預(yù)計(jì)到2025年，Micro LED顯示器的收入將達(dá)到70億美元。
由于制造工藝復(fù)雜、工藝和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度低、供應(yīng)鏈的參與者眾多、良品率管理和產(chǎn)量不成熟、不穩(wěn)定，Micro LED 顯示器成本居高不下。
據(jù)估計(jì)，從2020年到2025年，Micro LED顯示器的資本支出將達(dá)到80億美元。其中，32億美元用于Micro LED外延片（epi wafer）工藝、48億美元用于Micro LED批量轉(zhuǎn)移、模塊化和組裝。
盡管在制造和成本方面仍然存在諸多挑戰(zhàn)，Micro LED作為一種新興的顯示技術(shù)正在日新月異地發(fā)展。許多公司將Micro LED顯示器視為取代LCD和OLED的下一代顯示器。另一方面，許多公司計(jì)劃大規(guī)模生產(chǎn)Micro LED顯示器，以便安裝在不適合使用LCD和OLED的應(yīng)用中，例如超大尺寸電視/公共標(biāo)牌或智能手表顯示器。
Micro LED顯示器成功的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)高密度的自發(fā)光LED芯片組，其像素間距為微米級(jí)，然后將LED芯片放置在有源矩陣基板或模塊上，通過(guò)micro LED芯片陣列實(shí)現(xiàn)顯示功能，提供高品質(zhì)的色彩和出色的亮度。
換句話說(shuō)，與LCD或OLED不同，Micro LED顯示器不需要大面積的基板進(jìn)行光刻或蒸發(fā)，也不需要一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程來(lái)轉(zhuǎn)換顏色和防止亮度降低。從理論上講，Micro LED可以很簡(jiǎn)單，成本更低，畫(huà)面性能更高，這使得Micro LED成為一種完美的顯示技術(shù)。
Micro LED顯示器的優(yōu)缺點(diǎn)
與主流顯示技術(shù)LCD和OLED相比，Micro LED顯示器具有許多優(yōu)點(diǎn)。下圖顯示了LCD、 OLED和Micro LED顯示器性能的評(píng)分比較。
圖 1：LCD、OLED和Micro LED顯示器的性能比較（來(lái)源：Omdia）
Micro LED在亮度效率、亮度水平、對(duì)比度、壽命、水氧電阻、響應(yīng)時(shí)間、工作溫度和功耗等方面優(yōu)于LCD和OLED。以上都得益于LED芯片組的特性。
但由于模塊化，在靈活性、成本競(jìng)爭(zhēng)力和抗沖擊性方面與LCD和OLED相比并不占優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于LCD來(lái)說(shuō)，它的成本低于OLED，它比OLED具有更好的亮度效率和亮度水平。就水氧電阻和壽命而言，OLED并不占優(yōu)勢(shì)，但它的柔韌性很好，而且隨著生產(chǎn)規(guī)模的增加，成本會(huì)大幅降低。
通過(guò)與LCD和OLED比較，Micro LED顯示器更勝一籌，但仍有一些問(wèn)題需要解決，如較低的成本競(jìng)爭(zhēng)力、抗沖擊性和靈活性。這表明如果Micro LED顯示器制造商的目標(biāo)是取代LCD或OLED，他們應(yīng)該瞄準(zhǔn)那些不需要靈活性、且屬于高端類別的應(yīng)用。這就解釋了為什么許多Micro LED顯示器開(kāi)發(fā)商將目標(biāo)鎖定在超大尺寸的高端電視/數(shù)字標(biāo)牌顯示器、高端豪華汽車顯示器或高端IT顯示器。
下圖顯示了Micro LED顯示器的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)、機(jī)會(huì)和威脅 (SWOT)。
圖 2：Micro LED顯示器的SWOT分析（來(lái)源：Omdia）
Micro LED顯示器樣機(jī)及商業(yè)化
迄今為止，很多公司已經(jīng)將micro LED顯示器樣機(jī)或初步產(chǎn)品商業(yè)化并進(jìn)行了演示。
Plessey 0.7英寸 19201080 硅片 Micro LED
JBD 0.4英寸 1280720 硅片 Micro LED
ADRC 0.22 英寸 Micro LED，配備LTPS TFT背板
ITRI 2.5 英寸120 x 120 Micro LED，配備無(wú)源基板
華星光電3.3 英寸 Micro LED顯示器，配備氧化銦鎵鋅(IGZO) TFT背板
PlayNitride 458像素/英寸 (ppi) Micro LED，配備LTPS TFT背板
