再造一个Micro LED产业基地！晶能光电外延总监眼中的Micro LED未来

现在全球的LED产业链资源都聚集在中国，国内的厂商完全有能力再造一个Micro LED产业基地。

——晶能光电（江西）有限公司外延总监涂逵

时间已来到2022年，晶能光电成立16年了。十余年的光阴里，晶能光电走过了一段艰苦卓绝的技术产业化历程，秉持着坚守的信念、本分的精神，用过硬的品质，从移动照明到手机闪光灯，再到汽车照明，锻造了一个又一个细分领域的“单打冠军”。

来到LED微缩化时代，晶能光电又将硅衬底GaN基材料技术应用于Micro LED，进度喜人：2020年适用于户外高分辨率显示屏的硅衬底垂直MiniLED蓝绿芯片批量生产；2021年9月成功制备出硅衬底红光Micro LED；2022年R、G、B三基色Micro LED矩阵成功点亮……

长远来看，Micro LED作为终极显示解决方案，应用前景以及其可创造的价值都极具吸引力。近日，LEDinside与晶能光电（江西）有限公司外延总监涂逵进行对话，畅谈硅衬底Micro LED发展大潮，共谋中国Micro LED产业的未来。

博弈与发展：Micro LED的技术路线

问：实现Micro LED的技术路线主要有哪些？

答：目前，Micro LED的技术路线有两种：芯片巨量转移和高PPI的晶圆直接键合方案。从Micro LED生长衬底来分，也存在两种技术路线：一种是4/6英寸的蓝宝石衬底外延，利用激光剥离技术制备Micro LED；另一种是8英寸及以上硅衬底LED外延，利用湿法无损去硅和类IC工艺制备Micro LED。

业界普遍认为大尺寸硅衬底方案将更适合生产晶圆直接键合、高良率、高PPI、低成本、面向AR应用的Micro LED微显模组。

问：目前市场上主要采用蓝宝石衬底，硅衬底并非LED界的主流，原因是什么？

答：我认为主流和非主流是相对而言的。

蓝宝石衬底LED技术是所谓的产业“主流”，因为蓝宝石衬底LED外延技术相对成熟，规模优势明显，在通用照明领域已经有了较好的应用，从业的企业多，行业内技术流转通畅。

硅衬底LED技术是“非主流”。到目前为止，除晶能光电、三星之外，真正规模化量产硅衬底LED的公司几乎没有，因为它难度大、开发时间长，且全技术链条完全依靠自主研发，不利于LED行业复制扩产，这些都是制约其成为“主流”的客观原因。

但在一些特殊的照明应用上，比如移动照明、手机闪光灯、汽车照明等，硅衬底LED技术的垂直结构、单面出光的优势可以发挥到极致。在这些领域，晶能光电已经取得不错的成绩；而在Micro LED等新型显示领域，我认为，大尺寸加上垂直结构工艺，硅衬底LED技术的潜力不可限量。

技术与挑战：前路漫漫亦灿灿

问：晶能光电在硅衬底Micro LED技术上的优势是什么？

答：晶能光电走的是硅衬底Micro LED技术路线，这也是我们的优势。我们现在是硅衬底GaN基LED生产的IDM企业，拥有包括硅衬底GaN材料生长、LED芯片制备，灯珠模组生产的全链条产业化积累，产品在移动照明、闪光灯、户外照明、直显屏领域历经考验，获得了中高端市场的认可。

在大尺寸领域，晶能光电早在2012年就实现了8英寸蓝光外延片的稳定量产，2019年和2020年分别实现了8英寸绿光外延片和红光外延片的量产，目前正在向位于国内、欧美以及东南亚等国家及地区的20多家企业和科研单位提供高质量的4~8英寸365nm~650nm硅衬底LED外延片。

问：据了解，硅衬底在大尺寸方面有优势，请问目前晶能光电的硅衬底主要采用哪个尺寸的工艺？未来的趋势是什么？

答：目前晶能光电的照明用产品线是利用4英寸硅衬底LED工艺平台进行生产，这个尺寸已经具备了规模化生产的优势，如果要转成更大尺寸生产，需要在芯片端的一些设备上做一些改进，但更大尺寸的工艺我们是已经完全掌握的。

