導(dǎo)語：微顯示器是決定主流AR眼鏡尺寸、功耗與光學(xué)性能的關(guān)鍵組件。

Micro LED作為“次世代”顯示技術(shù)一直以來被認(rèn)為是替代硅基OLED、DLP、L-COS顯示屏幕，成為AR/VR頭顯的完美選擇。

與上述其他幾種顯示屏幕相比，Micro LED更薄，具備亮度高、分辨率高、功耗低、壽命長、續(xù)航能力更強(qiáng)，更能抵御“燒屏”現(xiàn)象等眾多優(yōu)點(diǎn)。像素點(diǎn)間距縮小至微米級(jí)，讓它不僅擁有超高分辨率，同時(shí)適用于任何尺寸，并且擁有超快的切換速度，其微秒級(jí)的響應(yīng)時(shí)間完全契合AR/VR近眼顯示技術(shù)需求。

全息波導(dǎo)，這一被看做未來AR眼鏡形態(tài)所搭載的光學(xué)方案，其一直以來存在前期核心技術(shù)問題尚未解決的難題之一，這大大影響了全息波導(dǎo)的量產(chǎn)能力，一旦技術(shù)問題解決，其良率和成本問題都將迎刃而解。而這里所謂的技術(shù)難題，其實(shí)就是Micro LED的量產(chǎn)核心問題之一。

因此，Micro LED成為提升全息波導(dǎo)大批量落地的技術(shù)難點(diǎn)所在。而在AR/VR領(lǐng)域，蘋果、Facebook、京東方等等均就Micro LED顯示器進(jìn)行深入布局，這里儼然已成為AR/VR領(lǐng)域各大廠商的兵家必爭之地。

但Micro LED雖然有諸多好處，卻遲遲未被量產(chǎn)，主要是因?yàn)槠涑杀靖甙海慨a(chǎn)難度高，何時(shí)普及還是未知。

即便如此，國內(nèi)外對(duì)AR/VR領(lǐng)域Micro LED的投入與研發(fā)都在極力向下一個(gè)階段走。

Micro LED顯示器或成主流

兩大廠商聯(lián)手，最小AR單片Micro LED顯示器將面世

于2005年成立的美國Micro LED解決方案供應(yīng)商Composite Photonics US Corporation（簡稱“CP”），便是專注AR/VR方向Micro LED顯示器，以制造出能產(chǎn)生巨大影響的最小尺寸顯示器為目標(biāo)。

去年11月，CP開設(shè)Micro LED創(chuàng)新加速中心MiAC，加速5μm以下單片集成Micro LED顯示器的上市，以滿足市場對(duì)AR/VR等智能可穿戴設(shè)備的增長需求。

本月10日，與知名特殊工藝半導(dǎo)體代工廠GLOBALFOUNDRIES（簡稱“GF”或“格芯”）宣布達(dá)成合作，制造CP的微顯示技術(shù)平臺(tái)IntelliPix™。

圖源：CP

IntelliPix™是PC通過模擬人類視覺系統(tǒng)而開發(fā)，為滿足AR眼鏡對(duì)高性能和低功耗要求而開發(fā)，它將實(shí)現(xiàn)世界上最小Micro LED AR/MR顯示器。

同時(shí)，通過啟用體積更小、重量更輕的AR眼鏡，充電一次即可使用更長時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)時(shí)AR全息體驗(yàn)。

而且PC在AR方向并不止步于Micro LED顯示器，除了與GF合作，還與Micro LED技術(shù)開發(fā)商Plessey和半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商Axus合作，協(xié)力開發(fā)基于Mico LED顯示技術(shù)的AR/VR設(shè)備。

圖源：CP

據(jù)介紹，IntelliPix™將使用GF的22FDX專業(yè)半導(dǎo)體平臺(tái)制造，22FDX除了低功耗的優(yōu)勢外，還能夠?yàn)轱@示器定制其他功能并簡化其制造流程。迄今為止，22FDX解決方案已贏得45億美元設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)，向全球客戶交付超過3.5億個(gè)芯片。

GF和我們所熟知的臺(tái)積電一樣是芯片代工廠，也就是人們口中常說的“格芯”，來自美國。據(jù)了解，按營收來算，2009年成立的格芯目前已是世界第3大晶圓代工廠，僅次于臺(tái)積電與三星。就在上個(gè)月，格芯還宣布與美國國防部合作生產(chǎn)國防軍用芯片。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

