随着科技的进步和市场需求的不断变化,半导体显示技术正在不断发展和完善。从技术角度看,半导体显示技术经历了多个阶段的演进,从最初的CRT显示技术,到后来的LCD技术,再到现在的OLED技术,每一次技术的革新都带来了显示效果的显著提升。目前,LCD、OLED技术以诸多优势成为主流显示技术,同时具有代表性的LCOS、Micro OLED、Mini LED、Micro LED、QLED等技术共同构成了多元化的新型显示格局。
3月20日,在SEMICON/FPD China同期论坛:中国元宇宙显示大会 - 硅基显示论坛上,国内外知名专家汇聚一堂,探讨了不同新型显示尤其是硅基显示的技术路线、生态构建及发展应用前景。
论坛由东丽先端工程技术(上海)有限公司董事长兼总经理董刚先生主持。
SEMI全球副总裁、中国区总裁居龙先生在现场致辞中向各位嘉宾、专家、业界朋友们问好。在半导体销售额迈向万亿美元的征途中,AI毫无疑问是最热门的话题和最重要的驱动力,况且任何AI都需要人机交互界面,这就是显示行业的机会所在。根据预测,2024年显示面板行业销售额将增长7%,其中新兴硅基Micro LED产业是增长较快的部分。
现在是一个无处不“芯”、无“芯”不能、“芯屏”契合的时代,在半导体与显示行业的发展中,显示行业作为半导体应用的一个重要领域,每一次技术革新都将带来显示效果的显著提升。随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展,这两个行业将继续保持快速发展的态势,对于提升生活品质,带动相关产业协同发展,促进信息科技产业升级具有重要意义。
中国光学光电子行业协会液晶分会常务副理事长梁新清和京东方科技集团股份有限公司首席战略官、高级副总裁齐铮为会议致辞。
梁新清代表行业协会组织对SEMICON China 2024盛大开幕以及同期论坛的举办表示祝贺。多年来SEMICON China伴随着全球半导体和显示产业的发展,已经成为了全球泛半导体业界同行交流聚会的平台,特别是在推动中国泛半导体产业发展、促进全球合作方面发挥了无以伦比的作用。与半导体产业紧密关联的显示,一直以来也承载着推动整个电子信息技术发展的重要使命。未来显示技术的发展并不意味着不同技术之间的淘汰,而是各种新技术新需求并存迭代,本场大会汇聚了显示各界的精英与企业,相信对推动产业链上下游全方位合作会发挥非常重要的作用。
齐铮表示,本次中国元宇宙显示大会-硅基显示论坛的召开是一个非常好的机会,能够与各位行业专家进行思想碰撞和分享,与上下游伙伴共谋元宇宙未来的发展。元宇宙是融合虚拟现实的新的业态,而且有着广阔的前景。其中显示器件作为重要的端口,不仅是数据产生和呈现的核心载体,同时也为用户创造沉浸式的体验提供了关键的支撑。面对元宇宙市场的发展需求,显示技术必须要朝着更高的分辨率、更快的刷新频率、更广的色域和更低的延迟等方向持续发展,以实现近眼显示的超逼真画质的呈现。面对元宇宙产业即将带来的蓬勃发展的机遇,我们要积极推进行业的协作,深化产业融合,坚持通过技术和产品的创新来实现产业的破局。
论坛由主旨报告和三组主题演讲组成。
主旨报告
视涯科技股份有限公司共同创始人、副总裁刘波的主题演讲为《硅基OLED市场机会及技术需求探讨》。智能手机终端可以满足生活中的大部分需求,然而日常生活离不开各种屏幕,随着空间计算时代的到来,需要更多可随时随地呈现多维度信息的便捷性屏幕,穿戴显示成为未来显示的发展方向。他分享了2023年AR/VR设备的市场规模及未来市场前景的预测。显示技术需要向高PPI、宽色域、高亮度、低功耗四大方面发展才能满足增长的市场需求,他详解了硅基OLED工艺流程与基本结构,包括Tandem、Micro Cavity、Microlens、RGB Direct Pattern等器件结构与优势。
