Micro-LED乘風破浪，新型顯示技術加速產業化

就在最近，天馬 Micro-LED 產線全制程順利貫通。

作為下一代顯示技術，Micro-LED 被譽為顯示家族的「六邊形戰士」，它具有高亮度、高對比度、壽命長、低功耗等優點。天馬自 2017 年開始布局 Micro-LED 技術，聚焦高 PPI、高亮度、高透明顯示等技術方向。

如今，備受矚目的 Micro-LED 似乎已然站在商業化的門檻前。

顯示技術的變革：從 CRT 到 Micro-LED

1897 年，德國物理學家 Karl Ferdinand Braun 發明了陰極射線管（CRT），這是世界上最早的電子顯示器。憑借此項發明，其獲得了 1909 年諾貝爾物理學獎。1939 年，美國生產出了世界上第一臺黑白電視機。隨著技術成熟，CRT 被廣泛應用于電視機和計算機的顯示器，且屏幕越來越大，顯示效果越來越好，但存在笨重、尺寸受限、不能移動等缺點。

液晶的發明開辟出顯示技術新領域。1888 年，奧地利植物學家斐德烈·萊尼澤（Friedrich Reinitzer）發現了一種隨溫度變化而在固液之間轉換的中間態，這種物質具有液體的流動性，同時在光學上表現出晶體的各向異性，被稱為「液晶」。

1968 年，任職美國 RCA 公司的 G.H.Heilmeier 發明了采用動態散射模式的液晶顯示裝置，主要用于手表、計算器、傳呼機。1971 年，德國科學家 Helfrich 與瑞士科學家 Schadt 發明了扭曲向列模式液晶顯示，應用于手機、電視、電腦、平板顯示。為擴大顯示面積，匈牙利科學家 Brody 隨后發明了有源矩陣（AM）薄膜晶體管（TFT）驅動 LCD，開啟了現代 TFT 液晶顯示大門。TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示）應用廣泛，是目前最成熟、產業鏈最完整的主流顯示技術。其顯示原理是利用電壓控制液晶分子的排列，進而改變光的偏振性能，實現圖像和文字的顯示。

1987 年，鄧青云博士發明了 OLED（有機發光二極管），被譽為「OLED 之父」，從此，OLED 技術正式登上舞臺。這是一種具有多層有機薄膜結構的自發光器件，相比于液晶，其最大的特點在于自發光，無需背光源，該特點帶來了許多優點：自發光帶來的色域控制、視角控制都優于 LCD；由于不需對光路進行偏振，因此發光效率也顯著提高，響應時間快，色域更高，對比度高；去除了背光源，有效減薄厚度、降低質量；而且現在的技術可以將電路板涂布在柔性薄膜上，將整個 OLED 顯示屏柔性化，這是 LCD 所不能做到的。這些性能的優勢可以滿足許多新興的消費需求，使得 OLED 成為發展迅猛的新一代顯示技術。

近年來，基于氮化鎵（GaN）的發光二極管顯示器件被廣泛應用于新一代顯示技術的開發。其中，尺寸在 20~200μm 的 LED 器件通常被稱為迷你發光二極管（MiniLED），尺寸在 50μm 以下的 LED 器件被稱為微型發光二極管（Micro-LED）。（注：現在其實對于 MiniLED、Micro-LED 芯片尺寸大小，各家企業表述各不相同）MiniLED 顯示器本質上還是 LCD 顯示器，但采用了更小的背光燈，使得背光燈可以布置得更密集，從而實現更高的亮度和更精細的局部調光。在 MiniLED 背光技術加持下，液晶產品的色域更廣、亮度和對比度更高。

Micro-LED 由基底層、緩沖層、發光結構層、電極層和封裝層構成。通過在基底外延生長緩沖層、發光結構層獲得外延晶圓，通過系列微納工藝制備正負導電電極結構和發光像元結構從而獲得 Micro-LED 矩陣器件。封裝層通常起到使電子器件隔離水氧環境的作用，還可以混合熒光粉、量子點等色轉化材料，實現器件發光顏色的矯正。Micro-LED 在繼承了傳統照明用 LED 的高穩定、高對比度等性能優點基礎上，還具有超高分辨率、超高亮度、微小體積等優異特性，被譽為下一代顯示技術的「關鍵核心」技術。

隨著科技的進步，半導體顯示技術不斷升級，新型顯示技術不斷涌現。顯示技術呈現以 LCD、柔性 AMOLED 顯示為主，MiniLED、Mirco LED 等前瞻技術百花齊放的局面。近年來興起的 Micro-LED 技術具有芯片尺寸小、自發光等特點，具有 OLED 顯示的優點，在亮度、對比度、響應速度、功耗、壽命和柔性等方面表現優異，而且壽命更長，熱穩定性更好。

Micro-LED 的兩大路線

根據應用場景的不同，Micro-LED 顯示器件的制造可分為兩大路線：巨量轉移和單片集成。

巨量轉移是將微芯片與源基板分離并批量拾取，然后單獨或成組轉移到顯示基板對應的像素電極上，可應用于不同尺寸、不同材質顯示基板的場合，由于工業化生產要求巨量轉移良率不低于 99.9999%，芯片轉移誤差不超過±1.5μm，轉移效率大于 50~100M/h，傳統的芯片轉移、封裝等技術手段無法達到工業需求，巨量轉移技術成為制約 Micro-LED 顯示量產的技術瓶頸。

