硅基顯示：下一代技術新戰(zhàn)場

要點

Omdia分析師Jerry Kang深入解析硅基顯示技術的發(fā)展格局，聚焦其在新興AR/VR設備市場中的關鍵作用。文章涵蓋LCoS、OLEDoS、LEDoS等技術路線的演進，以及基板材料變化帶來的產(chǎn)業(yè)影響，全方位剖析頭戴式顯示器在技術與市場層面所面臨的挑戰(zhàn)與機遇，展現(xiàn)硅基顯示在下一代顯示賽道中的戰(zhàn)略價值。

AR/VR設備的興起

近年來，顯示產(chǎn)業(yè)取得了顯著進展，隨著頭戴式顯示設備（HMD）的崛起迎來全新轉折點。這類設備涵蓋了增強現(xiàn)實（AR）、虛擬現(xiàn)實（VR）以及混合現(xiàn)實（MR）等應用場景，正加速走向商業(yè)化。在這一趨勢下，硅基顯示技術的市場關注度持續(xù)上升。作為HMD的核心顯示方案之一，硅基技術不僅承載著新一代沉浸式體驗的實現(xiàn)路徑，也為顯示產(chǎn)業(yè)的未來走向提供重要線索。

頭戴式顯示設備（HMD）正成為連接數(shù)字內容與現(xiàn)實世界的重要媒介。它既可以將虛擬信息疊加在現(xiàn)實環(huán)境中（即AR增強現(xiàn)實），也可以帶用戶進入一個完全虛構的數(shù)字世界（即VR虛擬現(xiàn)實）。

硅基顯示技術的發(fā)展

硅基顯示技術是基于硅晶圓背板制造的，具有一系列顯著優(yōu)勢，包括超小尺寸（對角線尺寸為0.x~2.x英寸）、超輕設計（重量低于10克）、超高像素密度（PPI大于2000）、超快響應速度以及在半導體層面的先進能效。然而，硅基顯示技術有多種類型，每種類型在結構和性能上各有不同。

液晶硅基顯示通過控制液晶（LC）像素反射外部光源來顯示內容。盡管LCoS顯示技術相對厚重，其功耗也不如其他硅基顯示技術。為了實現(xiàn)全彩顯示，LCoS有幾種變種，包括彩色濾光（CF）LCoS和彩色順序（CS）LCoS。

OLEDoS通過OLED像素的自發(fā)光來顯示內容。OLEDoS通常較薄且輕巧，功耗可能低于LCoS顯示器。為了實現(xiàn)全彩顯示，OLEDoS也有幾種變種，包括白光OLED（WOLEDoS）和紅綠藍（RGB）OLEDoS。目前市場上僅有WOLEDoS可供應用。

LEDoS通過LED像素的自發(fā)光來顯示內容。與OLEDoS類似，LEDoS顯示技術也具備輕薄的特性，并且功耗低于LCoS和OLEDoS。為了實現(xiàn)全彩顯示，LEDoS有幾種變種，包括色轉換（CC）LEDoS、RGB LEDoS、疊層RGB LEDoS和可變色RGB LEDoS。目前市場上僅有CC LEDoS可供應用。

基板從玻璃/塑料到硅晶圓的轉變

硅基顯示的制造過程與傳統(tǒng)的平板顯示（FPD）行業(yè)有所不同。

傳統(tǒng)上，F(xiàn)PD供應商主要在玻璃基板上生產(chǎn)顯示面板，玻璃基板提供了一個平整的表面，用于制造分辨率低于1000 PPI的TFT電路。這些玻璃基板通常以大尺寸母玻璃的形式從板材供應商處采購。

自2014年起，F(xiàn)PD顯示供應商開始使用聚酰亞胺基板來制造柔性OLED顯示屏。與玻璃不同，聚酰亞胺基板以液體形式供應，面板制造商在生產(chǎn)過程中將其轉化為薄膜。然而，硅基顯示需要使用硅晶圓（Si-Wafer）基板來制造電路。不幸的是，大多數(shù)FPD供應商缺乏生產(chǎn)硅晶圓基板或在其上制造電路的相關設備，因為他們的生產(chǎn)重點一直是玻璃或聚酰亞胺基板的顯示器（通常分辨率低于1000 PPI）。

盡管FPD供應商具備在各種基板上對液晶（LC）、OLED或LED進行圖案化的能力，但他們通常依賴與半導體合作伙伴的合作來設計和制造硅基顯示的硅晶圓。通常，硅晶圓的材料清單（BOM）成本占硅基顯示總成本的50%以上，這突顯了為這些顯示器設計和制造硅晶圓的重要性。

然而，由于硅基顯示市場規(guī)模相對較小，半導體制造商的需求有限，且零散，因此這一舉措主要由半導體制造商主導。

硅基顯示行業(yè)的競爭

過去十年，頭戴式顯示（HMD）市場的增長較為有限。預計到2031年，HMD市場的增長速度可能難以與智能手表市場相媲美，因為當前HMD的表現(xiàn)不如智能手機，也未能提供智能手表那樣的舒適性和易用性。然而，盡管如此，HMD市場在性能和價格范圍上正在不斷多元化。從本質上講，盡管需求相對溫和，HMD顯示市場仍在不斷發(fā)展和演變。

AR品牌通常更重視高亮度和輕便設計，而非高分辨率和全色彩，因為AR設備的目的是在戶外環(huán)境中展示簡單的信息，如文本或圖標。與此相反，VR品牌更注重高分辨率和全色彩，因為VR設備設計用于在黑暗的環(huán)境中顯示多媒體內容，如游戲或電影。

鑒于這些差異，面板制造商獨立投資生產(chǎn)所有類型的硅基顯示并不是明智之舉。相反，面板制造商應專注于與硅基顯示技術的關鍵供應商（如設計公司和硅晶圓代工廠）建立戰(zhàn)略合作關系。同時，確保獲得主要客戶也是確保長期商業(yè)可持續(xù)性的關鍵。

最近，許多HMD品牌已通過與顯示供應商的獨家合作開始開發(fā)自己的硅基顯示。這一趨勢表明，品牌們旨在開發(fā)專門定制的顯示產(chǎn)品，建立技術壁壘以保護自己免受競爭對手的沖擊。因此，行業(yè)有可能在擁有垂直整合供應鏈的公司與沒有垂直整合供應鏈的公司之間形成兩極分化。

此外，硅基顯示市場將迅速多元化，隨著獨家供應商生產(chǎn)的高性能產(chǎn)品和非獨家供應商生產(chǎn)的常規(guī)性能產(chǎn)品的出現(xiàn)，這種轉變將使硅基顯示市場成為一場競爭激烈的戰(zhàn)場。企業(yè)的生死存亡將取決于它們能否確保并開發(fā)出關鍵技術。

本文作者

Jerry Kang

高級研究經(jīng)理，OLED、

柔性顯示、Micro LED及

新型顯示技術