Tencor資深應用工程師 Akash Nanda提到光相位技術則是透過光反射回來的相位訊號,表面凹凸會不一致的原理,重建3D 影像圖。Candela 機台提供表面缺陷偵測,提供更好的晶片品質。

LEDinside 觀點

根據LEDinside 最新研究報告- 2019 全球LED 顯示屏市場展望- 電影院、租賃市場與價格趨勢中提到,顯示屏廠商朝向高清化顯示影像發展,因此小間距與P1.0 以下超小間距顯示屏將成為LED廠商、LCD廠商與LED顯示屏廠商未來必爭之地,主要廠商包含SONY、三星電子、LGE、聚積、宏齊、國星等廠商,相信在未來3-5年,隨著技術去瓶頸化,將有助於LED顯示屏切入高階利基市場。

(文 Joanne / LEDinside)
 

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