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OLED/QLED当道 为何台湾却如此重视Micro LED?

导读: 在OLED、QLED、印刷显示成为未来行业公认路线的背景下,台湾Micro-LED联盟的努力更多显示的是“弱者”的苍白。

韩国、中国大陆、日本,现在投入力量最多的新兴显示技术是什么?OLED、QLED、印刷显示。行业预计在OLED面板上,2016-2018年将至少有3000亿人民币以上的行业投资落地。

反观Micro-LED,除了2012年索尼展示55英寸2K样机、2014年苹果收购LuxVue的新闻外,就剩下台湾这次“巨量微组装”联盟的成立仪式。前者,索尼和苹果在全球显示版图的影响力并不大;后者,中国台湾算是唯一“显示行业有影响力”的参与力量了。

中国台湾的选择:为什么是Micro-LED

或者说,Micro-LED正在表现出在台湾地区“独行”的趋势。对此,一个最有力的解释是“量力而行”。

从全球显示产业版图看。液晶平板技术早期市场是日本第一、韩国第二、中国台湾第三;中国大陆则主要从十一五计划时期开始进入追赶阶段。但是,现在,这个版图变成了韩国第一、中国大陆第二、中国台湾第三、日本第四。

不过,对于以上排名需要做一个特别说明:即日本显示产业界是平板显示发扬光大的来源。上世纪八九十年代,美国产业界认为液晶显示“最多只能做计算器显示屏”,所以放弃了这个产业。相应技术和产业链转移到了日本。日本电子界,因此建立起目前全球唯一全面的显示面板本土产业链。

但是,上世纪末本世纪初,日本产业界出现误判:认为液晶难以突破6代线,顶多只能做电脑显示器而已(夏普除外)。所以,将液晶显示技术以“无前途”和“电子配套”产业的方式转移到了台湾和韩国。——作为接受者,中国台湾“老老实实”的做起了配套买卖;而韩国则认为这是一个反超机会,逐步建立起全球第一大的产能和至少50%以上的本土上游配套。中国大陆地区产业则复制韩国的经验:上下游都重视,齐抓并进求突破,终于有了今日坐二望一的地位。

正是以上这个面板显示业的技术转移过程,决定了今日从产能看日本名列末尾,但是产业链完善程度和综合技术水平依然位居第一。——亦,行业整体实力最弱的是“台湾”。

“跟随者”、“做日本产业的中下游配套”,这样一个产业地位决定了中国台湾显示行业在“液晶——OLED”的转换过程中,再次掉档。而且这一掉不要紧,不仅产业链技术落后日本、产能也将落后韩国和中国大陆地区。

但是,就是在这样一个关口,显示行业进入了为OLED和印刷时代到来大举投资的阶段。“拿不出钱”的台湾行业,几乎是“干瞪眼愣想办法”:这一“愣想”不要紧,Micro-LED作为一个缺乏巨头投入的冷门技术,似乎成为了“救命稻草”。再加上台湾显示、半导体、LED行业的功底扎实,所以有了“不妨一博”的“台湾Micro-LED独热现象”。

Micro-LED前景如何,能够助力中国台湾逆袭吗

Micro-LED显示的技术优势很明显:省电、寿命长、高亮度、可弯曲以及体积轻薄等等。但是,有哪个技术没有核心优势呢?

决定一个技术应用价值的不仅仅是其优势,更包括其劣势。Micro-LED显示的劣势在于两个方面:第一,大尺寸困难。第二,转移工艺困难。

对于第一个难题,基本是说“重点发展Micro-LED”就是放弃PC或者电视机显示应用,进而专注VR或者手机等小尺寸应用。

对于转移工艺困难这个问题,就是“巨量微组装”这个台湾发明的词汇的真实含义。以手机或者VR今天所大规模应用的中高端屏幕为例,基本分辨率达到500PPI。这意味着一块成品上会有数百万个基础发光器件——即“Micro-LED”微晶体。如何在驱动基板(TFT)上“焊接”(组装)这么多电极性的半导体晶体是一个相当复杂的工艺。

