硅基OLED：AR/VR顯示普及的核心所在

    2020年國內AR/VR產(chǎn)業(yè)的成長率將達到70%——這一產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為“顯示行業(yè)”中與micro-led成長性相當?shù)挠忠唤鸬V。而且，二者涉及的基礎器件名稱也很相似：AR/VR產(chǎn)業(yè)大量依賴一種叫做SI-MIRCO-OLED的技術，即硅基OLED微顯示技術，簡稱“硅基OLED”！

    全球同步，硅基OLED國內優(yōu)勢明確

    2019年11月21日，合肥視涯項目竣工投產(chǎn)儀式在合肥新站高新區(qū)內舉行，標志當時全球最大的、唯一專注于12吋晶圓硅基OLED微型顯示組件研發(fā)生產(chǎn)工廠正式投產(chǎn)。

    僅僅一個月后，2019年12月26日，京東方發(fā)布公告宣布擬出資約18億元投資建設12英寸OLED微顯示器件生產(chǎn)線項目，項目總投資34億元。項目產(chǎn)能規(guī)模超過合肥視涯一期項目。

    但是，2020年5月11日，浙江省湖州市重大項目（人才）集中簽約活動上，熙泰科技投資120億元年產(chǎn)25萬片硅基OLED微型顯示器生產(chǎn)線項目成功簽約——再次刷新全球最大的硅基OLED投資計劃的新紀錄。

    可以說三年來，硅基OLED項目在國內市場形成了遍地開花的格局：投資越來越大、產(chǎn)能越來越高、基片從6英寸、8英寸，現(xiàn)在上升到12英寸——硅基OLED市場用三年的時間聚集了大約300億元的投資規(guī)模。全部投產(chǎn)大約可以支每月?lián)螖?shù)十萬片基板投片，相當于全年數(shù)千萬臺VR近眼設備的年度產(chǎn)能需求。

    而這些項目背后的“全球第一”，更是說明國內在硅基OLED核心制造工藝上已經(jīng)具有全球性競爭優(yōu)勢：實際上，央企北方奧雷德光電早在2010年就實現(xiàn)了0.5英寸硅基OLED的量產(chǎn)，成功打破美國在OLED微型顯示器領域的壟斷，系全球第二家，并走在了日系巨頭索尼（2011年量產(chǎn)）的前面！

    目前，硅基OLED上，美國、英國、法規(guī)、德國、日本等也在積極展開技術研發(fā)和產(chǎn)能建設。蘋果AR眼鏡已決定采用索尼硅基OLED顯示，預計2021上市。但是，其它地區(qū)國家投資規(guī)模不及國內大陸市場。業(yè)內認為，借助硅基OLED的發(fā)展，我國顯示產(chǎn)業(yè)渴望在AR/VR新興信息消費產(chǎn)業(yè)確立發(fā)展優(yōu)勢。

    打造硅基OLED產(chǎn)業(yè)鏈，為何如此重要

    在新興顯示產(chǎn)業(yè)技術，特別是微顯示技術上，美國TI的DLP、日本愛普生，索尼，JVC的高溫多晶硅LCD和LCOS技術一直是典型的“代表”。新興顯示技術海外巨頭長期具有“底蘊”和“先手”優(yōu)勢。那么在硅基OLED上，我國企業(yè)為何會后來居上呢？答案是，硅基OLED自身的產(chǎn)業(yè)重要性和技術可行性！

    從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度看，硅基OLED是未來AR/VR產(chǎn)業(yè)的重要芯片方向和核心顯示性能的卡脖子部位。不突破這一產(chǎn)品，就難免在AR/VR產(chǎn)業(yè)上受制于人。而AR/VR產(chǎn)業(yè)將是5G+時代，消費性應用的重要場景和智能制造工具鏈的重要輔助設施。AR/VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于5G應用的發(fā)展、工業(yè)4.0的進步、下一代教育和娛樂產(chǎn)業(yè)的升級，都有重要影響。

    但是，以上這些“產(chǎn)業(yè)重要性”卻并非“最重要的那一點”：硅基OLED微顯示最早的客戶是“軍用”。即戰(zhàn)斗機、武裝直升機、坦克的頭戴式觀瞄設備的核心顯示芯片。也是未來數(shù)字士兵和數(shù)字信息作戰(zhàn)系統(tǒng)中的重要組成芯片。如果不打通這一產(chǎn)業(yè)鏈，也就意味著軍事裝備上的大大受限。北方奧雷德光電首次產(chǎn)品的主要客戶就是軍方。這也是硅基OLED主要研發(fā)大國美國、英國、法規(guī)、德國、日本等的重要特征：即都是軍事科技強國。