京东方科技集团股份有限公司硅基LED负责人陈小川在《虚实融合,屏启未来》主题演讲中分享了XR行业演变与发展趋势,目前全球VR整机销量正在稳步增长,VR设备中,Fast LCD 短期内仍是主流的显示产品,Micro OLED/LED逐步渗透。他对比了多种近眼显示技术,介绍了京东方在Fast LCD技术以及硅基OLED技术升级方面的思考,已经储备了多项核心技术,同时分享了京东方在XR显示产线上的布局,以及在Micro LED技术上的探索,期望与产业链伙伴协同打造更高端的半导体显示产线。
歌尔光学科技有限公司市场营销中心亚太销售部&市场部总经理冯强解读了《VR/MR&AR显示光学技术发展趋势》。过去两年,全球VR/AR出货量增长有所放缓,背后受宏观经济等因素影响,预计2025年呈现上升趋势。VR/MR硬件面临高清化和轻薄化两项长期挑战,从光学发展趋势来看,Pancake未来3-5年仍为主流光学方案,制造工艺的重点是曲面贴膜及镜片胶合,Micro OLED将成为中高端VR/MR产品标配屏幕。AR硬件的长期挑战来自轻量化和高亮度,Micro LED是未来AR终极显示方案,不过中短期显示还是以LCOS和Micro OLED为主,多种光学方案并存是目前的形态,光波导将是未来的主流方案。
硅基显示创新制程
Tower Semiconductor传感器与微显示产品线高级市场总监Benoit Dupont的演讲主题是“Advances CMOS process technology for Micro display manufacturing”。首先分享了XR显示市场的发展情况,2023-2026年市场复合增长率达到33%,OLEDoS将在2025-2026年成为主流技术。他详细讲述了CMOS背板如何支持成本、良率、亮度等指标实现的技术、硅基微显示方面的关键技术以及Tower在显示半导体方面的布局,打造了高分辨率、高亮度、优异的良率和显示均匀性等优势。
松下电器机电(中国)有限公司半导体设备综合销售李昂在《Panasonic Micro Led 设备解决方案》主题演讲中分享了Micro LED的特点及应用趋势,预计2030年Micro LED显示面板出货量达到5000万台。除了传统的LED行业外,松下正在接受新领域Micro LED的挑战,他分享了松下在溅射镀膜、干法刻蚀、等离子切割、巨量转移等环节利用新兴专有技术和设备满足Micro LED芯片及工艺的各项要求的若干方法。
论坛下午场由豪威半导体(上海)有限责任公司总监张江元主持。
硅基显示赋能AR
Sigmaintell执行副总经理兼首席分析师陈军带来了《微显示发展趋势展望》,云、端AI硬件的快速进步有望拓展XR应用场景广泛落地,市场在2024年有望温和恢复。Fast-LCD依然是VR/MR头显的主流显示技术路径,未来Micro OLED将成为高端MR旗舰的标配。全球VR头显出货结构中,Fast-LCD技术占比超七成,而AR头显中Micro OLED占比达八成。Micro OLED在高端VR/MR中具有性能优势,上量速度仍依赖于供应链成熟度及成本优化,技术发展还面临来自晶圆、材料、电路设计、亮度和全彩化方面的技术挑战。Micro LED量产的主要应用领域是AR,采用硅基背板结合CMOS工艺将成为Micro LED市场爆发的突破口。
绍兴君万微电子科技有限公司董事长季华夏博士在《OLED微型显示器技术发展及挑战》中指出,硅基微显示技术是一种结合微电子技术和视频显示技术的新技术,他介绍了OLED微型显示器的技术、产业以及应用市场,OLED微显示技术集中在硅基IC背板、金属极、OLED发光结构、设备封装四大方面,指出未来的OLED微型显示器的应用方向,以及在技术上需要实现更高的亮度和更长的寿命要求,还将面对来自先进集成技术、高效发光材料以及智能化技术等方面的挑战。
TCL华星光电技术有限公司硅基微显示负责人孙亮分享了《硅基微显示的“钱”景》,未来微显示能否有好前景取决于行业前景和公司的战略选择,他分析了行业内部的竞争强度,硅基OLED赛道较小,供应商集中程度高,但强大的潜在进入者对现有玩家是一个挑战,从替代者角度来看,Fast LCD AMOLED都是潜在的替代技术,机会在于客户比较集中,更加强调内容和生态能力。他还指出硅基OLED存在的底层问题包括器件性能不够、像素隔离结构、色散、相差等,并发表了相应的对策思考。
