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MicroLED巨量轉(zhuǎn)移工藝示范線
目前Microled領(lǐng)域已積累對“外延制造、芯片制造、驅(qū)動設(shè)計、巨量轉(zhuǎn)移”等全制程深刻認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)了自主激光器在該行業(yè)的現(xiàn)場應(yīng)用，具備了巨轉(zhuǎn)和修復(fù)的設(shè)備及工藝能力，可為協(xié)同提升良率和降低成本在“外延制造、芯片制造和驅(qū)動設(shè)計”等環(huán)節(jié)提供工藝建議。公司正在布局一條巨量轉(zhuǎn)移工藝示范線。
此前英諾激光也在調(diào)研活動中表示，激光器是激光設(shè)備的核心部件，公司由激光器業(yè)務(wù)起步，在固體和超快激光器領(lǐng)域取得領(lǐng)先的行業(yè)地位；公司的激光器產(chǎn)品譜系齊全，是全球少數(shù)同時具有納秒、亞納秒、皮秒、飛秒激光器的供應(yīng)商之一，是全球少數(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)深紫外激光器批量交付的供應(yīng)商之一；在拓展專用設(shè)備領(lǐng)域時，公司可以從激光器、光學(xué)系統(tǒng)到運(yùn)動控制系統(tǒng)進(jìn)行深度定制，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的綜合性能。
作為智能穿戴、AR、MR、微型投影儀等設(shè)備中的核心元件，Mini/MicroLED微顯示器近年來受到了消費(fèi)電子行業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注。目前行業(yè)中除了AR眼鏡行業(yè)積極推廣MicroLED微顯示器外，汽車電子和教育行業(yè)則也正在積極研發(fā)MicroLED智能大燈和MicroLED智能投影產(chǎn)品，而家電行業(yè)則在研發(fā)更多量產(chǎn)型的Mini/MicroLED直顯智能家電產(chǎn)品。
另外有消息稱，除康佳已經(jīng)推出MicroLED智能手表產(chǎn)品外，蘋果和華為都在積極研發(fā)基于MicroLED微顯示器的智能穿戴手表與手環(huán)產(chǎn)品，一旦未來成功量產(chǎn)，也將帶動行業(yè)對MicroLED需求顯著增加，成為行業(yè)一個重要的增長點(diǎn)。
產(chǎn)業(yè)鏈的消息顯示，蘋果公司正在積極推動MicroLED技術(shù)的落地，希望能在2025年發(fā)布的APPLEWatchUltra上使用自研的MicroLED屏幕。今年蘋果在中國臺灣桃園龍?zhí)吨貑⒘薓icroLED研發(fā)中心，并開始擴(kuò)建新廠區(qū)。
事實(shí)上國際科技大廠很早就在布局MicroLED，蘋果早在2014年便收購了MicroLED創(chuàng)業(yè)公司LuxVue；兩年后，Meta子公司Oculus收購了InfiniLED，谷歌則于次年注資MicroLED制造商Glo，又在2019年投資了MojoVision。
另外國內(nèi)TCL華星幾年前就開始持續(xù)投入MicroLED技術(shù)，并與三安光電成立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和合資公司，聚焦MicroLED技術(shù)開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)和關(guān)鍵工藝流程。雙方強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，希望共同構(gòu)建技術(shù)生態(tài)，推進(jìn)MicroLED產(chǎn)業(yè)化。
而前不久深天馬也與嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室就MicroLED技術(shù)開發(fā)進(jìn)行戰(zhàn)略合作簽約，合建的Micro-LED聯(lián)合研究院成功揭牌。天馬已在廈門建設(shè)了一條從巨量轉(zhuǎn)移到顯示模組的全制程MicroLED產(chǎn)線。另外西安賽富樂斯半導(dǎo)體科技有限公司的首條硅基MicroLED微顯示屏產(chǎn)線也是前幾天正式貫通。
作為當(dāng)今最前沿的顯示技術(shù)之一，MicroLED具有高亮度、高對比度、壽命長、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，并且可以實(shí)現(xiàn)無縫拼接。從性能指標(biāo)來看，有人測算MicroLED在亮度、分辨率、對比度上均顯著優(yōu)于OLED和LCD。功耗方面，以智能手機(jī)為例，LCD屏幕耗電量約占手機(jī)的50%。在相同畫面、相同亮度下，MicroLED的功耗只有LCD的10%、OLED的50%。壽命方面，MicroLED約是OLED的3倍、LCD的1.5倍。
不過，MicroLED商業(yè)化仍面臨成本較高的難題。其中轉(zhuǎn)移技術(shù)良率、成本等問題是MicroLED量產(chǎn)路上的最大障礙。
