不烧屏的MicroLED，是iPhone摆脱三星的关键

互推小编 2024-03-02

今年一开始，彭博社 Mark Gurman 就在报道中指出，苹果将于 2024 年年底在 Apple Watch 上首发搭载自研的 Micro-LED 屏幕，后续还将用于旗下 iPhone 及其他产品，以替代原先来自三星和 LG 的 OLED 屏幕。这也是苹果的首款全自研屏幕。

一方面，自研能让苹果在供应链上降低对合作伙伴尤其是三星的依赖，掌握更大的话语权；另一方面，Micro-LED 也代表了显示技术的未来方向。

三星显示部门也在去年启动了一项用于智能手表的 Micro-LED 开发项目。韩国媒体 ETnews 透露，三星显示接近完成将 Micro-LED 试验线生产设备搬至忠清南道牙山 A2 线的合同，预计该线将于明年上半年投产。

图/苹果

而仅苹果 Apple Watch 和三星 Galaxy Watch 两大智能手表品牌，就占据了全球智能手表市场的 40%（苹果 30%+三星 10%）份额，但智能手表不过是 Micro-LED 大规模商业化的起点。

「从 Micro-LED 现阶段技术看，其主要产业化应用是已经商用的大尺寸拼接显示、穿戴产品，以及 AR 产品上的单色 Micro-LED 设备。」京东方技术专家杨瑞智谈到。而天马 Micro-OLED 研究院院长秦峰还提到，车载也将是 Micro-LED 另一大用武之地。

今年的 CES 大会上，就有多家国产面板厂商展示了 Micro-LED 的应用场景。天马展示了一款 9.38 英寸车用显示屏，PPI 大于 100 情况下透过率也超过了 70%，像素间距为 222μm，可应用于车窗、抬头显示等。TCL 也推出基于单色微型显示器的双目全彩 MicroLED 光波导 AR 眼镜 RayNeo X2，类似小米正在众筹的米家眼镜相机上的 Micro-LED 方案。

据第一财经报道，2 月 9 日举办的国际第三代半导体论坛上有数据显示，2020 年以来，全球 Micro-LED 领域的投资已超过 1000 亿元人民币。据高工 LED 不完全统计，2022 年投向 Mini/Micro LED 等领域新增投资超过了 700 亿元人民币。

但 Micro-LED 仍然还处在商业化的早期，为什么就已经被不少产业链企业视为下一代的终极显示技术？

Micro-LED，超越 OLED 和 LCD

Micro-LED，就像它的名字一样，是将 LED 缩放到极小尺寸的一种新型显示技术。更具体地讲，是以自发光的微米量级的 LED 为发光单元，将其组装到驱动面板上形成高密度 LED 阵列的显示技术。

图/集邦咨询

相比于应用已经非常广泛的 LCD 技术和 OLED 技术，Micro-LED 集合并放大了 LCD 和 OLED 最突出的性能优势：不仅有 OLED 近乎无限的对比度、超薄和更快的反应速度，还有比 LCD 更高的亮度和寿命，以及更高的清晰度、更低的功耗和更强的色彩还原能力等。

尽管 Micro-LED 还没有获得大规模商用，但作为从 LED 到 Micro-LED 的过渡方案，Mini-LED 产品已经实现了大规模上市。

其中最具代表性的产品就是苹果的 Pro Display XDR，尽管还解决不了 LCD 局部调光带来的光晕等问题，但 Pro Display XDR 还是在亮度、色彩还原、对比度等方面得到了普遍的赞誉，The Verge 高级动画设计师 Grayson Blackmon 评价其为「我用过最好的显示器之一」。

Pro Display XDR，图/苹果

Micro-LED 在 LED 芯片尺寸和显示技术上，都要比 Mini-LED 都更往前一步，是更为彻底的技术革新。区别于 LED，Micro-LED 不对单个显示单元进行封装，而是对整个模组进行封装，单个显示单元大小已经可以做到微米等级的 LED 阵列。

界定 Micro-LED 的方式一般分为两种。一是看芯片尺寸，将 LED 芯片缩放至小于 100μm，便可称为 Micro-LED 芯片，根据人眼与屏幕的距离还有不同的区别，比如 VR/AR 的观看距离极小，像素密度要求极高，对应的芯片尺寸要求则要达到 50μm 以下。

图/中国半导体协会

二是看工艺，由于 Micro-LED 芯片尺寸非常小，其长宽甚至比芯片的高度还小，不利于芯片在玻璃基板上的固定，因此比起传统的 LED 工艺还增加一步激光剥离芯片基板的操作。

不仅如此，Micro-LED 由于其高亮度、低功耗、体积小等优势，适用于绝大部分的显示应用场景，从巨屏电视到智能手表，再到 AR/VR 近眼显示所需的小尺寸超高清屏幕。

