(Daily Issue)蘋果十年織就Micro LED三部曲:Micro LED vs. OLED 終極戰場在iPhone? 智慧應用 影音
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(Daily Issue)蘋果十年織就Micro LED三部曲:Micro LED vs. OLED 終極戰場在iPhone?

  • 韓青秀電子時報

業界認為,若2024年智慧手錶Micro LED量產化成真,蘋果(Apple)可望於2026~2027年推動Micro LED進入微型顯示器商品化階段,並挑戰技術難度最高的應用領域。對新一代顯示技術發展來說,只要能克服最艱鉅的技術環節,在顯示效果及亮度要求最嚴苛的終端應用就可望順利導入量產,接下來,供應鏈的任務就是隨著時間推動成本下降。

Micro LED產業布局

技術大魔王:小尺寸顯示再拚微型化 

三星電子(Samsung Electronics)量產89吋電視大型顯示器,採用34×58微米的Micro LED晶粒,而根據晶粒尺寸與解析度規格推算,2吋手錶的晶粒規格約為20×30µm,相當於大尺寸顯示器晶粒面積的4分之1左右。

頭戴式裝置則設計規格變數較大,因各家規格不同,以VR顯示器晶粒尺寸約是手錶規格的4分之1來說,若要用於輕薄型AR眼鏡,其晶粒尺寸需微縮至2~3µm等級,困難的不僅是晶片微縮,製程結構也與大尺寸顯示裝置截然不同,將採用垂直式結構及CMOS基板製程,全彩化顯示要求,也將是必須突破的技術瓶頸。
 
除了晶粒尺寸,基板製程也充滿挑戰,目前多家大廠推出的VR裝置,多半以OLED或LCD螢幕搭配TFT基板,若僅是將發光源換成Micro LED,做法較為容易,但顯示效果將受限於1,500PPI左右,因此若需要更高密度的效能,改採CMOS基板將是大勢所趨。

不過CMOS基板應用於VR產品,要面臨高成本難題,以價格高達5~6萬多美元的12吋基板為例,要符合2吋以內的微型顯示尺寸,經過切割及黏合製程後,單片價格將超過上千美元。

輕薄型AR眼鏡的顯示尺寸約在0.3~0.5吋,其切割片數較符合成本規劃,但開發成本也有不少難題,供應鏈認為,儘管Micro LED強調客製化設計,但如果缺乏標準型規格,則光罩開發費用及IC成本將會非常高昂,統一化設計可能成為主流,對於強調差異化的大品牌而言,如何在成本與品牌價值之間取得平衡,將是相互拉鋸的考驗。

此外,由於視覺成像效果較好,目前各大品牌普遍傾向採用光波導方案,但光波導技術不僅難度高、成本昂貴且效率差,亮度損耗高達99%,搭配擁有高亮度效能的Micro LED,比起其他顯示技術將更具優勢,不過光波導搭配Micro LED的成本挑戰,將是難上加難。

爭頭戴式裝置商機,供應鏈挑戰何其大?

近年來蘋果,Meta、微軟(Microsoft)等各家大廠均積極開發頭戴式裝置的新商機,儘管大廠競推新品的風潮相互爭豔,但AR/VR微型顯示器大量運用於消費性終端市場,其顯示效能與使用者體驗必須滿足一般消費者,若只考慮Micro LED晶片微縮化,要達到2026~2027年開發出適合AR/VR頭戴式裝置並非不可能,不過除了顯示技術問題,上下游供應鏈、軟體及系統設計等應用面若不夠成熟,都可能影響市場規模成長的速度。

業界透露,Micro LED微顯示器在CES 2023雖然並未大放異彩,但Micro LED用於頭戴式裝置已有多家大廠醞釀發展,部分業者在展會期間採取私人邀請模式,對特定客戶進行展示預告,意味著Micro LED微型顯示發展仍處於B2B階段,待業界對大眾公開發表時,終端產品開發等於宣告大致完成,也將成為品牌大廠的武力展示,為進入B2C階段吹響號角。

據透露,為了確保Micro LED供應商配合量產進度,蘋果與艾邁斯歐司朗半導體(ams OSRAM)達成建廠補貼協議,作為財務分擔的保證。但業界指出,蘋果以往採取補貼模式是提供預付款,待量產出貨後再扣貨款,因此供應商仍要自己概括承受出貨不順的風險,過去血淋淋的例子像是曾簽訂藍寶石保護螢幕供貨合約的極特先進(GT Advanced Technologies),最後量產不成,導致宣布聲請破產保護的慘痛教訓。因此Micro LED的AR/VR頭戴裝置成敗關鍵,整體供應鏈及系統設計端能否同步配合,需要環環相扣。