从既有的工业化微工艺技术看,只有美国德州仪器IT的DLP投影系统的核心光阀DMD芯片达到了这种“组装”密度。DMD芯片可以看成在单晶硅TFT结构上铺设微机电驱动铝箔反光层的结构。Micro-LED的实质则是在TFT结构上铺设固定的数百万,甚至更多的微小LED半导体晶体。

德州仪器的DMD工艺是独家“秘笈”,且经过三十年的发展目前成本水平依然不低——所以,德州仪器才推出单片式DLP投影技术,而不是全面采用三片式投影显示系统。

但是,即便工艺难度很高,也并不是说Micro-LED不能独家逆袭。且德州仪器的DMD不就是独家逆袭的范例吗?但是,真正要实现这种逆袭,台湾产业同盟们不仅要攻克技术难关,还需要攻克下游市场需求。

目前来看,Micro-LED市场集中在超小尺寸显示上。例如智能手机、智能手表、VR等。这些设备上,Micro-LED主要和OLED竞争。而后者现在已经有数千亿元的投资在路上,产能在大量形成。Micro-LED则还处于攻克最基本技术的门槛上。这个时间差足以导致:Micro-LED成功之日,市场早已被oled占据。

更为重要的是,智能手机作为小尺寸应用的主要市场,对于Micro-LED而言依然意味着“尺寸偏大”,即成本偏高;VR作为最佳潜力股,需要极高的像素密度,OLED已经在发展1000PPI+的VR面板,这无疑加大了Micro-LED的制造难度;智能手表上显示的核心需要除了节能,并没有特别要求,但这一市场总容量会比较有限——因为它的单台显示面积很小。

所以,选择Micro-LED作为逆袭方向,首先是放弃中大尺寸显示市场;第二是核心技术“还在突破的路上”,恐怕时间不等人;第三是预期目标市场前有OLED后有QLED,“压力山大”。

显示科技较量,产业链竞争是关键

需求是一个技术成果能否在市场上成功的“终极裁决者”。对于一地产业的发展这一规律依然亘古不变。

上世纪八九十年代液晶显示技术转移到日本重要原因之一是:日本成为消费电子大国、尤其是数码和IT产品大发展。那时候液晶系统的市场需求在日本。上世纪九十年代末,液晶技术转移到台湾和韩国的背景也包括“电脑显示应用”为主的下游产业市场在韩国和台湾。本世纪以来大陆地区在液晶显示上追赶和超越的逆袭,日本行业的衰落更与电视、电脑、手机等显示需求端下游产业市场主要集中在大陆地区紧密关联。

对于台湾Micro-LED产业,“巨量微组装产业推动联盟”首任会长、台工研院电子与光电系统研究所所长吴志毅指出,micro LED和微组装技术相当复杂,无法靠单一产业实现,因此必须跨领域串联半导体、面板、LED、系统整合等厂商,共同建立跨领域产业交流平台,将中国台湾打造成全球巨量微组装产业链供货重镇。因而工研院成立“巨量微组装产业推动联盟”,约有20多家厂商共襄盛举,涵盖LED、材料、IC设计、半导体封装、面板、系统应用等领域。

这个论断,显示了吴志毅先生对“产业链”价值的认可。他的逻辑是,台湾的Micro-LED上游产业链还算强大,并Micro-LED技术现在无人大规模研发投入,所以这是一个“在OLED技术相关专利多半已由韩厂掌握,若现在投入发展恐怕难以追赶”背景下,“开启了另一发展空间”的机会。

但是,在Micro-LED产业链的影响力上,台湾同行恰恰忽视了“关键下游市场”的力量。即台湾本岛的消费能力支撑不了一个新技术标准,中国台湾下游厂商的采购也支撑不了一个新技术标准。如果Micro-LED成功,绕不过终端市场:即大陆地区的产业支持。

