群智咨询:AR头显将是MicroLED技术革新的最大驱动力

272 4月18日
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徐文强 智通财经资讯编辑。

智通财经APP获悉,群智咨询表示,随着AIGC领域的迅速崛起,这一新兴技术很可能将成为推动AR产业创新突破的关键因素。AI与AR的高度整合预示着一个崭新时代的到来,在这个时代里,AR将被赋予前所未有的功能特性,超越传统大众消费电子产品的能力边界,创造出更为丰富多元且高度契合环境互动需求的用户体验。AI为AR行业带来的创新性需求场景,无疑将为MicroLED技术的持续发展注入新的活力。从应用需求角度而言,AR头显将是MicroLED技术革新的最大驱动力。尤其,在苹果取消MicroLED智能手表项目之后,这一诉求变得更为关键和迫切。

应用端:苹果智能手表项目终止,AR领域成MicroLED商业化新寄托

MicroLED以微米级LED作为像素发光单元,具有高亮度、高对比度、高像素密度、可拼接等多重优势。目前主要的应用包括三个方面:超大尺寸TV、AR眼镜、智能手表。

MicroLED最先商业化应用的TV领域而言,对比传统LCD电视,MicroLED具备更高的亮度、对比度,对比OLED电视使用寿命更长,不易出现色彩衰减,亮度更高。然而,LCD技术成熟、成本优势显著,面板产能充足;QD-OLED、WOLED、Mini LED背光等技术也在不断升级,产能逐步增加,以满足高端TV电视的需求。MicroLED电视,价格高昂,生产良率依然很低,在很长一段时间成本性方面都将难以和LCD、QD-OLED/WOLED、Mini LED背光技术相匹敌。因此,TV市场并非是MicroLED技术发展革新的首要驱动力。

在苹果放弃MicroLED智能手表项目前,智能手表一直被认为是MicroLED首先商业化应用的应用。苹果选择在智能手表上采用MicroLED显示技术,一方面原因在于智能手表屏幕尺寸相对较小,巨量转移工艺技术难度相对较低。适合在该应用上验证MicroLED技术后将该显示技术推广至智能手机等其他消费电子应用中。此外,对比OLED,MicroLED的高亮度、低功耗,可集成更多功能芯片,赋予MicroLED颇具差异化的特色。然而,苹果的放弃举动,无疑揭示了这一技术商业化进程中所面临的复杂性和艰巨性。

而对于AR头显应用而言,MicroLED是最适合的显示技术。目前AR头显中,MicroOLED以轻量化、高像素密度、对比度、响应时间、功耗等方面的优势,逐渐成为近年来新晋发布AR头显的主流显示方案。不过由于在亮度方面的缺陷,MicroOLED主要搭配Birdbath、自由曲面等光利用率高、而轻型化受限化的光学方案,在头显效果上,更适合室内应用。而MicroLED,通过硅基技术结合微米级LED,可满足高像素密度、高亮度、低功耗等一系列AR头显的性能要求,也可结合光波导光学方案,实现设备轻型化。

因此,从应用需求角度而言,AR头显将是MicroLED技术革新的最大驱动力。尤其,在苹果取消MicroLED智能手表项目之后,这一诉求变得更为关键和迫切。MicroLED显示技术最早有望在2027-2028年将迎来较大的出货量突破,根据群智咨询(Sigmaintell)预测数据,预计2028年全球XR行业MicroLED显示出货将达到520万片。而真正的大规模量产转折点,则建立在行业领军品牌及主流制造商对该技术的积极采纳与有力推广的基础之上。此外,AR应用领域内创新性需求场景的有效实现同样是驱动MicroLED技术迈向产品化和市场化深层次发展的不可或缺的前提条件。


技术端:大尺寸产业化进程受限于巨量转移,AR头显全彩化仍是最大瓶颈

不同应用对于像素密度、μLED芯片尺寸等要求差异较大,单一技术路线难以实现所有要求,因此根据应用场景不同,MicroLED的技术路线也完全不同。大尺寸TV方向采用PCB/玻璃基+巨量转移。小尺寸AR头显方向,像素密度极高,现有巨量转移技术的精度很难满足,业界更倾向于采用硅基+单片集成方式实现。

大尺寸方向,目前无法批量生产的最大的瓶颈依然为巨量转移和检测修复。显示面积的增大,显示像素呈指数级增加,数以千万颗微米级LED,利用现有的转移技术难以实现高精度、高良率的转移,成本高昂。巨量转移成为制约大尺寸MicroLED商业化最大的瓶颈。此外转移后的巨量检测、修复也是这一流程中不可缺少环节,但是目前技术仍不成熟。

AR方向,目前最大的瓶颈在于全彩化。全彩化的方式有三种,蓝光LED+色转换,合光方案,以及三色RGB材料生长方案。不同于大尺寸,AR应用像素密度要求很高,如果采用蓝光LED+色转换的方式,需要高密度色转换层像素化技术,目前这一领域尚未得到明显突破。如果采用合光方案,将三色MicroLED显示器进行合光转换,一则显示器件体积较大,此外畸变难以控制,显示效果较差。

而RGB三色材料方案,短板在于红光LED。通常GaN基发光器件只能生产出蓝光和绿光微显示器,而红光生产依赖于AlInGaP基器件。由于载流子扩散长度大和表面复合速度高等因素,AlInGaP材料难以生产出性能达标的小尺寸显示器,其产品效率会随着器件尺寸缩小而急剧降低。此外如果红、绿、蓝三色Micro LED不能在同一个基板上同时生长,会给量产造成很大困难,包括增加巨量转移次数、驱动设计难度大大增加等。目前,全球具有红光InGaN μ-LED芯片技术能力的公司很少,例如 Plessey,首尔半导体子公司首尔伟傲世、法国Soitec、韩国外延片公司Sofi-Epi、Porotech等,而这些技术的大规模量产性仍有较大难度。

展望篇:AI驱动AR应用创新,MicroLED技术在新需求场景中的未来发展机遇

在AR领域,技术的不成熟固然是一个限制因素,但更为关键的是市场需求。为了推动AR技术的市场进步,需要创造出与手机、笔记本电脑等大众消费电子一样不可或缺的应用需求,这无疑是市场发展的核心诉求。

当前AR技术的核心应用功能主要分为两大类:视觉体验优化如观影体验,以及信息实时推送与指示。这些应用初步展示了AR技术的潜力,但并未充分挖掘出AR技术与真实环境深度互动的价值。群智咨询(Sigmaintell)认为,随着AIGC(人工智能生成内容)领域的迅速崛起,这一新兴技术很可能将成为推动AR产业创新突破的关键因素。AI与AR的高度整合预示着一个崭新时代的到来,在这个时代里,AR将被赋予前所未有的功能特性,超越传统大众消费电子产品的能力边界,创造出更为丰富多元且高度契合环境互动需求的用户体验。

对于MicroLED行业而言,苹果的放弃对行业来说,虽然影响重大。然而行业内其他企业仍在积极推动这一显示技术的研发和产业化进程。尽管行业巨头的放弃可能会暂时延缓这一进程,但AI为AR行业带来的创新性需求场景,无疑将为MicroLED技术的持续发展注入新的活力。因此,尽管面临一些挑战和困难,但MicroLED技术仍有望在AI与AR的融合中迎来新的发展机遇。

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