La tecnología de pantalla micro LED GaN-on-Si de HKC reduce los costos en un 40%

Revolucionando las pantallas micro LED: Cómo SiMiP resuelve los desafíos de la transferencia de masa

La industria global de pantallas está experimentando un cambio de paradigma con el lanzamiento de HKC y Lightent Semiconductor de la primera pantalla micro LED integrada monolítica de GaN (SiMiP) basada en silicio del mundo. Esta innovación aborda los obstáculos críticos de la fabricación tradicional (altos costos, bajo rendimiento y preocupaciones ambientales), posicionando las pantallas LED de micropaso (sub-P1.0) para su adopción masiva en los mercados comerciales y de consumo.

1. SiMiP vs. Pantallas Micro LED tradicionales: Innovaciones clave

1.1 Eliminación de la complejidad de la transferencia de masa

Las pantallas Micro LED tradicionales requieren la transferencia de millones de subpíxeles RGB (1–10 µm) a las placas base del controlador mediante procesos de "transferencia de masa" propensos a errores. El rendimiento de la industria se estanca por debajo de 70% debido a las exigencias de precisión de alineación.

El avance de SiMiP radica en su Diseño monolítico de GaN sobre Si:

• Integración RGB de un solo chip:Combina micro LED azules con capas de conversión de color de puntos cuánticos (QD) para emitir luz roja/verde, evitando transferencias de chips separados.
• Montaje 3 veces más rápido:Reduce los pasos de ubicación de 3 a 1 por píxel.
• 99.9% Rendimiento de selección y colocación:Aprovecha equipos SMT maduros en lugar de herramientas de transferencia especializadas ($1M+/unidad).

1.2 Ventajas de la conversión de color de los puntos cuánticos

• Materiales sin arsénico:Reemplaza los LED rojos tóxicos AlInGaP con LED azules InGaN ecológicos + capas QD (compatibles con RoHS de la UE).
• Estabilidad del color: Bloquea longitudes de onda a 630 nm (rojo) y 530 nm (verde) independientemente de las fluctuaciones de corriente/temperatura (ΔE <1,5 frente a ΔE de la industria <3).

2. Beneficios de costo y rendimiento de las pantallas micro LED

2.1 40% Menores costos de empaquetado mediante la integración a nivel de oblea

SiMiP integra estructuras de empaquetado durante el procesamiento de obleas de GaN sobre Si:

• Colocación directa de chips:Elimina los pasos de encapsulación posteriores a la fabricación.
• Ahorro de material:Reduce resinas epoxi y fósforos en 60%.

2.2 Avances en la gestión térmica

• 30% Disipación de calor mejoradaLos sustratos de GaN sobre Si superan al zafiro tradicional, extendiendo la vida útil a más de 100.000 horas.
• Brillo uniforme:Mantiene una variación de luminancia de <5% en paneles 4K.

2.3 Escalabilidad para pantallas micro LED P0.4-P0.9

Objetivos de la hoja de ruta de producción de HKC:

• 2024Prototipos de Micro LED basados en vidrio de 6,67″ (500 nits, 100% NTSC).
• 2025:5.000 obleas mensuales para pantallas comerciales P0,9 (costo: $800/㎡ vs. $2.400/㎡ tradicional).
• 2026: Pantallas AR/VR P0.4 con densidad de 5.000 PPI.

3. Impacto en el mercado: Reestructuración del sector de pantallas de micropaso $5.8B

3.1 Tecnologías COB y SMD disruptivas

SiMiP Micro LED en paquete (MiP) El enfoque supera a los rivales:

3.2 Aceleración del crecimiento de la cadena de suministro nacional

El ecosistema de visualización de China está aprovechando SiMiP para reducir la dependencia extranjera:

• Componentes localizados:70% de materiales QD y controladores GaN de origen nacional para 2025.
• Liderazgo en patentesLas más de 10 000 patentes de GaN/GaAs de Lighent contrarrestan la propiedad intelectual de Micro LED de Samsung/LG.

4. Aplicaciones futuras más allá de las pantallas micro LED

4.1 Pantallas AR/VR de próxima generación

• Densidad de 5000 PPI:Permite la resolución a nivel de retina para dispositivos metaverso.
• Brillo de 10.000 nits:Admite casos de uso de realidad mixta al aire libre.

4.2 Pantallas automotrices y transparentes

• HUD:150% gama de colores más amplia en comparación con OLED para una conducción aumentada.
• Eficiencia energética:Consumo de energía de 0,5 W por cada 10 000 nits (50% menos que el LCD).

5. Desafíos y perspectivas de la industria

Si bien SiMiP reduce drásticamente los costos de las pantallas Micro LED, aún quedan obstáculos:

• Duración de la garantía QD:Las capas QD rojas actuales degradan el 15% después de 20 000 horas (en comparación con el 5% de los LED azules).
• Complejidad del CI del controlador:El control de escala de grises de 16 bits exige placas base CMOS avanzadas de 28 nm.

Sin embargo, la inversión de $1.5B de HKC y las asociaciones con los gobiernos de Changhong/Mianyang tienen como objetivo:

• Reducir los costos de QD en un 30% mediante innovaciones en síntesis de nanopartículas.
• Lograr la localización del controlador GaN 80% para 2026.