蘋果龍潭廠神秘面紗難揭,淡化三星色彩意圖卻很明顯

蘋果2014年收購的Micro LED新創業者LuxVue,曾在被收購之前籌集約4,300萬美元資金,其採用靜電轉移方式進行Micro LED陣列轉移,近年來LuxVue巨量轉移團隊轉至總部繼續研究與開發,蘋果也在桃園龍潭廠建立研究和試產據點。

外傳Micro LED面板將是蘋果首款自家設計與研發的面板,更讓桃園龍潭廠的角色更添神秘。業界透露,該廠主要以實驗線為主,若蘋果未來推動Micro LED進入大量生產,其量產規模勢必無法完全滿足,Micro LED產業鏈的上下串聯,不僅是單純的Micro LED晶粒製程技術,還需要巨量轉移及基板供應商的共同配合開發。

Micro LED成功量產不僅仰賴晶粒製程,亦需巨量轉移及基板技術共同前進。符世旻攝(資料照)

Micro LED成功量產不僅仰賴晶粒製程,亦需巨量轉移及基板技術共同前進。符世旻攝(資料照)

蘋果力拱Micro LED應用可望逐年擴大,雖然對其現有OLED面板主力供應商三星顯示器(Samsung Display;SDC)衝擊有限,但一旦導入iPhone量產機種,將對三星顯示器帶來長期發展危機,畢竟蘋果投入Micro LED終極顯示技術,藉以降低競爭對手三星對自家供應鏈掌控力及依賴性的目標,是蘋果多年來極為重視的營運考量。

Micro LED邁向終極顯示器,與OLED對決指日可待 

綜觀Micro LED導入消費性應用的發展進程,相較於具有電視品牌優勢的三星選擇從大尺寸家用電視切入,蘋果則以智慧手錶為開端,並可能進一步縮小晶片尺寸至AR/VR頭戴式裝置,但無論是往超大尺寸或超小尺寸發展,都是瞄準利基型頂規市場,避免與OLED直球對決。

依照現有Micro LED 8吋廠產能規劃,手錶與AR/VR頭戴式裝置的產能消耗量都十分有限,無法滿足8吋廠達到經濟效益的量產規模。但未來經過5~6年規模量產後,推向價格競爭激烈的手機應用,無疑會是Micro LED從新興顯示技術蛻變為消費性顯示霸主的終極戰場,iPhone採用Micro LED的時間點,可能落在2030年或以後。

Micro LED邁向消費性顯示霸主的關鍵戰役,很大可能會是幾年後的iPhone應用。法新社

Micro LED邁向消費性顯示霸主的關鍵戰役,很大可能會是幾年後的iPhone應用。法新社

業界估計,即使手錶全面導入可能僅消耗3成產能,甚至包下手機的產能也是綽綽有餘,且依照顯示解析度及Micro LED規格,手機應用的Micro LED晶粒尺寸約落於智慧手錶與頭戴式裝置之間,如此看來,對Micro LED 8吋廠的規劃正透露出蘋果與供應夥伴的雄心壯志,必然將著眼於更大銷售規模的終端應用,例如手機或其他消費顯示應用等

值得關注的是,除了TFT玻璃、CMOS等基板選擇,Micro LED也具有搭配PI柔性基板的發展潛力,尤其在其他Android陣營手機陸續推出頂級折疊式手機下,iPhone短期內仍未釋出折疊螢幕的規畫,Micro LED的顯示特性,將幫助未來蘋果進入折疊式手機時代,掀起新一波顯示技術創新的浪潮。

Micro LED的終極顯示器之路,並非一蹴可幾,透過國際大廠的推動力量,將快速推動Micro LED成本大幅改善,蘋果的作風也不會只找一家供應商,在推動量產及降低成本的產品週期中,必然將尋求第二家供應商來達到議價目的,雖然台廠並非現階段的第一供應商,但整個台灣Micro LED量產能量正蓄勢待發,推動Micro LED高昂成本走下神壇,朝向主流終端顯示市場將指日可待。

 

責任編輯:陳至嫻