La tecnologia degli schermi micro LED GaN-on-Si di HKC riduce i costi di 40%

Rivoluzionare gli schermi micro LED: come SiMiP risolve le sfide del trasferimento di massa

L'industria globale dei display sta assistendo a un cambio di paradigma con il lancio da parte di HKC e Lighent Semiconductor del primo schermo Micro LED monolitico integrato (SiMiP) in silicio GaN al mondo. Questa innovazione risolve i colli di bottiglia critici della produzione tradizionale – costi elevati, bassi rendimenti e problematiche ambientali – posizionando i display LED a micro-pitch (sub-P1.0) per un'adozione di massa nei mercati commerciali e consumer.

1. SiMiP vs. schermi Micro LED tradizionali: innovazioni chiave

1.1 Eliminazione della complessità del trasferimento di massa

I tradizionali schermi Micro LED richiedono il trasferimento di milioni di subpixel RGB (1–10 µm) sui backplane dei driver tramite processi di "trasferimento di massa" soggetti a errori. Le rese del settore rimangono stagnanti al di sotto di 70% a causa dei requisiti di precisione dell'allineamento.

La svolta di SiMiP risiede nel suo Design monolitico GaN-on-Si:

• Integrazione RGB a chip singolo: Combina Micro LED blu con strati di conversione del colore a punti quantici (QD) per emettere luce rossa/verde, evitando trasferimenti di chip separati.
• Assemblaggio 3 volte più veloce: Riduce i passaggi di posizionamento da 3 a 1 per pixel.
• Resa Pick-and-Place 99,9%: Sfrutta apparecchiature SMT mature anziché strumenti di trasferimento specializzati ($1M+/unità).

1.2 Vantaggi della conversione del colore dei punti quantici

• Materiali senza arsenico: Sostituisce i tossici LED rossi AlInGaP con LED blu InGaN ecologici + strati QD (conformi alla direttiva RoHS UE).
• Stabilità del colore: Blocca le lunghezze d'onda a 630 nm (rosso) e 530 nm (verde) indipendentemente dalle fluttuazioni di corrente/temperatura (ΔE <1,5 rispetto a ΔE <3 del settore).

2. Vantaggi in termini di costi e prestazioni per gli schermi Micro LED

2.1 40% Costi di confezionamento inferiori tramite integrazione a livello di wafer

SiMiP incorpora strutture di confezionamento durante la lavorazione dei wafer GaN-on-Si:

• Posizionamento diretto dei chip: Elimina i passaggi di incapsulamento post-fabbricazione.
• Risparmio di materiale: Riduce le resine epossidiche e i fosfori del 60%.

2.2 Innovazioni nella gestione termica

• 30% Dissipazione del calore migliorata:I substrati GaN-on-Si superano in prestazioni lo zaffiro tradizionale, estendendo la durata a oltre 100.000 ore.
• Luminosità uniforme: Mantiene una variazione di luminanza <5% nei pannelli 4K.

2.3 Scalabilità per schermi Micro LED P0.4-P0.9

Gli obiettivi della roadmap produttiva di HKC sono:

• 2024: Prototipi di Micro LED in vetro da 6,67″ (500 nit, 100% NTSC).
• 2025: 5.000 wafer al mese per display commerciali P0.9 (costo: $800/㎡ rispetto a $2.400/㎡ tradizionali).
• 2026: Schermi AR/VR P0.4 con densità di 5.000 PPI.

3. Impatto sul mercato: rimodellare il settore dei display micro-pitch $5.8B

3.1 Tecnologie COB e SMD dirompenti

SiMiP Micro LED in confezione (MiP) l'approccio supera i rivali:

3.2 Accelerare la crescita della catena di fornitura nazionale

L'ecosistema display cinese sfrutta SiMiP per ridurre la dipendenza dall'estero:

• Componenti localizzati: 70% di materiali QD e driver GaN di provenienza nazionale entro il 2025.
• Leadership brevettuale: Gli oltre 10.000 brevetti GaN/GaAs di Lighent contrastano la proprietà intellettuale Micro LED di Samsung/LG.

4. Applicazioni future oltre gli schermi micro LED

4.1 Display AR/VR di nuova generazione

• Densità 5.000 PPI: Abilita la risoluzione a livello retinico per i dispositivi metaverso.
• Luminosità 10.000 nit: Supporta casi di utilizzo di realtà mista all'aperto.

4.2 Schermi trasparenti e automobilistici

• HUD: 150% gamma di colori più ampia rispetto a OLED per una guida migliorata.
• Efficienza energetica: Consumo energetico pari a 0,5 W per 10.000 nit (50% inferiore a quello LCD).

5. Sfide e prospettive del settore

Sebbene SiMiP riduca drasticamente i costi degli schermi Micro LED, restano degli ostacoli:

• Durata QD:Gli attuali strati QD rossi si degradano 15% dopo 20.000 ore (rispetto a 5% per i LED blu).
• Complessità del circuito integrato del driver:Il controllo della scala di grigi a 16 bit richiede backplane CMOS da 28 nm avanzati.

Tuttavia, l'investimento di $1,5B di HKC e le partnership con i governi di Changhong/Mianyang mirano a:

• Riduzione dei costi QD del 30% tramite innovazioni nella sintesi delle nanoparticelle.
• Raggiungere la localizzazione del driver GaN 80% entro il 2026.