HKCs GaN-på-Si Micro LED-skjermteknologi reduserer kostnadene med 40%

Revolusjonerende mikro-LED-skjermer: Hvordan SiMiP løser utfordringer med masseoverføring

Den globale skjermindustrien opplever et paradigmeskifte idet HKC og Lighent Semiconductor lanserer verdens første silisiumbaserte GaN monolittiske integrerte Micro LED-skjerm (SiMiP). Denne innovasjonen adresserer de kritiske flaskehalsene i tradisjonell produksjon – høye kostnader, lav avkastning og miljøhensyn – og posisjonerer micro-pitch LED-skjermer (sub-P1.0) for masseadopsjon i kommersielle og forbrukermarkeder.

1. SiMiP vs. tradisjonelle mikro-LED-skjermer: Viktige innovasjoner

1.1 Eliminering av kompleksitet ved masseoverføring

Tradisjonelle Micro LED-skjermer krever overføring av millioner av RGB-underpiksler (1–10 µm) til driverbakplaner via feilutsatte «masseoverføringsprosesser». Industriens avkastning stagnerer under 70% på grunn av krav til presisjon i justeringen.

SiMiPs gjennombrudd ligger i dets GaN-på-Si monolittisk design:

• RGB-integrasjon med én chipKombinerer blå mikro-LED-er med kvantepunkt-fargekonverteringslag (QD) for å avgi rødt/grønt lys, og omgå separate chipoverføringer.
• 3 ganger raskere monteringReduserer plasseringstrinn fra 3 til 1 per piksel.
• 99,9% Pick-and-Place-ytelseUtnytter modent SMT-utstyr i stedet for spesialiserte overføringsverktøy ($1M+/enhet).

1.2 Fordeler med kvantepunktfargekonvertering

• Null arsenikkmaterialerErstatter giftige røde AlInGaP-LED-er med miljøvennlige blå InGaN-LED-er + QD-lag (samsvarende med EU RoHS).
• FargestabilitetLåser bølgelengdene ved 630 nm (rød) og 530 nm (grønn) uavhengig av strøm-/temperatursvingninger (ΔE <1,5 vs. industri-ΔE <3).

2. Kostnads- og ytelsesfordeler for mikro-LED-skjermer

2.1 40% Lavere pakkekostnader via integrering på wafernivå

SiMiP bygger inn pakningsstrukturer under GaN-på-Si-waferprosessering:

• Direkte brikkeplasseringEliminerer innkapslingstrinn etter fabrikasjon.
• MaterialbesparelserReduserer epoksyharpikser og fosfor med 60%.

2.2 Gjennombrudd innen termisk styring

• 30% Forbedret varmespredningGaN-på-Si-substrater overgår tradisjonell safir og forlenger levetiden til over 100 000 timer.
• Jevn lysstyrkeOpprettholder <5% luminansvarians på tvers av 4K-paneler.

2.3 Skalerbarhet for P0.4–P0.9 mikro-LED-skjermer

HKCs produksjonsplanmål:

• 20246,67-tommers glassbaserte Micro LED-prototyper (500 nits, 100% NTSC).
• 20255000 månedlige wafere for kommersielle P0.9-skjermer (kostnad: $800/㎡ vs. $2400/㎡ tradisjonell).
• 2026P0.4 AR/VR-skjermer med 5000 PPI-tetthet.

3. Markedspåvirkning: Omforming av $5.8B Micro-Pitch-skjermsektoren

3.1 Forstyrrer COB- og SMD-teknologier

SiMiP-er Mikro-LED-i-pakken (MiP) Tilnærmingen overgår konkurrentene:

3.2 Akselererende vekst i innenlandsk forsyningskjede

Kinas skjermøkosystem utnytter SiMiP for å redusere utenlandsk avhengighet:

• Lokaliserte komponenter70% av QD-materialer og GaN-drivere skal anskaffes innenlands innen 2025.
• PatentlederskapLighthents over 10 000 GaN/GaAs-patenter motbeviser Samsung/LGs IP for mikro-LED.

4. Fremtidige bruksområder utover mikro-LED-skjermer

4.1 Neste generasjons AR/VR-skjermer

• 5000 PPI-tetthetAktiverer oppløsning på retinalnivå for metaverse-enheter.
• 10 000 nits lysstyrkeStøtter utendørs brukstilfeller for blandet virkelighet.

4.2 Bil- og gjennomsiktige skjermer

• HUD-er150% bredere fargespekter vs. OLED for forbedret kjøring.
• Energieffektivitet0,5 W strømforbruk per 10 000 nits (50% lavere enn LCD).

5. Utfordringer og bransjeutsikter

Selv om SiMiP kutter kostnadene for mikro-LED-skjermer, er det fortsatt hindringer:

• QD-livstidNåværende røde QD-lag degraderer 15% etter 20 000 timer (sammenlignet med 5% for blå LED-er).
• Driver IC-kompleksitet16-bits gråtonekontroll krever avanserte 28nm CMOS-bakplaner.

HKCs investering på $1.5B og partnerskap med myndighetene i Changhong/Mianyang har imidlertid som mål å:

• Kutt QD-kostnader med 30% via innovasjoner innen nanopartikkelsyntese.
• Oppnå lokalisering av 80% GaN-drivere innen 2026.