單片集成即通過鍵合的方式將源基板上的芯片一次性集成到驅動器背板上。雖然基于單片集成工藝的硅基 Micro-LED 完美避開了巨量轉移的問題，但目前只能顯示一種顏色（目前綠色 LED 的發光效率最高，亮度可以達到百萬尼特），也只有很小尺寸（目前業界也有提出量子點著色方案以實現全彩顯示，但面臨「藍背光泄露嚴重」和「彩色像素集成良率低」等問題）。由于尺寸較小，目前也僅限于應用在近眼顯示器（電子取景器、VR/AR 等）、智能手表等高分辨率微顯示器領域。

針對 Micro-LED 芯片高精度高效率巨量轉移的應用需求，目前已經發展了精準拾取轉移技術、自對準滾輪轉印技術、自組裝轉移技術、激光輔助轉移技術等多種巨量轉移技術，其中激光輔助轉移技術利用界面區域材料吸收光束能量引起快速物理變化或化學反應產生驅動力來調控界面狀態，以克服表層材料與 Micro-LED 的黏附力，在合適的工藝參數下可達到較高的良率、精度和轉移速率，成為巨量轉移 Micro-LED 極具潛力的技術方案之一。

國產 Micro-LED 產業高歌猛進，規模商用化曙光初現

綜觀全球新型顯示技術發展態勢，中國顯示產業經過多年發展，已經成為全球重要一極。在 FPD（平板顯示器）市場中，韓國企業已經逐漸放棄生產和研發，中國企業基本上贏得了 LCD 之戰。如今，顯示行業正在將發展重點轉向新型顯示技術，以實現差異化和高利潤。

而過去的一年中，Micro-LED 技術不斷取得進展，相關終端應用以及資本投融資也在加快這一技術的商業化進程。伴隨一些 Micro-LED 項目逐漸投量產，2025 年將是 Micro-LED 技術商業化應用重要的一年，終端應用也將出現更大的轉機。而這其中，國產企業終于不再是跟跑的角色，也參與到了領跑中，辰顯光電、天馬、利亞德、思坦科技等多家企業的 Micro LED 項目相繼開工、投產、量產，涉及 Micro LED 中試線和量產線等。

思坦科技：2024 年 6 月在廈門市約 2 萬平方米的量產工廠正式投產，思坦科技搭建起從芯片設計到量產工藝的全鏈條布局，深圳中試線和廈門量產線的年產能超過 600 萬套。

TCL 華星：今年 10 月，TCL 華星與三安合資的芯穎顯示 Micro-LED 中試線已經建成，預計 2025 年實現小批量試產。

京東方華燦：2024 年 11 月 6 日，京東方華燦 6 英寸 Micro-LED 量產線在珠海正式投產。該項目是全球首個實現規?；慨a的 Micro-LED 生產線，也是全球首條 6 英寸 Micro-LED 生產線，全部達產后將實現年產 Micro-LED 晶圓 2.4 萬片組（6 英寸片）、Micro-LED 像素器件 45000kk 顆的生產能力。

利亞德：2024 年 11 月 20 日，利亞德第一期全制程自主研發的新一代高階 MIP 產線（注：高階 MIP 采用無襯底、芯片尺寸小于 50μm 的 Micro-LED 芯片，比原有 MIP 使用的芯片更?。?，在無錫利晶工廠正式落地投產。預計第一期高階 MIP 產能可達 1200KK/月（注：1200KK 即 120 億顆，這意味著該產線每月可以生產出 120 億顆高階 MIP 產品），二期產能將擴至 2400KK/月。

辰顯光電：2024 年 12 月 19 日，辰顯光電在成都投資 30 億元的 TFT 基 Micro-LED 量產線點亮，包含轉移工藝、背板工藝及模組工藝全制程自動化智能生產線，并發布了 135 英寸 Micro-LED 拼接屏新品，以及 Micro-LED 透明拼接屏和 Micro-LED 光場裸眼 3D 屏。

深天馬：12 月 30 日，「天馬新型顯示技術研究院 Micro-LED 產線」成功實現全制程貫通，計劃于 2025 年開始小批量生產。此次全制程貫通儀式現場點亮的是天馬自主研發生產的 PID 標準顯示單元模塊。該標準模塊以天馬 LTPS 基玻璃背板為基礎，利用天馬 Micro-LED 產線自研的全激光巨量轉移工藝，可打破傳統顯示尺寸限制，像拼「樂高積木」一樣將 Micro-LED 顯示屏拼接，實現無尺寸限制的無邊框拼接顯示。

規模增長的同時，技術也在進步。湖北光谷實驗室與華中科技大學合作研發出高性能量子點光刻膠，有望為 Micro-LED 全彩顯示技術帶來突破；湖南大學團隊聯合諾視科技、晶能光電等研發出一種超高亮度 Micro-LED 微顯示芯片，并在均勻性極高的硅襯底 GaN 外延片上開發了單像素亮度高達 1000 萬尼特的綠色 Micro-LED 顯示屏。

此外，廈門大學、南京大學、三安光電股份有限公司、利亞德光電股份有限公司代表簽署戰略合作協議，正式宣布成立中國 Micro-LED 戰略聯盟，以技術創新需求為核心，致力于構建產業鏈共享機制，整合「產-學-研-用-金」等發展要素，形成協調并進、互為支撐的產業生態體系，全面提升中國 Micro-LED 顯示技術的研發和應用水平，加速產業化進程。