当然，这么好的东西一般都有同样的问题：贵和难。

微缩化、巨量转移，Micro-LED 商业化还有障碍

2018 年 1 月，三星在 CES 大会上秀肌肉般发布了一款巨屏电视—— The Wall。作为全球首款消费级模块化 Micro-LED 显示屏，The Wall 足有 146 英寸大小，定价更是超过 100 万元人民币。屏幕大小、显示效果和产品定价，都可谓「震撼人心」。

四年后，三星在国内首发了新款 110 英寸的 The Wall 电视，售价为 105 万元。一如既往的贵。

图/Flickr@Marco Verch

The Wall 更多承担了三星 Micro-LED 技术集中展示的产品定位，三星自然没有指望真从这款产品中赚到多少利润。但现在的情况是，Micro-LED 的成本已经有了大幅下降，却依然不便宜。

彭博社的那篇报道还援引参与苹果 Micro-LED 项目的人士称，苹果早前的目标是将自研 Micro-LED 率先应用于大屏显示器，但由于成本、技术实现难度、项目风险等诸多因素考虑，最终决定在 Apple Watch 上先「试试水」。

同理，三星显示选择智能手表作为 Micro-LED 大规模应用的原因，大概也是出于成本和技术实现难度上。智能手表一方面更看重高亮度、低功耗等优势，保证续航和户外的显示效果，对其他方面要求相对较低；另一方面小尺寸和业务规模也意味着在成本和风险上相对可控。

而 Micro-LED 的贵和难其实是一体的，正是量产环节存在大量问题，导致良率较低，价格居高不下。核心的原因，还是太小了。类似情况在芯片制造工艺领域也是，目前最先进的工艺制程是 3nm，全球只有台积电和三星掌握，每前进一步背后都是大量的工程和技术挑战。

可能发生侧壁缺陷，图/赛迪智库：Micro LED 显示研究报告（2019）

首先，Micro-LED 需要通过微缩制程技术将 LED 芯片微缩到满足要求的尺寸，过程中会产生侧壁缺陷，导致外延部分不可用，大幅降低可使用率，提高成本。

之后的巨量转移也是目前 Micro-LED 实现大规模商用的主要障碍之一。在上述 Micro-LED 芯片制造出来后，要将其定点大批量地转移到电路基板上，整个过程就被称为「巨量转移」。

巨量转移的不同路线，图/艾邦 LED

不同于 LED 上的转移，Micro-LED 的转移数量更大，4K Micro-LED 就需要完成两千多万颗芯片的倒装，8K 更是达到了上亿，同时还对精度、良率和工艺的可靠性等有更高的要求。到目前巨量转移技术还有好几种并行的技术路线，各有优势和缺陷，还没有哪一种方式获得了比较普遍的认同。

此外，整个 Micro-LED 产业链的上游、中游、下游还存在大量未解和待优化的问题。好消息是，至少我们已经看到上下游厂商的巨额研发投入和陆续的结果。

比如 2 月初，韩国厂商 TLI 宣布成功将用于 Micro-LED 驱动板的驱动 IC 商用化，可以使用更少的芯片实现更高分辨率的 Micro-LED 屏幕，或者用 1 颗 TLi 的驱动 IC 替代竞品的 6 颗驱动 IC，实现同等分辨率水平的 Micro-LED 屏幕。

Micro-LED 的大规模商用，要依靠的正是每一个环节在成本、良率和可靠性上每一次推进。

写在最后

事实上，最早在 2018 年就有媒体报道指出苹果正在自行研发 Micro-LED 屏幕，彼时苹果才刚刚在 iPhone X 上从 LCD 切换到 OLED。但在更早之前，苹果就已经看好了 Micro-LED 技术的应用前景。

2014 年，苹果收购 Micro-LED 初创公司 LuxVue，整个团队随之整体并入苹果，目前由负责自研芯片的苹果硬件高级副总裁 Johny Srouji 领导。

而 Micro-LED 作为显示技术想法最早可以追溯到上世纪 90 年代，到 2000 年后被正式提出。但以当时的半导体工艺水平，完全无法实现 Micro-LED 的产业化。也是到了最近几年，随着半导体技术的快速发展和对高性能显示器的需求不断增加，Micro LED 技术才取得了长足的进步。

尽管在大规模量产上还有许多问题等待优化和攻克，但考虑到苹果对于新技术采用的评估过程一直都是谨慎且耗时长，苹果自研 Micro-LED 距离打通量产上市的环节应该不远了。同时，苹果对新技术的采用通常也不会只导入单一产品。以 OLED 为例，从最早的 Apple Watch 扩展到 iPhone，再到预计明年推出的新 iPad。