CP有了國際芯片代工巨頭的合作，世界最小AR單片Micro LED顯示器的量產(chǎn)與商業(yè)化應(yīng)用的擴(kuò)大似乎會(huì)加速到來。

那IntelliPix™到底具備怎樣的特點(diǎn)，在技術(shù)上又是如何實(shí)現(xiàn)的？

2.5μm像素AR單片微顯示器有何優(yōu)勢？

IntelliPix™技術(shù)詳解

想知道CP作為Micro LED顯示技術(shù)廠商，推出的微顯示技術(shù)平臺(tái)IntelliPix™所體現(xiàn)出的技術(shù)實(shí)力，要先從Micro LED講起。因?yàn)閺膰?yán)格意義上解釋，IntelliPix™是高性能的Micro LED顯示器背板驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

簡單來說，Micro LED顯示器只是由Micro LED微型發(fā)光元件，被一系列技術(shù)進(jìn)行陣列組合后的顯示模塊，它還需要一個(gè)提供電力支持的背板。一般的Micro LED通過無源選址（類似在坐標(biāo)軸利用x、y坐標(biāo)進(jìn)行定位供電）、有源選址（每個(gè)微型發(fā)光元件后面有2個(gè)晶體管控制電流）、半有源選址（單晶體管控制）。這三種背板分別在分辨率、功率損耗等問題上無法達(dá)到平衡。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

在2020年5月，CP宣布其推出數(shù)字背板，將LCoS背板技術(shù)重新設(shè)計(jì)成為針對(duì)Micro LED的創(chuàng)新性恒流驅(qū)動(dòng)背板，并且可以與Micro LED顯示器集成，能夠使用CP的NOVA顯示器驅(qū)動(dòng)架構(gòu)。CP表示，它具有高幀率、低延遲和低功耗的特性，滿足了AR所需要的緊湊性、光學(xué)性能和亮度要求。

恒流驅(qū)動(dòng)背板設(shè)計(jì)為Micro LED陣列中的正向電壓變化和IR壓降提供了更大的容差，使得Micro LED達(dá)到以前沒有的均勻度。使用的顯示器驅(qū)動(dòng)架構(gòu)還具有全局實(shí)時(shí)可編程像素電流控制功能，能夠控制數(shù)據(jù)傳輸量，大大增加系統(tǒng)帶寬，在保持位深度的同時(shí)提高幀速率。

圖源：CP

IntelliPix™則是在NOVA顯示器驅(qū)動(dòng)架構(gòu)上進(jìn)行改動(dòng)和升級(jí)后的全新架構(gòu)，這就帶來了IntelliPix™ 實(shí)時(shí)視頻管道、在像素級(jí)別智能管理圖像、針對(duì)Micro LED的像素均勻性以及單芯片集成等4大優(yōu)勢。

實(shí)時(shí)視頻管道這一特性能夠無縫實(shí)時(shí)地顯示圖像，在AR方面，這一特性能夠極大地幫助降低顯示延遲，同時(shí)它的可編程功能也能降低開發(fā)難度。

圖源：CP

通常我們通過AR眼鏡看到的屏幕是有限的、沒有覆蓋整個(gè)視野的，而在IntelliPix™在像素級(jí)別智能管理圖像的能力，可以根據(jù)內(nèi)容和使用環(huán)境調(diào)整、傳輸活動(dòng)像素?cái)?shù)據(jù)，一方面，由于減少了調(diào)動(dòng)不活動(dòng)像素占據(jù)的帶寬，也能夠提升活動(dòng)像素的表現(xiàn)力，另一方面，也可以降低功耗。

圖源：CP

在像素均勻性方面，IntelliPix™充分利用了Micro LED響應(yīng)更快的特性達(dá)到了100倍調(diào)制速度的提升，這一提升能夠提供更逼真的色彩效果、更高的刷新率以及通過支持添加多個(gè)焦平面的能力。

IntelliPix™單芯片設(shè)計(jì)消除了背板和顯示驅(qū)動(dòng)器IC（DDIC）功能之間的傳統(tǒng)區(qū)別，從而減小體積，降低功耗，讓它更適合于便攜式顯示設(shè)備。結(jié)合CP的用于Micro LED陣列鍵合，器件封裝和測試以及光學(xué)引擎設(shè)計(jì)的集成功能，IntelliPix™™平臺(tái)為滿足甚至超過AR所需顯示器尺寸提供了新的選擇。