傳統(tǒng)的LED采用Pick&Place真空吸取的方式，由于真空管在物理極限下只能做到大約80μm，而MicroLED的尺寸基本小于50μm，且當(dāng)前的轉(zhuǎn)移設(shè)備的精密度是±34μm(Multi－chipperTransfer），覆晶固晶機(jī)（FlipChipBonder）的精密度是±1.5μm（每次移轉(zhuǎn)為單一晶片），一次只能轉(zhuǎn)移數(shù)顆器件，既效率低下又很難進(jìn)行高精度及小尺寸器件的轉(zhuǎn)移，因此無法用于MicroLED的量產(chǎn)過程中。
整個制程對轉(zhuǎn)移過程要求極高，良率需達(dá)99.9999%，精度需控制在正負(fù)0.5μm內(nèi)。以4K顯示屏為例，4K通常指4096x2160分辨率，假設(shè)每像素點(diǎn)為三個R/G/B晶粒，制作一塊4K顯示屏需要轉(zhuǎn)移的晶粒高達(dá)2600萬顆，即使每次轉(zhuǎn)移1萬顆，也需要重復(fù)2400次。傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)移設(shè)備速度最 高在數(shù)十顆/秒，無法滿足MicroLED量產(chǎn)化的需求。
而巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)發(fā)是已被證明能夠克服組裝MicroLED芯片極端要求的有前途的解決方案，包括激光剝離技術(shù)、接觸式μTP技術(shù)、激光非接觸式μTP技術(shù)和自流體組裝技術(shù)等。
即便是在小型智能穿戴如手表、手環(huán)、眼鏡等產(chǎn)品上，尺寸基本小于50μm的MicroLED，也無法采用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)移設(shè)備來生產(chǎn)。
所以巨量轉(zhuǎn)移技術(shù)是已被證明能夠克服組裝MicroLED芯片極端要求的有前途的解決方案，包括激光剝離技術(shù)、接觸式μTP技術(shù)、激光非接觸式μTP技術(shù)和自流體組裝技術(shù)等。
目前可實(shí)現(xiàn)適應(yīng)特定的像素排列密度的選擇性激光剝離(LLO)技術(shù)，被認(rèn)為是效率最 高，而且良率穩(wěn)定性最 好的一項(xiàng)MicroLED巨量轉(zhuǎn)移量產(chǎn)技術(shù)。
選擇性釋放轉(zhuǎn)移技術(shù)跳過拾取和釋放的環(huán)節(jié)，直接從原有的襯底上將LED進(jìn)行轉(zhuǎn)移。目前實(shí)現(xiàn)方式通常是通過高能量脈沖激光透過鍍有材料薄膜的基底，聚焦到基底與材料薄膜的交界面上，使薄膜被加熱至熔融狀態(tài)，基底上的芯片即可轉(zhuǎn)移沉積到與之平行放置的受體上。主要原理是利用激光器產(chǎn)生的激光與物質(zhì)的相互作用，其中紫外（UV）波長的光子在被物質(zhì)吸收時會引起電子激發(fā)，產(chǎn)生燒蝕分解，從而產(chǎn)生沖擊力；紅外（IR）波長的光子被物質(zhì)吸收后導(dǎo)致電子振動和旋轉(zhuǎn)激發(fā)，然后發(fā)生熱分解，從而產(chǎn)生驅(qū)動力。該轉(zhuǎn)移技術(shù)需要精準(zhǔn)控制激光的功率和分辨率，才能不影響芯片性能并達(dá)到產(chǎn)品良率。其特點(diǎn)是響應(yīng)快速；高度可選擇性；需要精準(zhǔn)控制激光參數(shù)。預(yù)計未來激光選擇性釋放轉(zhuǎn)移技術(shù)將成為Mini/MicroLED微顯示器巨量轉(zhuǎn)移的主流量產(chǎn)技術(shù)。
英諾激光是全球少數(shù)同時具有納秒、亞納秒、皮秒、飛秒級微加工激光器核心技術(shù)和生產(chǎn)能力的工業(yè)激光器生產(chǎn)廠商，是全球少數(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)深紫外納秒激光器批量供應(yīng)的生產(chǎn)商之一。產(chǎn)品包括DPSS調(diào)Q納秒激光器、超短脈沖（皮秒、飛秒）激光器和MOPA（納秒/亞納秒）激光器，涵括從紅外到深紫外不同波段、從納秒到飛秒多種脈寬。廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、新能源、3D打印、芯片制造、生物醫(yī)療等領(lǐng)域，銷售覆蓋中國、美國、德國、荷蘭、日本、韓國、印度、新加坡等20多個國家和地區(qū)，進(jìn)入全球知名企業(yè)供應(yīng)鏈。
除巨量轉(zhuǎn)移激光設(shè)備外，英諾激光在半導(dǎo)體領(lǐng)域產(chǎn)品以碳化硅退火制程的激光器為主，亦有少量應(yīng)用在硅基半導(dǎo)體檢測等關(guān)鍵制程的紫外和深紫外等激光器，客戶以國外知名半導(dǎo)體裝備公司為主。
同時在光伏領(lǐng)域，綜合對激光工藝和電池工藝的理解，提出了多個例如直接減材法、間接減材法、增材法等激光與圖形化的應(yīng)用場景和激光與金屬化的應(yīng)用場景。目前，較為成熟的應(yīng)用場景集中于采用多款定制激光器針對不同材料進(jìn)行激光蝕刻，接下來，我們認(rèn)為脈沖激光沉積、激光誘導(dǎo)相變、激光蝕刻+電鍍等工藝有望應(yīng)用于該領(lǐng)域。
