蘋(píng)果在今年 6 月發(fā)布的 Vision Pro 可以說(shuō)刷新了 XR 頭戴設(shè)備體驗(yàn)的天花板。
盡管目前還沒(méi)有上市，但從媒體們現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)的震撼反饋和 Vision Pro 本身的堆料和創(chuàng)新技術(shù)來(lái)看，說(shuō)天花板并不夸張。
Vision Pro 包含的頂尖技術(shù)有很多，但其中最重要的莫過(guò)于那兩塊由索尼供應(yīng)的 Micro OLED 屏幕。
這兩塊屏幕大小均為 1.42 英寸，像素超過(guò) 2300 萬(wàn)，像素密度為 3386ppi，成本約 700 美元，能占到總 BOM 成本的約 46%。
體驗(yàn)過(guò) Vision Pro 的媒體們都對(duì)這兩塊屏幕的顯示效果表示了肯定。屏幕顯示效果可以說(shuō)是 XR 頭戴設(shè)備的靈魂，而 Vision Pro 的屏幕做到了看不到像素點(diǎn)，幾乎就是肉眼看世界的清晰度，用蘋(píng)果的概念就是“XR 時(shí)代的視網(wǎng)膜屏”。
這一切背后，這兩塊 Micro OLED 無(wú)疑就是最大功臣。
說(shuō)到 Micro OLED，很多同學(xué)可能會(huì)把它和另一種屏幕搞混，就是 Micro LED，兩者就差一個(gè)字母，但卻是完全不一樣的屏幕技術(shù)。
但是，對(duì)于 XR 設(shè)備來(lái)說(shuō)，Micro LED 同樣也是非常理想的屏幕技術(shù)。那么，蘋(píng)果為什么會(huì)選中 Micro OLED，它和 Micro LED 又有什么區(qū)別，哪種技術(shù)方案才是 XR 設(shè)備的終極之選呢？
Micro OLED，用造芯片的技術(shù)造屏幕
我們先來(lái)說(shuō)說(shuō) Micro OLED。關(guān)注屏幕的朋友相信都知道 OLED 屏，Micro OLED 顧名思義就是“微小的 OLED”。它和 OLED 一樣都基于有機(jī)發(fā)光二極管進(jìn)行顯示，無(wú)需背光，像素自發(fā)光，具有高對(duì)比度、高色域、高響應(yīng)速度和輕薄等優(yōu)勢(shì)。
Micro OLED 相比 OLED 主要的特點(diǎn)是以單晶硅材料為基板，用標(biāo)準(zhǔn)的 CMOS 工藝在單晶硅襯底上制作驅(qū)動(dòng)電路。
CMOS 技術(shù)主要用到光刻工藝、CMP 工藝等。說(shuō)到這相信大家能明白，這可是制造芯片的技術(shù)。
沒(méi)錯(cuò)，Micro OLED 就是要將屏幕的驅(qū)動(dòng)電路直接集成到芯片級(jí)的硅基板上，然后在上面制備有機(jī)發(fā)光層，因?yàn)椴捎昧嗽煨酒募夹g(shù)，它不僅單個(gè)像素很小，像素間距也能做到微米級(jí)別，因此整個(gè)屏幕的像素密度能達(dá)到普通 OLED 難以企及的 3000 以上 ppi，
再加上屏幕整體輕薄短小、耗電量少以及在顯示效果上的優(yōu)勢(shì)，相比其他 LCD、Fast-LCD、Amoled 等材質(zhì)，Micro OLED 是目前最適合用在 XR 設(shè)備上的，這也是蘋(píng)果非它不用的原因。
在蘋(píng)果 Vision Pro 之前，市場(chǎng)上其實(shí)已經(jīng)有數(shù)款采用 Micro OLED 屏幕的 XR 設(shè)備，比如華為的 Vision Glass、Nreal Air、Rokid Air 升級(jí)版、雷鳥(niǎo)智能眼鏡先鋒版等，但總體來(lái)說(shuō)，Micro OLED 目前在 XR 頭顯市場(chǎng)的占有率還是非常低的，并沒(méi)有到大規(guī)模量產(chǎn)的程度。這也是因?yàn)?Micro OLED 用到半導(dǎo)體技術(shù)，本身在制造難度、專利壁壘和成本方面都是很高的，像蘋(píng)果 Vision Pro 那樣定制極致堆料和創(chuàng)新的屏幕，更是極為罕見(jiàn)。
