華燦光電芯片技術優(yōu)勢明顯，助力Mini/Micro LED量產(chǎn)

    近年來，在產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)加碼和終端廠商加速布局下，Mini/Micro LED終端產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，開始逐步打開廣闊的應用空間。但目前Mini/Micro LED尚未進入成熟階段，若要實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，上游芯片技術將是其中一個關鍵因素。

    華燦光電始終專注于LED外延片及芯片技術的研發(fā)生產(chǎn)，對Mini/Micro LED技術進行全方位戰(zhàn)略部署。那么，隨著新型顯示時代的到來，華燦光電在Mini/Micro LED芯片制造工藝方面積累了哪些經(jīng)驗？芯片進展和規(guī)劃如何？

    5月24日，華燦光電外延技術開發(fā)總監(jiān)張奕出席2022集邦咨詢新型顯示產(chǎn)業(yè)研討會，圍繞新一代顯示用Mini/Micro LED芯片技術，分享華燦光電芯片制造關鍵技術及解決方案。

    Mini/Micro LED未來市場空間廣闊

    與其他顯示技術相比，Mini/Micro LED顯示在對比度、響應時間、視角、色域、亮度、功耗效率和分辨率等方面都有比較明顯的優(yōu)勢。

    張奕認為，目前Mini LED應用呈現(xiàn)出Mini RGB直顯和Mini LED背光雙輪驅動之勢。

    Mini LED RGB顯示技術作為小間距顯示屏的自然延伸，無論是下游應用還是工藝技術均可無縫銜接，有望為LED顯示屏注入新的源頭活水。在P1.1以下的顯示屏應用市場，Mini LED為主流芯片方案。

    除直顯外，背光應用是Mini LED產(chǎn)業(yè)化的另一重要推手。Mini LED背光與Local Dimming結合可以實現(xiàn)超高對比度，進一步降低能耗，還具有寬色域、輕薄化和高亮度的明顯優(yōu)勢，適用于電視、平板、電競顯示和車載等領域。

    不過，近年來Mini LED背光發(fā)展依然面臨成本高的難題。對此，張奕表示，隨著良率的提高，Mini LED背光顯示的成本將以每年15%-20%的幅度下降，能大比例替代現(xiàn)有的LED背光，成為中大尺寸液晶背光顯示方案的主流選擇。

    而Micro LED作為超高清顯示的終極技術，未來將應用于電視、手機、AR/VR，車載顯示、可穿戴電子和數(shù)字顯示等應用領域，其中穿戴應用、高端顯示應用將是Micro LED的主要切入點。

    前瞻性布局Mini LED芯片領域

    張奕表示，Mini LED芯片與傳統(tǒng)芯片的差異，在于傳統(tǒng)的正裝芯片轉換成了倒裝的芯片，倒裝芯片在顯示應用上具有更低的芯片熱阻、更好的視覺一致性、無需金線及更好的可靠性等技術優(yōu)勢。

    在倒裝芯片的制作中，各種技術十分關鍵。張奕細致講解了高可靠性，高亮度的倒裝芯片制程、高效鈍化層的制作、金屬連接層的平滑覆蓋、高可靠性的電極、不同電流密度下的光效匹配能力、抗ESD/EOS性能6大技術。

    除了上述6大技術，張奕還詳細講解了Sn Bump和True-Color兩大Mini LED關鍵共性技術，以及出光調節(jié)設計和高壓Mini LED技術。

    張奕稱，出光調節(jié)設計是華燦光電一項關鍵的Mini LED背光技術。該技術能優(yōu)化膜層結構設計，調節(jié)芯片出光，更易實現(xiàn)超薄設計。而高壓Mini LED技術，華燦光電已有6年量產(chǎn)經(jīng)驗以及良好的業(yè)績記錄。

    產(chǎn)品路線方面，目前，華燦光電的Mini LED直顯以4×8為量產(chǎn)主力，3×6也已實現(xiàn)批量生產(chǎn)；Mini LED背光方面，6×20已批量供應戰(zhàn)略合作伙伴，高壓產(chǎn)品逐步導入，合作定制不同規(guī)格多款產(chǎn)品。