Micro LED将主要基于8英寸平台，目前8英寸Micro LED外延片已经量产，8英寸芯片产线正在完善中。未来一段时间，量产的产品仍将以8英寸为主，后续将根据市场和技术的成熟度适时推进12英寸工程验证。

问：红光是Micro LED技术的重大瓶颈之一，晶能光电在这一方面有何突破？

答：四元红光Micro LED在芯片尺寸下降至微米级后，发光效率急剧劣化，并且四元红光材料较脆，导致制程良率低下。

业界非常寄望于以QD色转全彩方案和InGaN红光Micro LED实现技术突破。晶能光电一方面在QD色转技术路线上与行业内知名机构联合开发，目前已经有了不错的效果；另一方面，在2020年推出8英寸硅衬底InGaN红光外延技术，目前仍在持续研发以提升InGaN红光光效。

晶能光电展示的硅衬底GaN基RGB Micro LED阵列

应用与未来：国产化任重道远

问：硅衬底Micro LED技术目前处于哪种发展水平？中国企业和国际企业是否存在差距？

答：晶能光电在硅衬底LED外延和芯片量产上已积累了16年的经验，在消费电子、汽车电子等高端应用上通过了性能和可靠性的市场检验。这些产业化的经验对硅衬底Micro LED芯片工艺的成功实施弥足珍贵。我们去年已经发布了三基色硅衬底Micro LED芯片阵列，今年我们又有了新的突破。

目前研究硅衬底Micro LED的国外企业有PLESSEY，ALLOS、Apple等，国内很多初创企业也在深度开发硅衬底GaN基Micro LED，我认为这是一个非常好的信号，说明不再是晶能一家在战斗。Micro LED本质上是微米级的LED，只是技术和设备要求会更高一些。现在全球的LED产业链资源都聚集在中国，国内的厂商完全有能力再造一个Micro LED产业基地。

问：国内在硅衬底Micro LED的产业链哪部分较为薄弱？您认为国内企业应该如何布局？

答：我认为一个新兴技术的突破首先是设备方面的突破，设备的国产化又会拉动技术的规模产业化。因此，在芯片端，目前Micro LED的核心设备如MOCVD、高分辨率光刻机等如果能够尽快国产化，将对技术的突破有非常大的帮助。

其次是全彩技术路线，我们认为需要解决QD色转换效率、小尺寸芯片红光效率（四元或InGaN红光）等问题。目前国内已有多家企业布局硅衬底Micro LED的市场，利用外延+下游合作的模式，这样能够避开外延材料的高额研发投入，让产品快速地走向市场。

晶能光电一直是开放的、合作的，我们希望能够和设备厂商一起努力，开发出国产化的Micro LED设备；同时和下游客户一起，探索合适的Micro LED技术路线，帮助客户持续降低成本，增加市场竞争力。

问：硅衬底Micro LED产品能否进入消费级？主要在哪类应用场景率先起量？为什么？

答：我相信再过3-5年，硅衬底Micro LED产品就能进入消费级。

应用场景方面，硅衬底具有易剥离的技术特点，特别适合做集成的微显示模组，在AR眼镜/AR-HUD等领域会率先起量，分别是消费电子和汽车电子市场。

Micro LED有望在AR眼镜/AR-HUD等领域会率先起量

这主要是因为，AR眼镜目前存在的主要问题是亮度及续航，AR-HUD的主要问题是体积、亮度等，而这几点都是Micro LED技术的优势。

另一方面，相对于大屏显示，AR眼镜/AR-HUD对显示模组的成本敏感性没有那么高，产品和市场匹配度较好，消费者接受程度高。同时，随着8英寸硅衬底LED的大规模量产，Micro LED芯片的成本相比4英寸的蓝宝石会大幅下降，在Mini/Micro LED大屏显示市场将会引领新的技术潮流。

但是我认为这个应用的实现，还是需要产业链上下游的共同努力。（文：LEDinside Lynn）

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