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IFWS&SSLCHINA2024| 元旭半导体席光义:从芯到屏 智显未来 开启Micro-LED智慧显示时代

Micro-LED 被视为继LCD 和 OLED 之后的新一代革命性显示技术。其具有自发光、高效率、低功耗、高集成、高稳定性、全天候工作的优点,被认为是最有前途的下一代新型显示与发光器件之一。

近日,由苏州实验室、第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)、中关村半导体照明工程研发及产业联盟(CSA)主办的第十届国际第三代半导体论坛&第二十一届中国国际半导体照明论坛(IFWS&SSLCHINA2024)在苏州召开。

席光义1

席光义

元旭半导体科技股份有限公司董事会主席兼CEO

期间,“Mini/Micro-LED技术产业应用峰会”上,元旭半导体科技股份有限公司董事会主席兼CEO席光义做了“从芯到屏 智显未来——开启Micro-LED智慧显示时代”的主题报告,分享了Micro-LED显示技术的机遇、挑战与创新方向。

Micro-LED是第三代半导体光电子领域中的重中之重。主要应用于消费电子领域,包括高清显示屏/电视、AR/VR设备等。随着技术的不断成熟和成本的逐步下降,Micro-LED有望在更多领域得到应用。新型LED显示产品进入商业化阶段,性价比快速提升。MicroLED芯片开发对降本和性能提升意义重大。 

随着P1.5以下产品的渗透以及Micro-LED的市场热度,COB的市场占有率也在逐渐提高,品牌活跃度不断提高,未来呈快速增长之势。受技术突破、成本降低、产业链进步等因素的推动下,LED显示向集成化方向发展,预计MicroLED在未来三年出现重大进步。Micro-LED关键技术突破后,将进入Micro-LED集成显示时代。“性能提升+成本下降”成为产业发展驱动力。 

报告中分享了激光剥离技术、巨量转移技术、Micro-LED灯驱一体有源驱动技术等多项技术趋势。Micro LED显示拥有优越的性能,但是在技术层面还有待突破,其中一项关键技术是外延衬底的剥离。基于GaN发光材料的Micro LED芯片,由于GaN与蓝宝石晶格失配度较低且价格低廉,所以蓝宝石衬底成为外延生长GaN材料的主流衬底。但是,蓝宝石衬底的不导电性、差导热性影响着Micro LED器件的发光效率;同时,脆性材料蓝宝石不利于Micro LED在柔性显示方向的运用,基于以上原因及MicroLED显示本身分辨率高、亮度高、对比度高等优势特点,激光剥离蓝宝石是必要且关键的环节,且激光剥离技术更能凸显Micro LED的优势。激光剥离环节实质上是一个单脉冲扫描的过程,利用高能脉冲激光束穿透蓝宝石基板,因此对激光束的均匀度和稳定性有极高的要求,目前全球拥有该项技术并能用于稳定生产的企业不多。 

巨量转移技术将助MIP技术路线走向量产,巨量转移技术是一种专门用于Micro-LED显示技术中的关键步骤,旨在将大量微小的LED芯片从生长基板高效、精确地转移到目标驱动基板上,以构建高密度、高质量的显示阵列。巨量转移技术的发展对Micro-LED显示技术的商业化进程具有深远影响。通过提高转移效率和良率,降低生产成本,Micro-LED技术将更具市场竞争力。 

Micro-LED显示技术有无源驱动(PM)和有源驱动(AM)两种驱动方式。驱动方式不同,Micro-LED像素单元驱动电路的结构也不同。由于无源驱动采用扫描的方式,每一个时刻内仅有一行像素在发光,占空比较小且瞬时亮度高,存在扫描线。而采用有源驱动方式时各像素独立可控,是未来Micro-LED技术进步的方向。在有源驱动电路中,每一个Micro-LED像素都有各自独立的驱动电路,双晶体管单电容2T1C电路是最基本的有源矩阵驱动电路。有源驱动方式克服了像素在扫描时存在的串扰问题,让像素单元有更长的点亮时间,使Micro-LED显示器拥有更高的显示亮度。

目前,元旭半导体以自研Micro-LED显示芯片和先进集成封装技术作为强支撑,聚焦于新一代智慧显示产品的设计与创新,形成从Micro-LED显示芯片、先进集成封装到新一代智慧显示产品的垂直整合智造,在成本控制和产品性能特征方面实现跨越式提升。元旭半导体Micro-LED显示面板产品广泛应用于大型会议中心、商业显示、XR虚拟拍摄、家庭影院等新型智慧显示领域。 

元旭半导体持续深化"从芯到屏"的一站式产业化战略布局,核心优势在于半导体领域的深厚研发实力和产业链的全面整合,在芯片设计、微型化薄膜芯片、巨量转移、超高精度布线、先进集成封装等方面积累了丰富经验,确保产品的卓越性能和稳定性。在"自主性研发+智能化生产"双重核心能力的驱动下,元旭半导体逐步构建起从MicrO-LED显示芯片、先进集成封装到新一代智慧显示产品的垂直整合智造体系,大力推动MicrO-LED产业走进商业显示及家用领域。 

资料显示,元旭半导体无锡研发基地面积为6000平方米,定位于研发中心&一期智能化制造中心。涵盖芯片设计、微型化薄膜芯片、巨量转移、超高精度布线、先进集成封装等多项关键显示技术环节。 其Micro-LED集成光电子天津超级工厂总面积为40000平方米,涵盖2000 平方米百级净化车间:14000平方米千级、万级净化车间;8000平米显示屏校正测试、组装车间。天津超级工厂全面集成晶圆材料、芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等全产业链环节,重点开展第三代半导体Micro-LED集成光电子整合智造业务,年产值约达10亿元。 

(根据现场资料整理,仅供参考)

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