同时,台湾还忽视了另一个问题,虽然在LED产业、半导体产业、TFT产业上,即Micro-LED的基础产业上中国台湾产业链比较长、比较丰富,但是韩国、日本和中国大陆地区相应产业的布局和实力并不比中国台湾弱。其中,中国大陆地区在关键的LED和TFT产业上的发展情势还好于台湾地区。

产业链上,上游不具有比较优势、下游更不具有需求优势,这是除了“技术和竞品”之外,台湾Micro-LED产业逆袭的又一“重大问题”。且这个问题,从全球显示产业的转移过程看,要比所谓的“技术是否领先”,或者“是否掌握优先专利”更为重要!——至少,显示技术和产业过去的三次转移,都遵循了成本和下游市场共同决定的规律。

Micro-LED联盟虽呕心沥血,但更像不得已为之

去年台湾经济界最大的爆料来自复兴航空的解散:这家公司6月份才宣布获得10亿台币收入,渡过前年的“坠机危机”,10月份的收入就下滑到了不足5亿台币,11月份更是轰然解散。

核心原因是什么呢?复兴航空长期经营问题肯定是有的(如最新飞机都已经18岁了)。但是,复兴航空解散的直接原因则是:蔡英文当局当政以来的一系列政策,使得台湾岛内大陆客源旅游业遭遇重创。

推此及彼。中国台湾这个以电子工业立命的经济体,政治上、安全上,与中国大陆地区这个巨大的下游市场、消费目的地渐行渐远,势必给台湾面板显示行业的未来“蒙上阴影”。在这样的背景下,资本是没有国籍的,亦可迅速流动。但是,台湾政府还是需要为百姓的未来做些“榜样”事件出来。例如,独家发展Micro-LED产业。

由上分析可见,Micro-LED在台湾的独立推进,更多的是在OLED眼看韩陆做大的产业趋势下、台湾目前的政治大环境下,台湾业内仅能寻找的“不得已”、“最不坏”的答案。

这个答案能成功吗?即便技术上能成功,市场上会不会是另一个等离子显示的覆辙?即便市场上也接受了Micro-LED来自其他地区的业者就甘心看台系吃独食吗?即便台系吃得下Micro-LED的独食,这个局限在小尺寸应用的显示技术,能够养活台湾整个显示产业体系吗?

所以,在OLED、QLED、印刷显示成为未来行业公认路线的背景下,台湾Micro-LED联盟的努力更多显示的是“弱者”的苍白。事实上,Micro-LED这个技术和联盟并没有成为台湾显示产业中的群创、友达两家巨头的“主攻方向”:如何尽快导入OLED才是这两家企业的最大命题。
在Micro-LED联盟成立一周前,友达昆山新厂投产。几乎该联盟成立的同时,群创母公司鸿海的下属企业夏普决定在鸿海深圳市的龙华工厂内成立统管中国业务的新子公司夏普科技。后者被认为与群创绕过中国台湾政治,假托夏普之名在中国大陆设立面板厂有所关系。从台湾显示产业大格局看,后两者才是真正体现中国台湾显示业界“方向”的事件。

承接在传统液晶(LCD)、OLED 后,Micro LED 被视为可能颠覆产业的新一代显示技术,而在 Sony 于 2016 年 6 月端出 Micro LED 新作后,这项令业界耳目一新的消息,引起市场对 Micro LED 的讨论热潮,也掩盖了先前关于 OLED 是否会取代 LCD 的声浪,使市场对 Micro LED 的关注再度来到了镁光灯下。

Micro LED 为何被看好成为新一代显示技术?

微发光二极管显示器(Micro LED Display) 为新一代的显示技术,结构是微型化 LED 数组,也就是将 LED 结构设计进行薄膜化、微小化与数组化,使其体积约为目前主流 LED 大小的 1%,每一个画素都能寻址、单独驱动发光,将画素点的距离由原本的毫米级降到微米级。

承继了LED 的特性, Micro LED 优点包括低功耗、高亮度、超高分辨率与色彩饱和度、反应速度快、超省电、寿命较长、效率较高等,其功率消耗量约为 LCD 的 10%、OLED 的 50%。而与同样是自发光显示的 OLED 相较之下,亮度比其高 30 倍,且分辨率可达 1500 PPI(像素密度),相当于 Apple Watch 采用 OLED 面板达到 300 PPI 的 5 倍之多,另外,具有较佳的材料稳定性与无影像烙印也是优势之一。

OLED/QLED大行其道 为何只有台湾如此重视Micro LED?