不過(guò)，隨著蘋(píng)果的帶動(dòng)效應(yīng)，接下來(lái) Micro OLED 在 XR 設(shè)備中的滲透率應(yīng)該會(huì)有一波提升，根據(jù)顯示面板業(yè)咨詢機(jī)構(gòu) DSCC 的報(bào)告，2023 年全球 MicroOLED 的銷售額將超過(guò) 13 億美元，并于 2024 年翻番，超過(guò) 26 億美元。
在 Micro OLED 產(chǎn)業(yè)方面，目前能夠開(kāi)發(fā)、生產(chǎn) Micro OLED 的企業(yè)主要集中在歐美國(guó)家，包括美國(guó) eMagin 公司、英國(guó) Micro Emissive Displays (MED) 公司、德國(guó) Fraunhofer IPMS 研究機(jī)構(gòu)、法國(guó) Micro OLED 公司、日本索尼等，國(guó)內(nèi)在這方面進(jìn)步也比較迅速，主要有奧雷德、京東方、視涯科技、清越科技等。
其中，索尼可以說(shuō)是 Micro OLED 行業(yè)的龍頭，他們?cè)?2009 年就開(kāi)始研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)了，并且在 2011 年就已經(jīng)將第一代 Micro OLED 屏幕用在相機(jī)取景器里。
Micro LED，不僅是 XR 的終極解決方案
前面我們介紹了 Micro OLED，如果說(shuō) Micro OLED 在 XR 設(shè)備上的普及是很快就會(huì)發(fā)生的事，那 Micro LED 或許就是全行業(yè)都在期待的未來(lái)。
我們知道，傳統(tǒng)的 LED 屏幕是需要背光的，也就是用發(fā)光二極管作為光源，而如果將這個(gè)背光的光源做得足夠小、足夠多，屏幕就能獲得更好的色彩表現(xiàn)、動(dòng)態(tài)范圍、對(duì)比度等。
遵循這個(gè)思路，原來(lái)一塊 LED 屏幕可能有幾十個(gè) LED 燈，后來(lái)可以放進(jìn)幾千個(gè)、幾萬(wàn)個(gè)甚至更多，這是就是大家常聽(tīng)到的 Mini-LED 屏幕。
而如果在此基礎(chǔ)上 LED 燈持續(xù)縮小、變多，多到能夠讓每個(gè)燈珠扮演一個(gè)像素，可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮，像素點(diǎn)距離在微米量級(jí)，這時(shí) LED 屏就出現(xiàn)了質(zhì)變，因?yàn)樗簿邆淞俗园l(fā)光的特性，有點(diǎn)像 OLED 了，這就是 Micro LED。
由于 Micro LED 使用的是無(wú)機(jī)發(fā)光材料，所以可以避免 OLED 氧化、老化、燒屏等問(wèn)題，提高顯示器的壽命，同時(shí)它的理論全彩亮度能達(dá)到 100000nit，功耗卻比 OLED 屏幕節(jié)省 90%，此外，Micro LED 在對(duì)比度、色域、相應(yīng)速度等方面也不僅好于 OLED，也好于 Micro OLED。
對(duì)此，國(guó)內(nèi)安信證券等機(jī)構(gòu)曾對(duì) Fast-LCD、Micro OLED、Micro LED 的各種性能指標(biāo)做過(guò)一個(gè)對(duì)比，這里IT之家將其整理出來(lái)，大家做個(gè)參考。
綜合來(lái)說(shuō)，Micro LED 在色彩顯示、像素自發(fā)光、亮度、壽命、功耗等方面相較目前現(xiàn)有的其他屏幕顯示技術(shù)都有優(yōu)勢(shì)，幾乎是一項(xiàng)完美的顯示技術(shù)，因此，未來(lái)它不僅能成為 XR 設(shè)備的終極解決方案，更可以成為手機(jī)、電腦、電視等終端顯示屏幕的最佳選擇。