天馬 720480 透明Micro LED顯示器，配備LTPS TFT背板
eLux 12.1 英寸 720240 全彩Micro LED顯示器
AUO 9.6 英寸 1920960 柔性Micro LED顯示器，配備228 ppi和超過(guò)550萬(wàn)個(gè)Micro LED芯片組
AUO 12.1 英寸柔性Micro LED顯示器，用于車載顯示器應(yīng)用
康佳 230 英寸 8K Micro LED數(shù)字標(biāo)牌
海信 118 英寸 4K Micro LED數(shù)字標(biāo)牌
TCL 132 英寸 4K Micro LED電視，像素間距為0.76mm
三星 146 英寸 The Wall 4K Micro LED數(shù)字標(biāo)牌顯示器
夏普 24 英寸曲面Micro LED顯示模塊
索尼 395 英寸 76802160 Micro LED標(biāo)牌顯示器
康佳2英寸Micro LED顯示器，用于具有量子點(diǎn)顏色轉(zhuǎn)換和LTPS TFT背板的智能手表
2020年，三星電子開(kāi)始將其146英寸Micro LED顯示器“The Wall”進(jìn)行商業(yè)推廣。
三星電子計(jì)劃于2021年針對(duì)公共展示場(chǎng)所和豪華公寓的起居室推出一款全新的110英寸Micro LED顯示器。該顯示器仍然基于印刷電路板(PCB)背板，但三星電子的目標(biāo)是在不久的將來(lái)應(yīng)用LTPS TFT背板。
該款特殊產(chǎn)品有幾個(gè)重要的里程碑：
Micro LED顯示器的RGB三合一封裝
非常小的Micro LED尺寸：75µmx125µm
印模傳輸技術(shù)
下圖為三星電子新推出的110英寸Micro LED顯示器。
圖 3：三星110英寸Micro LED顯示屏及規(guī)格（來(lái)源：Omdia，三星電子）
三星146英寸的The Wall Micro LED數(shù)字標(biāo)牌顯示器每臺(tái)售價(jià)超過(guò)27萬(wàn)美元。全新的110英寸Micro LED顯示器估計(jì)每臺(tái)售價(jià)超過(guò)13萬(wàn)美元。它的售價(jià)高昂，使它步入了超級(jí)奢侈品的行列。
三星電子計(jì)劃從現(xiàn)在起為家庭推出更多的Micro LED顯示器，包括75英寸、88英寸、94英寸和99英寸。所有這些顯示器都具有高密度的微米級(jí)像素間距的Micro LED芯片和一個(gè)全新的LTPS TFT背板。三星電子的Micro LED電視供應(yīng)鏈包括三安光電、EPISTAR、PlayNitride、AUO和BOE。
Micro LED顯示器預(yù)測(cè)
到2021年，Micro LED顯示器將在公共顯示和電視領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)推廣。正如Omdia在《顯示器長(zhǎng)期需求預(yù)測(cè)追蹤報(bào)告 ─ 3Q20分析》中的預(yù)測(cè)，近眼應(yīng)用，如智能眼鏡、頭戴式顯示器和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)/虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)設(shè)備，以及智能手表將于2022年開(kāi)始使用Micro LED顯示器。
Omdia預(yù)計(jì)，從2024年開(kāi)始，Micro LED顯示器將出現(xiàn)在汽車顯示屏和臺(tái)式顯示器領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到2025年，Micro LED顯示器收入將從2020年的0.2億美元增至70億美元。這仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于LCD收入（920億美元）和OLED收入（480億美元）。然而，Micro LED具有較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
圖 4：Micro LED顯示器預(yù)測(cè)（單位：千）（來(lái)源：Omdia）
Micro LED顯示器制造挑戰(zhàn)
Micro LED顯示器最嚴(yán)重的不足在于制造挑戰(zhàn)和經(jīng)濟(jì)規(guī)模較小造成的高額成本，這讓其難以在成熟的顯示器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
