“2021-2025年间全球MLED显示屏年复合增长率将达31.9%,预期2024年将达千亿产值。作为千亿市场的探路者,康佳是国内最早全面布局 Micro LED 的企业,这三年,我们的核心技术取得了非常大的突破,攻克了诸多卡脖子的关键核心技术并开始了产业化探索。”近日在重庆举行的2021-2022第五届中国(国际)Micro LED显示高峰论坛会上,康佳集团半导体科技总经理于海接受36氪专访时说。
MLED是Mini LED和Micro LED的统称,前者要求LED芯片尺寸小于100微米,后者小于50微米,尺寸越小,意味着在同一显示面板上的芯片数量越多,分辨率越高。MLED相对于其他显示面板还具有快响应、低功耗、长寿命、高环境对比度等优势,尤其是Micro LED被视为“新一代显示技术”,可谓显示技术皇冠上的“明珠”。
目前,Mini LED虽然还未完全成熟,但已投入商用;Micro LED 受限于技术瓶颈,全球都还未能实现量产。
康佳凭借在Micro LED领域的原创技术创新、国产化替代及强链补链三大突破,在巨量转移技术和芯片微小化技术等多个领域做到行业领先,有望成为首个Micro LED量产的企业,将产品同时铺向商用、民用两大领域。
芯片微小化成果强链补链达到业内前茅
9月6日下午,中央全面深化改革委员会第二十七次会议审议通过了《关于健全社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制的意见》等5份文件。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席、中央全面深化改革委员会主任习近平在会议时指出,国家战略科技力量是健全关键核心技术攻关新型举国体制的重点之一,科技领军企业都是国家战略科技力量的重要组成部分,要自觉履行高水平科技自立自强的使命担当。
康佳紧跟建设科技强国的步伐,两年多来,全力攻克光电半导体关键核心技术,在MLED外延片和芯片量产化关键技术,及产业链创新上都取得重大突破,已处于行业前茅。
作为基底的外延片越大,晶圆承载的颗粒数就越多,越能提高生产效率。目前4寸外延片是主流,康佳已能生产6寸外延片。
业内公认,红光芯片相对于蓝绿光较难生产,受限于材料和特性,红光良率低且可靠性不高,很多厂家仅能生产蓝、绿光。康佳外延片能做到红绿蓝三色,即RGB全色系,达到高良率、高光效,在均一性、波长一致性等光电性能指标上也表现优异。

芯片上,康佳是少有的能够推出Mini 0306(3密尔*6密尔,1密尔约25微米)的企业,市面上更多是0408。芯片尺寸越小,同等晶圆面积下可产出的芯片数量就越多,单个芯片成本由此大幅下降。Micro LED芯片方面,康佳自研开发出1530(15微米*30微米)芯片,当下能够生产Micro级别芯片的企业不出三家。
“总的来说,在Micro LED领域我们做到了布局领先和技术领先。”于海总结,“2019年重庆康佳光电技术研究院正式成立;我们就开始布局Micro LED全产链;2020年我们发布了全球第一款P0.12 Micro LED微晶屏手表,2021年实现了MLED外延片和芯片产业化,入选国家MLED优势技术企业;2022年产业园投产正式量产。建立一整套MLED芯片生产线,包括设备、人才、技术探索到整体系统固定下来,都是要交学费的,在这方面,康佳是走在前面的。”
原创巨量转移技术专利数全球第一
本次高峰论坛上,康佳公布的专利成果显示,其Micro LED专利受理公开量排名全球第六,其中巨量转移相关专利为全球第一。
作为制约Micro LED量产化的卡脖子技术,巨量转移一直是全球努力攻克的突破点。2020年,康佳巨量转移单色良率突破99.9%,2022年,其原创混合式巨量转移的红绿蓝三色一次性转移良率达到99.99%,率先完成千万颗/小时的转移速度,取得行业领先地位。
转移速度和良率都是巨量转移的关键指标,后者类似合格率。在巨大的转移数量面前,哪怕不良率仅有千分之一,这也是个庞大的数字。
康佳能够达到国内领先的数据,源于自主开发的混合式巨量转移技术。而康佳的原创专利特殊芯片弱化结构和巨量修补技术,则实现了关键设备和材料的国产自主化。其首创的巨量修补技术,通过检测芯片、去除缺陷芯片、制作补偿芯片,可一次修补大量缺陷的芯片,大幅节省成本。修补完成后良率可达100%,有助于Micro LED量产化。

推动量产商用、民用两端发力
MLED的产业化是本次高峰论坛的核心议题,一个共识是MLED走进千家万户的过程,大致是从“两端向中间靠拢”。即商用超大屏(户外巨幕、电影屏幕等),民用小屏(手表、AR/VR、车载屏等)先投产,然后是电视产品。
其中,Mini LED的超大屏已经投入商用,Micro LED受限于技术成熟度和成本,目前仅有极个别小屏产品。
康佳背靠庞大的终端销售渠道,即便投身企业服务,产品也同时涵盖商用和民用。
在商业显示领域,康佳聚焦小间距COB倒装Mini LED直显产品的研发与生产,相继研发成功P1.5/P1.25/P0.9/P0.68/P0.47等全倒装COB系列,并向Mini LED 影院屏市场演进开拓。

小间距LED屏幕,即芯片之间的间距(pitch)小于2毫米的产品,意味着更高分辨率,也代表着行业封装技术的发展。
COB封装技术让不良率更低,防护性更好,减少了售后概率。康佳独有的COB封装技术散热好、能耗低,传统LED屏幕工作时温度达到六七十度,Mini LED屏温度仅有不到一半,加上使用自研芯片,成本可控,凭借技术和成本优势,在商显市场具有更好的应用前景。
民用方面,一大市场是Mini LED背光产品,康佳已有两款背光电视为Mini LED芯片级驱动。与会专家共识,穿戴式产品和VR/AR产品会是Micro LED最早的量产化市场。
穿戴式产品因为屏幕微小,巨量转移数量相对较小(手表在45-60万颗左右,车载屏幕在600多万颗,8k 电视达到一亿颗),成本投入相对较低,穿戴式产品会最先进入庞大的消费级电子产品市场。这条路上,康佳已经完成率先布局。
针对VR/AR的近眼显示,中国科学院郑有炓院士指出,近眼显示是VR/AR视觉体验的核心装置,要求极高的显示性能,Micro LED具有更高亮度、更好的户外可视性、更高分辨率和更长工作寿命,是这类设备的最优选择。康佳使用巨转技术研发成果已经打造出AR样品设备。
无论商用还是民用,目前MLED普及的阻碍还是在于成本。
以固晶一台,18万颗/小时,加工费18元/千组计算,加工一块Mini LED 4K屏需要6天,含芯片加工成本约15万元;8K屏需要23天,加工成本约为60万元;远不到民用阶段。也只有大举进入C端市场,才能支撑厂家建设生产线的费用,所以降本增效之路任重道远。
正如南京平板显示行业协会副会长、江苏省新型显示产业链首席专家薛文进所说,“显示强国已进入无人区”。康佳的定位,就是希望作为技术策源地企业,与产业链上下游伙伴携手共进,发挥龙头企业的担当,引领MLED产业大步迈进。