    另一方面，從技術角度看，硅基OLED的可行性也非常之高。硅基OLED的技術工藝主要分成以光刻和單晶硅為主的基底驅動層技術和OLED蒸鍍技術。

    對于單晶硅光刻驅動結構的技術而言，目前5納米光刻技術可以在1平方厘米的面積集成百億、乃至數(shù)百億個晶體管結構——而作為微顯示驅動而言，這樣的面積只需要十余萬，或者數(shù)十萬個像素結構，其工藝難度顯然遠低于頂級光刻單晶硅技術。即采用半導體工藝最成熟的技術和設備、低成本技術設備、一般性材料（100納米或者更早的CMOS工藝體系），就能滿足硅基OLED建廠的“半導體端”工藝需求。

    同時，對于OLED蒸鍍工藝而言，難點核心在于“均勻性”。但是，制約均勻性的最大難題往往是“蒸鍍面積”過大——即20年前半米級別玻璃基板蒸鍍工藝都已經(jīng)突破，現(xiàn)在8.5代線玻璃基板蒸鍍工藝還是難題：面積越大蒸鍍越難，而硅基OLED需要的蒸鍍工藝主要集中在8英寸和12英寸硅晶芯片上，難度相對降低很多。

    對于硅基OLED的蒸鍍工藝，很多輿論認為“亞像素精度”也是難點之一。但是事實上，亞像素精度主要由遮罩層的技術來保障。高精度的12英寸遮罩層，是半導體工藝的常用耗材。在硅基OLED上，所需精度還要比閃存、內存、CPU等半導體芯片所需工藝精度低多個數(shù)量級。

    所以，從工藝角度看，硅基OLED有點站在“半導體芯片”和“OLED”顯示兩個“巨人肩膀”上的格局�？梢岳�用的成熟技術、人才和工藝材料非常充分。這也是短短十年這一技術就大量開花結果的原因之一。同時，和一般的大尺寸液晶、OLED面板比，硅基OLED生產(chǎn)線也具有單一產(chǎn)線投資更低（低一個數(shù)量級以上）的特點，也有利于形成投資端的“低門檻”。用業(yè)內人士話說，硅基OLED是“最具成熟性”的“全新高科技顯示產(chǎn)品”。

    產(chǎn)業(yè)可行性和產(chǎn)業(yè)重要性的結合，足以解釋近年來國內硅基OLED產(chǎn)業(yè)的投資熱情：針對AR/VR行業(yè)的崛起，業(yè)內已經(jīng)形成了很強的投資動力。預計在2023年左右，新一輪產(chǎn)能全面開出，將有效降低高端AR/VR產(chǎn)品的應用瓶頸和成本制約。

    技術可迭代性好，硅基OLED前景光明

    對于一項創(chuàng)新性科技，最害怕的是“出現(xiàn)更好的替代技術”。對此硅基OLED也有自己的獨特優(yōu)勢。

    這主要是，目前處于前沿的顯示技術主要包括OLED、micro-led和QLED技術：微顯示產(chǎn)業(yè)投資熱點集中在硅基OLED行業(yè)，主要是因為OLED技術比micro-led、QLED更成熟，更可靠。但是，從未來角度看，硅基micro-led、硅基QLED也能成為更好的AR/VR產(chǎn)品的支撐技術。其區(qū)別主要是硅基OLED的蒸鍍OLED換成了，“巨量轉移micro-led”或者“蒸鍍QLED”材料。

    這種可能的工藝演進特點，決定了硅基OLED的生命力非常頑強。甚至，“硅基”材料也可以發(fā)生新的升級，比如用更新的第三代半導體材料，提升電流量支撐能力；或者用石墨烯基地材料實現(xiàn)更好的顯示效果。

    總之，應當用廣義的微顯示和ar/vr產(chǎn)業(yè)進步需求，看待硅基OLED的投資高峰、投資熱情；并深刻認識這一硅基OLED技術的成熟可行性、未來可演化性，建立持續(xù)的投資、創(chuàng)新和終端產(chǎn)業(yè)應用生態(tài)。在此基礎上，在微顯示時代、AR/VR消費端，國內產(chǎn)業(yè)界有望走在全球前列，爭奪另一個中國制造與中國創(chuàng)造的制高點。