最關(guān)鍵的是，Micro LED顯示器模塊的制造工藝尚未實(shí)現(xiàn)類似于LCD或OLED的標(biāo)準(zhǔn)化，并且每個(gè)制造商都在開(kāi)發(fā)自己的獨(dú)特工藝和產(chǎn)品技術(shù)。這使Micro LED顯示器制造工藝復(fù)雜、品種繁多。
此外，設(shè)備和工具都是定制的，成本很高。同時(shí)，參與制造工藝的公司很多，包括Micro LED外延片制造商、PCB/LTPS制造商、批量轉(zhuǎn)移制造商、驅(qū)動(dòng)器集成電路（IC）制造商、機(jī)柜組裝制造商、模塊化制造商和OEM/ODM制造商。涉及的制造商越多，轉(zhuǎn)型成本就越高。
換句話說(shuō)，Micro LED顯示器的高成本是由以下四個(gè)因素造成的：
復(fù)雜的生產(chǎn)工藝
工藝和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度低
多個(gè)供應(yīng)鏈參與者
良品率管理和產(chǎn)量不成熟、不穩(wěn)定
Micro LED顯示器模塊工藝可以按照以下步驟排序：
Micro LED部件
外延片的矽晶錠
Micro LED芯片分割
中介層上的倒裝芯片 Micro LED
背板和批量轉(zhuǎn)移
LTPS/PCB背板
批量轉(zhuǎn)移（從中介層上的Micro LED到背板）
Micro LED芯片檢修
模塊化
IC鍵合
模塊組裝
檢修
圖 5：Micro LED顯示器模塊制造工藝（來(lái)源：Omdia，三星）
照片由Park Ken/Omdia在2020年1月內(nèi)華達(dá)州拉斯維加斯的“2020年消費(fèi)電子展(CES)”拍攝
這些工藝存在四個(gè)主要的挑戰(zhàn)和技術(shù)問(wèn)題：
Micro LED芯片和結(jié)構(gòu)：Micro LED芯片結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)LED更為復(fù)雜。
背板：TFT背板設(shè)計(jì)比一般的TFT更為復(fù)雜。
批量轉(zhuǎn)移工藝：存在許多可選的批量轉(zhuǎn)移工藝，例如靜電轉(zhuǎn)移、電磁轉(zhuǎn)移、激光轉(zhuǎn)移、印模轉(zhuǎn)移、整體轉(zhuǎn)移、射流轉(zhuǎn)移、逐一固晶轉(zhuǎn)移和可拉伸巨量轉(zhuǎn)移，每一種都有其優(yōu)缺點(diǎn)。
檢修：如有必要，需要對(duì)每個(gè)Micro LED芯片組進(jìn)行檢修。因?yàn)橛袛?shù)百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)個(gè)亞像素，即使良品率達(dá)到99.99%，仍需修復(fù)存在缺陷的Micro LED芯片組。檢修非常耗時(shí)。
圖 6：Micro LED制造挑戰(zhàn)和技術(shù)問(wèn)題（來(lái)源：Omdia，F(xiàn)reepik Company S.L.）
Micro LED顯示器投資
雖然仍然存在技術(shù)和制造挑戰(zhàn)，但許多公司在Micro LED顯示器制造方面投入了資本支出。它們?yōu)楦鞣N工藝投資，因?yàn)镸icro LED顯示器模塊的制造工藝復(fù)雜。工藝包括有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積（MOCVD）、外延片、批量轉(zhuǎn)移、Micro LED芯片設(shè)計(jì)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）背板、TFT背板、驅(qū)動(dòng)器集成電路、模塊化、檢修設(shè)備、系統(tǒng)集成等。
由于獨(dú)特的工藝，Micro LED設(shè)備非常昂貴。預(yù)計(jì)設(shè)備價(jià)格如下：
Micro LED芯片MOCVD設(shè)備：200萬(wàn)美元/套
Micro LED MOCVD后生產(chǎn)線設(shè)備：100萬(wàn)美元/條
Micro LED顯示器模塊和設(shè)備（激光轉(zhuǎn)移到模塊化）：年產(chǎn)50萬(wàn)臺(tái)100英寸micro LED顯示模塊需投資5億至10億美元
以下是各制造商Micro LED顯示器制造投資情況一覽表。
表 1：Micro LED顯示器投資公司及2020-2025年預(yù)計(jì)資本支出（來(lái)源：Omdia）
表 2：Micro LED顯示器設(shè)備和應(yīng)用制造商（來(lái)源：Omdia）
據(jù)估計(jì)，從2020年到2025年，Micro LED顯示器的資本支出將達(dá)到80億美元。其中32億美元用于micro LED外延片工藝，48億美元用于micro LED批量轉(zhuǎn)移、模塊化和組裝。