    華燦光電Mini LED技術及解決方案也已獲得了眾多行業(yè)內龍頭企業(yè)青睞。例如，媒體資料顯示，華為V75 Super智慧屏以及創(chuàng)維創(chuàng)維鳴麗屏Smart Mini LED電視Q72的Mini LED芯片供應商均為華燦光電，側面印證了華燦光電的技術優(yōu)勢和產(chǎn)品品質。

    持續(xù)加強Micro LED芯片技術開發(fā)

    對于Micro LED，張奕表示外延材料的高度一致性、微米級芯片制作的精度控制和良率、巨量轉移的高良率、全彩化的有效實現(xiàn)、控制線路，驅動和背板的設計、壞點的有效修復是其技術的關鍵。

    Micro LED外延進展方面，華燦光電目前6英寸平片取得了較好的效果，其中藍光外延片波長均勻性達0.62nm，綠光外延片波長均勻性達0.8nm。

    張奕指出，從Mini LED發(fā)展至Micro LED，芯片工藝IC化起著至關重要的作用，制造工藝過程對潔凈度要求十分嚴格。因此，華燦光電專門為Micro LED產(chǎn)線設計了超高潔凈度的潔凈室。

    據(jù)介紹，華燦光電擁有超過1,000㎡的百級潔凈室，能同時實現(xiàn)R/G/B的芯片制作，擁有亞微米黃光區(qū)以及Bonding/LLO/ALD/ICP/Sputter等Micro LED作業(yè)設備，可以提供芯片、UBM以及模組制作能力。

    通過高精度的生產(chǎn)工藝線，華燦光電形成亞微米工藝線寬控制能力、側面保護與修復、襯底剝離、金屬及多種材料鍵合、批量測試及光型調控的工藝技術，以及>8um倒裝及垂直芯片供應能力（COW/COC）。

    工藝控制方面，華燦光電從In Bump、光刻、側壁和后臺四個方面進行優(yōu)化。張奕稱，對于Micro LED來說，盡可能使側壁垂直和均勻，可以降低邊緣效應導致光效降低的問題；臺面優(yōu)化則與可靠性有非常重要的關聯(lián)。

    目前，華燦光電采用的是襯底激光剝離技術，剝離圖形化襯底和非圖形化襯底均可做到比較高的完整度。

    Micro LED缺陷控制水平方面，目前華燦光電可以實現(xiàn)99.99%的良率（20*40um），最高可實現(xiàn)99.999%的良率。

    在Micro LED全彩化技術上，張奕介紹介紹了獨立三基色LED轉移到基板上實現(xiàn)全彩、在特殊基板上生長GaN基的RGB三色LED、將RGB三色LED外延材料垂直鍵合到一起、利用UV/藍光LED和量子點/納米熒光粉實現(xiàn)全彩四種技術。

    Micro LED巨量轉移技術上，目前業(yè)內有靜電吸附、電磁吸附、范德瓦爾斯力、流體裝配和激光燒灼等主流技術，華燦光電并不拘泥于某一項技術技術，而是積極與廠家合作、自行研發(fā)或嘗試多種技術。

    小結

    作為全球領先的全色系顯示芯片企業(yè)，華燦光電深耕LED芯片行業(yè)，在Mini/Micro LED新型顯示技術開發(fā)和應用上不斷取得突破。

    目前，華燦光電Mini LED倒裝RGB直顯芯片已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)；Mini LED背光芯片技術趨于成熟，在平板，大尺寸TV，電競，車載顯示上展現(xiàn)出優(yōu)勢，發(fā)展規(guī)模將逐步增長。

    Micro LED在華燦光電等產(chǎn)業(yè)鏈上下游積極共同努力下，商業(yè)化步伐正在逐步加快。張奕表示，目前Micro LED處在方案開發(fā)當中，需要上中下游聯(lián)合開發(fā)，未來將從小屏幕穿戴領域和大屏幕高端顯示領域優(yōu)先導入。