玻璃基再上新或成Micro LED显示新秀企业“换道超车”机遇

  来源:新金宝官网

  近年来,玻璃基板电子和半导体封装概念持续升温。包括Intel等行业巨头都已涉足其中。近日,元旭半导体在天津滨海高新区成功召开MOG(Micro-LED on Glass)技术暨新产品发布会,推出全球首款量产玻璃基像素级集成封装技术的Micro LED显示器件。这将玻璃基半导体封装应用概念的市场化进程再次向前推进,并为Micro LED显示的发展提供了新的技术方案。

  据悉,元旭半导体MOG技术将Micro RGB像素直接集成于玻璃基板之上,Micro主芯片尺寸缩小至50微米以下。采用MOG技术的LED显示屏具备99.6%纯黑覆盖率和300,000:1超高对比度,可实现8K显示等顶级LED直显应用。

  目前,元旭半导体天津超级工厂已经打通“芯片制造-巨量转移-先进封装”全链条。自今年3月28日基地启动通线试生产以来,产能持续提升,月产能已达3000平方米,且有2亿元在手订单。元旭半导体计划在2026年继续提升量产能力至6000㎡/月,3年内预计可实现10亿元的产值目标。

  元旭半导体天津生产基地总用地面积约6.18万平方米。该项目于2023年6月8日开工建设,总投资8亿元,一期建设总投资额约为3.58亿元,集成晶圆材料、芯片设计、制造、封装测试全产业链环节,设计年产3万平方米Mini/Micro-LED显示模组。截至今年7月底,工厂前沿核心设备投入约1.2亿元,规模突破400台。

  元旭半导体并非首个进入玻璃基LED直显品类的企业。不过在这一赛道上,其主打的IDM2.0模式,实现了自主的全产业链制造方案,对于一个全新技术路径而言,全链自主带来具有更高的“确定性”。目前,玻璃基LED直显技术不仅要结合玻璃基板新材料、新工艺,还需要结合Micro LED级别的新规格器件,其含“新”的程度非常高。这一点已成为该技术路径发展的最大考验。

  元旭半导体通过集成晶圆材料、芯片设计、制造、封装测试全产业链环节,实现了核心工艺和知识产权的全面垂直整合,并率先在全球实现玻璃基Micro LED直显量产,这将为整个LED直显、乃至包含LED背光的更广阔LED应用产业的玻璃化工艺尝试,提供有价值的经验和可行性范例。作为全世界首个该工艺量产项目,元旭半导体或已打开了LED直显行业的一扇新大门。

  元旭半导体MOG技术的核心优势大多数表现在,玻璃基板具备高导热性、高光学透明度及可控热膨胀特性。其中,与越来越精密、尺寸更小的Micro LED器件结合,尤其是与剥离衬底的器件结合时,玻璃材料与Micro LED材料的热膨胀系数更为接近。相比PCB基板,玻璃基板可提供更高的键合稳定性。

  MOG亦采用晶圆级制造技术,利用先进光刻技术,实现误差±1微米级别的像素精度。这将提供Micro LED技术适配更小尺寸LED晶体颗粒,以及适配8K等更高分辨率指标的技术基础。高精度的像素集成,也是巨量转移中实现更高良率的基础。晶圆级半导体工艺还带来了封装整体结构的可靠性升级。

  同时,MOG像素集成将RGB芯片共封装,实现均匀色混并降低器件尺寸至100-300um。这种MOG标准化RGB器件能够完全满足下游计算机显示终端传统集成工艺的应用需求,对于COB、表贴等终端集成方式,在设备、工艺、材料和效率方面都具有友好性与兼容性。更重要的是,其在器件尺寸结构上明显优于传统PCB RGB像素器件,对于逐步推动LED直显超高清发展,进入IT、车载、TV等主流显示应用市场具有极佳适配性。

  整体上,玻璃基板+Micro LED体现了玻璃基板在高精度封装方面的量产优势与稳定性优势,并在最终器件上呈现出“更为微型化”的趋势。这些优势与当前LED直显产业终端需求的“效果体验升级”,特别是Micro LED技术普及化浪潮相呼应,很好地满足了新一代LED直显产品拓展高端应用市场边界的需求。

  另据行业分析认为,除了独立RGB器件,MOG技术也适用于多像素封装或大规模像素集成的面板式Micro LED封装。通过开拓更多规格的封装器件,玻璃基技术有望在Micro LED时代大放异彩。

  英特尔封装专家段钢曾指出:“当芯片线μm时代,玻璃基板是延续摩尔定律的唯一选择。”这一点同样适用于Micro LED产业。只不过在Micro LED领域,玻璃基板还能够给大家提供“更小的线宽”之外的更多优势,如“热性能与光滑度”。

  PCB(印刷电路板)的热膨胀对于越来越小的Micro LED键合连接是一个挑战。而低线胀系数玻璃在光学望远镜、航空航天领域已有成熟应用,技术非常成熟、产能和原料也极为充沛。业内人士指出,在Micro LED的尺寸量级上,玻璃基板的热变形几乎可忽略不计。同时,PCB基板的光滑性在应对巨量Micro LED转移工艺时,是导致错位、偏移的主要的因素,对成品率影响很大。而玻璃基产品可轻轻松松实现光学级平整度,为巨量转移提供更为友好的基面,有助于提升效率和成品率。

  正是这两点,让玻璃基与Micro LED更加匹配。此前,京东方、维信诺-辰显、TCL华星等都发展了玻璃基LED应用产品和技术。例如维信诺-辰显总投资30亿元,建设了全区首条TFT Micro LED量产线。元旭半导体MOG则将玻璃基引入到RGB封装器件产品上,进一步拓宽了玻璃基板与Micro LED结合的量产路径。此外,行业企业还在研究柔性玻璃基板LED显示、玻璃基板透明LED显示的技术与应用,进一步发挥玻璃技术的性能优势。

  除了直显之外,沃格光电亦拟募资10.6亿元投入“玻璃基 Mini LED 显示背光模组项目”,抢占LCD显示HDR化时代的Mini LED背光机遇。其玻璃基Mini LED显示背光模组项目由公司全资子公司江西德虹实施,总投资20.06亿元,建设期24个月,达产后将实现年产605万片玻璃基Mini LED显示背光模组的产能。据悉,Mini LED背光正在向IT市场加速渗透。传统PCB板产品,在IT和车载应用的显示尺寸下(10-30英寸),实现2000-10000分区背光面临技术和成本压力,玻璃基板则能很好地解决“小型化高分区液晶显示背光”的未来市场需求。

  围绕Mini/Micro LED封装与集成模组,在RGB独立器件、背光板或灯条组件、直显面板产品等方面,玻璃基板LED产业已形成60亿元以上投资规模项目。虽然与Micro LED行业全球高达千亿的投资规模相比,这仍是一个较小的数据,但考虑到封装基板比较LED晶圆处于投资链的后端,且玻璃基与未来更高清晰度显示以及更小Micro LED尺寸的适配性,随着Micro LED显示产业逐渐落地,玻璃基依然是被行业看好的“大趋势”技术之一。

  可以预见,随着Micro LED技术的不断成熟、进步,并进入规模化应用时代,玻璃基技术有望在Mini/Micro LED时代扮演逐渐重要的角色。它不仅为新兴公司可以提供了“换道超车”的契机,更可能重塑显示行业的竞争格局,推动整个产业向更高性能、更高集成度的方向迈进。抢占玻璃基或将成为LED显示技术升级的关键引擎与竞争焦点,值得行业企业未雨绸缪。

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