苹果与 Sony 抢先布局,瞄准两种极端尺寸应用

在Micro LED 这块还未开发完全的场域上,苹果与 Sony 早已抢先插旗,但两家公司对 Micro LED 的应用,分别在不同的消费电子层面上。

苹果专攻 Micro LED 的小尺寸应用,看上了 Micro LED 显示技术公司 LuxVue Technology,于 2014 年 5 月收购 LuxVue,取得多项Micro LED 专利技术,欲加快布局相关技术专利。当时苹果这项收购引发了市场关注,认为苹果可望在Apple Watch 与 iPhone 上采用新一代的Micro LED 技术,但因不愿过于依赖面板厂,于是转而将 LuxVue 收归麾下,以取得 Micro LED 领域的技术主导权。

先前《科技新报》曾报导, LuxVue 已在 2015 年 11月申请微型装置稳定技术专利,该专利技术含一特殊稳定层(stabilization layer),可稳固承载基板上的微型装置数组,如微型化 LED 装置、微型芯片等,确保其在移转(transfer)的过程中,能够维持平稳状态,这也是先前业界开发 Micro LED 所遭遇的瓶颈。而这项专利的曝光,显示了 LuxVue 已跨过 Micro LED 最关键性的移转技术门坎。

至于Sony,则是着眼于 Micro LED 的大屏幕。比苹果早一步发表相关产品的 Sony,早在 2012 年的国际消费性电子展(CES)上就推出「Crystal LED Display」,鸣响 Micro LED 消费电子应用的第一枪,今年 6 月更端出新作拼接显示屏幕「CLEDIS(Crystal LED Integrated Structure)」,具备超高亮度、无缝拼接与显示尺寸几乎无界限等特性,使 CLEDIS 在户外显示时能不受环境光线的影响,带来相当良好的视觉效果,Sony 更自信地宣称要在 2017 年实现 CLEDIS 量产目标。

各厂争相跨过技术门坎,取得专利技术以领先他厂

在这场Micro LED 领域的谁与争锋中,台湾不少大厂也已投入技术研发,包括半导体新创公司镎创(PlayNitride)、工研院、友达、群创、晶电。其他也在 Micro LED 争战行列的国际大厂包括 Sony、三星、乐金、日亚化学、夏普等,而从英国史崔克莱大学(University of Strathclyde)拆分出来的公司 mLED、美国德州理工大学(Texas Tech University)、法国原子能署电子暨信息技术实验室(Leti)、从伊利诺大学(University of Illinois)分拆出来的 X-celeprint 也都积极研发 Micro LED 技术。

其中,创立于 2014 年的镎创,与工研院合作开发相关技术,先前也发表了 PixeLED 专利显示技术;LuxVue 与 X-celeprint 在移转制程技术上领先他厂,且 X-celeprint 已取得 Micro-Transfer-Printing(μTP)技术的独家授权;史崔克莱大学专注于 micro LED 的头戴式显示(head-mounted displays,HMD)相关应用;而法国 Leti 实验室近期从智慧照明切入市场,预计在未来 2 至 3 年,将 Micro LED 重点放在抬头显示(heads-up displays,HUD)与头戴式显示上,最终目标则是在 10 年内,打入大尺寸显示应用市场。

从上述已投入技术研发的相关单位,就可看出未来 Micro LED 应用开发的大致雏形,如智能穿戴装置、智能型手机、虚拟现实装置与显示屏幕等。

或者说,Micro-LED正在表现出在台湾地区“独行”的趋势。对此,一个最有力的解释是“量力而行”。

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