Технологията на микро LED екраните GaN-on-Si на HKC намалява разходите с 40%

Революционизиране на микро LED екраните: Как SiMiP решава предизвикателствата на масопреноса

Глобалната индустрия за дисплеи е свидетел на промяна в парадигмата, тъй като HKC и Lighent Semiconductor представят първия в света силициев монолитен интегриран микро LED екран (SiMiP) от GaN. Тази иновация е насочена към решаващите проблеми в традиционното производство – високи разходи, ниски добиви и екологични проблеми – позиционирайки микро-стъпковите LED дисплеи (sub-P1.0) за масово приложение на търговските и потребителските пазари.

1. SiMiP срещу традиционни микро LED екрани: ключови иновации

1.1 Премахване на сложността на масопреноса

Традиционните микро LED екрани изискват прехвърляне на милиони RGB субпиксели (1–10µm) върху задните платки на драйверите чрез склонни към грешки процеси на „пренос на маса“. Производителността в индустрията стагнира под 70% поради изискванията за прецизност на подравняването.

Пробивът на SiMiP се крие в неговата Монолитен дизайн GaN върху Si:

• RGB интеграция с един чипКомбинира сини микро светодиоди с квантови точки (QD) за преобразуване на цветовете, за да излъчва червена/зелена светлина, заобикаляйки отделните трансфери на чипове.
• 3 пъти по-бърз монтаж: Намалява стъпките за разполагане от 3 на 1 на пиксел.
• 99.9% Добив на Pick-and-PlaceИзползва зряло SMT оборудване вместо специализирани инструменти за трансфер ($1M+/единица).

1.2 Предимства на преобразуването на цветовете с квантови точки

• Материали с нулев арсенЗаменя токсичните червени AlInGaP светодиоди с екологични сини InGaN светодиоди + QD слоеве (съвместими с EU RoHS).
• Стабилност на цветоветеФиксира дължините на вълните при 630 nm (червено) и 530 nm (зелено), независимо от колебанията на тока/температурата (ΔE <1,5 спрямо ΔE <3 в индустрията).

2. Предимства по отношение на разходите и производителността на микро LED екраните

2.1 40% По-ниски разходи за опаковане чрез интеграция на ниво пластина

SiMiP вгражда опаковъчни структури по време на обработката на GaN върху Si пластини:

• Директно поставяне на чипЕлиминира стъпките на капсулиране след производството.
• Спестяване на материалиНамалява епоксидните смоли и фосфора с 60%.

2.2 Пробиви в управлението на температурата

• 30% Подобрено разсейване на топлинатаGaN-върху-Si подложките превъзхождат традиционния сапфир, удължавайки живота им до над 100 000 часа.
• Равномерна яркостПоддържа вариация на яркостта <5% между 4K панелите.

2.3 Мащабируемост за микро LED екрани P0.4-P0.9

Цели от пътната карта за производство на HKC:

• 20246,67-инчови прототипи на микро светодиоди на стъклена основа (500 нита, 100% NTSC).
• 20255000 месечни пластини за търговски дисплеи P0.9 (цена: $800/㎡ спрямо $2400/㎡ традиционен).
• 2026P0.4 AR/VR екрани с плътност от 5000 PPI.

3. Пазарно въздействие: Преоформяне на сектора на $5.8B Micro-Pitch дисплеите

3.1 Революционни COB и SMD технологии

SiMiP-ите Микро светодиоди в корпус (MiP) подходът превъзхожда конкурентите:

3.2 Ускоряване на растежа на вътрешната верига за доставки

Китайската дисплейна екосистема използва SiMiP, за да намали чуждестранната зависимост:

• Локализирани компоненти70% материали за квантови точки и GaN драйвери, доставени на местно ниво до 2025 г.
• Патентно лидерствоНад 10 000 патента на Lighent за GaN/GaAs противоречат на Micro LED IP на Samsung/LG.

4. Бъдещи приложения отвъд микро LED екраните

4.1 AR/VR дисплеи от следващо поколение

• Плътност от 5000 PPI: Активира резолюция на ниво ретина за устройства с метавселена.
• Яркост от 10 000 нитаПоддържа случаи на употреба със смесена реалност на открито.

4.2 Автомобилни и прозрачни екрани

• HUD-ове150% предлага по-широка цветова гама в сравнение с OLED за подобрено шофиране.
• Енергийна ефективностКонсумация на енергия от 0,5 W на 10 000 нита (50% по-ниска от LCD).

5. Предизвикателства и перспективи за индустрията

Въпреки че SiMiP намалява разходите за микро LED екрани, пречките остават:

• Живот на QDНастоящите червени квантови диодни слоеве разграждат 15% след 20 000 часа (в сравнение с 5% за сини светодиоди).
• Сложност на интегралната схема на драйвера16-битовият контрол на сивата скала изисква усъвършенствани 28nm CMOS задни платки.

Инвестицията на Хонконг от $1.5B и партньорствата му с правителствата на Чанхонг/Мяньян обаче целят:

• Намалете разходите за квантова диаграма с 30% чрез иновации в синтеза на наночастици.
• Постигане на локализация на драйвера 80% GaN до 2026 г.