圖源：CP

目前，無論是最早量產(chǎn)Micro LED顯示屏幕的索尼，還是陸續(xù)推出Micro LED消費(fèi)級(jí)電視的三星、康佳、利亞德，都是將Micro LED用于電視甚至更高級(jí)別的大屏上，而IntelliPix™平臺(tái)，第一次罕見的、專為用于AR Micro LED顯示器的顯示架構(gòu)。

同時(shí)，CP在美國亞利桑那州錢德勒市擁有設(shè)有Micro LED生產(chǎn)工廠MiAC，本身就具有一定的生產(chǎn)能力，而在本次與世界第三大半導(dǎo)體圓晶代工廠GLOBALFOUNDRIES合作之后，更是解決了在圓晶生產(chǎn)、測量和封裝的等方面的后顧之憂，為其量產(chǎn)打下了一定的基礎(chǔ)。

Micro LED是未來趨勢

量產(chǎn)的戰(zhàn)火將愈演愈烈

CP與GF的組合，讓人期待其Micro LED顯示能否獲得量產(chǎn)的機(jī)會(huì)，因?yàn)槭袌鰧?duì)Micro LED的優(yōu)越性已達(dá)成共識(shí)，但受制于高昂成本與量產(chǎn)問題無法獲得突破性進(jìn)展。

此前，臺(tái)灣Micro LED公司镎創(chuàng)科技表示，依據(jù)他們的規(guī)劃，Micro LED需要在5年內(nèi)成本減少95%，才能滿足客戶商品化量產(chǎn)的需求。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

另一個(gè)問題，Micro LED量產(chǎn)。要想實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，至少需滿足三大條件。第一，如何實(shí)現(xiàn)巨量轉(zhuǎn)移，據(jù)了解，良率要達(dá)到99.9999%才能夠真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；第二，產(chǎn)線是否齊備，除了顯示技術(shù)，Micro LED這樣的高精尖微型設(shè)備在裝配、封裝等方面對(duì)車間的潔凈程度、產(chǎn)線的精準(zhǔn)率都有十分高的要求；第三，供應(yīng)鏈?zhǔn)欠衽芡?，要真正投入量產(chǎn)，成為合格的供應(yīng)商，Micro LED所需要的背板、LED等材料備貨要能夠支撐量產(chǎn)和廢品率。

雖然研發(fā)Micro LED的廠商包括三星、康佳等大廠在內(nèi)不在少數(shù)，但目前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的廠商屈指可數(shù)。

從目前AR/VR設(shè)備對(duì)Micro LED的采用情況來看，尚未有面市產(chǎn)品采用Micro LED，僅Vuzix 一家將要推出的新一代AR智能眼鏡會(huì)采用Micro LED，由JBD供貨，預(yù)計(jì)2021年上市。其上一代AR智能眼鏡價(jià)格為1000美元。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

由此可見，Micro LED雖在AR/VR領(lǐng)域應(yīng)用的想象空間大，但實(shí)際應(yīng)用受制于成本與量產(chǎn)問題，還處于萌芽階段。

CP此次與GF的組合，在生產(chǎn)上，基于GF22FDX專業(yè)半導(dǎo)體平臺(tái)，并且打造了罕見的、專為用于AR Micro LED顯示器的顯示架構(gòu)，如果能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并且量產(chǎn)出的AR顯示器像介紹所說達(dá)到世界上最小，AR Micro LED將擁有新的量產(chǎn)解決方案，那么對(duì)AR眼鏡而言，則可能是另一場輕量化革命的開始。

如果售價(jià)上還能有所突破，搭載Micro LED顯示器的AR眼鏡未來可期。

在國內(nèi)半導(dǎo)體受制于臺(tái)積電的當(dāng)下，許多企業(yè)甚至城市都陷入了半導(dǎo)體困境。Micro LED是下一個(gè)時(shí)代必然會(huì)大面積流行的設(shè)備，索尼、三星已經(jīng)開始爭搶這塊肥肉，而現(xiàn)在AR行業(yè)有例子已經(jīng)跑在我們前面，如果不在這條賽道加緊追逐，那對(duì)國內(nèi)AR來說，下一個(gè)世代，面臨的可能就是Micro LED困境了。

聲稱能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的公司開始逐步冒頭，Micro LED的戰(zhàn)火將一觸即發(fā)。