谷歌AR硬件光学工程总监Bernard Kress在其“Transitioning from LCoS to microLED displays in all-day-use smart glasses”演讲中针对不同微显示技术的发光方式、发光效率和显示效果进行了详尽介绍,其中也介绍了市场上的主流产品所采用的技术。他认为,透明镜片是一副眼镜上最大的一块,将集成越来越多功能,绝大多数的功能将通过各种聚合物材料和新的聚合物工艺来实现。
奇点临近技术(上海)有限公司研发VP万美君展示了《基于用户体验的近眼显示方案》,“AR+AI”智能眼镜牵引着智慧物流、办公协作、教育培训、实时医疗、工业智能化等千行百业升级升维,打造智能眼镜新范式还要满足高显示亮度、高显示对比度、高MTF(>0.1)、更佳佩戴体验(光机尺寸<1CC)与环境可靠性要求等需求。
VueReal Inc. CEO Reza Chaji带来了《元宇宙全彩MicroLED显示解决方案》,他分享了实现MicroLED显示全彩化的主要方法,包括堆叠、RGB量子点集成、颜色可调的Micro LED、独特的光学结构,以及相应会遇到的挑战。随着各种技术和研究取得更大的进展,在高分辨率和高效率的Micro LED显示全彩化应用中将发挥巨大的潜力。
硅基显示国际供应链
上海芯元基半导体科技有限公司董事长郝茂盛详细解读了《先进的GaN Micro LED 芯片技术》,首先分析了Micro LED产业背景以及国际、国内产业现状,指出了Micro LED芯片存在的技术瓶颈。位错密度对Micro LED有很大的影响,位错对GaN基Micro LED芯片性能的不良影响随着芯片尺寸减小而变大。通过蓝宝石复合图形衬底(DPSS)技术、化学剥离技术和侧向外延生长技术等,可以实现晶圆级巨量转移,从而加速Micro LED显示产业化的进程。
北京夏禾科技有限公司副总经理庞惠卿博士通过《新型P-dopant及其在OLED器件中的应用》主题演讲,指出在叠层结构中,P-dopant是非常重要的材料,在大幅提高OLED发光效率、延长器件寿命、降低功耗方面发挥着最重要的作用。她指出P-dopant材料需要具备良好的器件性能、稳定的热学性能、更低的漏电以及更低的成本、搭配HTM材料等特性。她详细讲解了P-dopant在改善空穴注入难、迁移率上的问题以及相应的解决方案。
云英谷科技股份有限公司产品行销总监谢毅翰讲解了《元宇宙的微型显示器方案》,AR/VR/MR带来了更广阔的想象空间,头戴型显示设备在不同的应用场景中,可分为VR、Cinema/FPV、延伸桌面/AR三大类,但是还面临顿挫感、高价格、高画质要求这些行业痛点。他分享了IP、Pixel电路架构和整体解决方案三个方面解决行业痛点的解法。
Yole 成像和显示团队首席分析师Zine BOUHAMRI博士分享了“A look back at the AR and VR market”,介绍了AR/MR/VR技术的背景,在教育、产业、健康、娱乐领域的应用情况与趋势。不同微显示技术适合在不同终端应用上的使用,Micro LED、OLED、LCD、OLED-Si适用于VR设备,MEMS、OLED-on-Si、Micro LED、LCoS更适合用于AR设备。在渗透率上,LCD是一大赢家,预计Mini LED和OLED-on-Si能够逐步征服中端细分市场,他还分享了VR、AR在2023年至2029年的市场预测。
赛富乐斯投资者关系副总裁申辰发表了《全彩Micro-LED微显示屏》,MR+AR眼镜带来万亿的微显示屏市场,下一个机遇与挑战在于全彩Micro-LED微显示屏,然而如何全彩化如何降本是行业一直以来的痛点。量子点可以作为GaN基蓝光Micro-LED的色转换材料以实现全彩微显示,量子点应用于显示产品,主要有电致发光和光致发光两种路线,目前,量子点在色彩转换不完整、可靠性、散热机制等方面存在的问题已有效解决。