也許有同學(xué)就要問(wèn)了，既然 Micro LED 這么好，那為什么蘋(píng)果這次 Vision Pro 沒(méi)有使用 Micro LED 呢？
答案自然還是那個(gè)老問(wèn)題：不具備商業(yè)化量產(chǎn)的條件。
這里說(shuō)的不具備商業(yè)化量產(chǎn)是指在手機(jī)、PC、XR、電視等設(shè)備上量產(chǎn)全彩全尺寸的 Micro LED。事實(shí)上，對(duì)于 AR、VR 設(shè)備需要的小尺寸 Micro LED 屏幕來(lái)說(shuō)，眼下也有能夠規(guī)?；慨a(chǎn)的，但是只有單一綠色發(fā)光，而不能做到全彩。
此外還有極少數(shù)廠商如三星、索尼，能夠?qū)崿F(xiàn)大尺寸 Micro LED 大批量出貨，但是這些屏幕主要是超大的商用拼接屏幕或者大尺寸家用電視，在像素大小、像素間距方面還不能滿足消費(fèi)級(jí)智能終端的標(biāo)準(zhǔn)。
真正適用于廣泛消費(fèi)終端的 Micro LED 屏幕規(guī)模量產(chǎn)，目前還有諸多難題待解。
如果我們把 Micro LED 簡(jiǎn)單看成是在一個(gè)很小很小的芯片上有數(shù)以萬(wàn)計(jì)、百萬(wàn)計(jì)的小燈珠，
那么它生產(chǎn)的第一步，就是需要在晶圓上生長(zhǎng)出微型的 LED 晶粒，而且這樣的晶粒有三種，分別是 RGB 不同顏色的晶粒。
然后還需要在另外的基板上制作 LED 的驅(qū)動(dòng)電路，這里的基板可以是硅基板，也可以是玻璃基板甚至柔性材料基板。
第三步，就是將第一步生長(zhǎng)的微型 LED 晶粒從晶圓上分離到有驅(qū)動(dòng)電路的基板上。這是最難的一步，難就難在 LED 晶粒有數(shù)十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)個(gè)，而且還不止一種，需要一次性轉(zhuǎn)移到驅(qū)動(dòng)電路基板上，而且要每一個(gè) LED 晶粒都精準(zhǔn)對(duì)齊電路上的位置，這個(gè)過(guò)程還得十分快速，要知道，目標(biāo)電路基板本身也是非常小的。
這個(gè)過(guò)程，叫做巨量轉(zhuǎn)移，可以看到，這是一個(gè)非常復(fù)雜且十分高精度的操作，而且有著近乎變態(tài)的良率要求，比如一百萬(wàn)顆像素，只能有一顆不良，良率要高達(dá) 99.9999%。
如果巨量轉(zhuǎn)移成功，接下來(lái)就要對(duì)顯示面板進(jìn)行封裝，最終完成一個(gè) Micro LED 顯示器的制作。
巨量轉(zhuǎn)移可以說(shuō)是目前影響 Micro LED 商業(yè)化量產(chǎn)的主要攔路虎，當(dāng)然，除了巨量轉(zhuǎn)移，Micro LED 要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，還有很多坎要過(guò)，比如 Micro LED 芯片量產(chǎn)必須具備先進(jìn)的高精尖微型設(shè)備，同時(shí)對(duì)車(chē)間的衛(wèi)生環(huán)境、生產(chǎn)效能等的要求極高，如何推動(dòng)產(chǎn)線產(chǎn)能的成熟就是個(gè)問(wèn)題。此外量產(chǎn)需要儲(chǔ)備的大量原料對(duì)廠商的實(shí)力來(lái)說(shuō)也是一個(gè)考驗(yàn)。
盡管 Micro LED 目前在商業(yè)化量產(chǎn)方面目前仍存在難題，但由于其在各方面都有著近乎完美的表現(xiàn)，仍然被全行業(yè)認(rèn)為是真正的下一代顯示技術(shù)，更是全球資本市場(chǎng)長(zhǎng)期以來(lái)重點(diǎn)關(guān)注和青睞的寵兒。
根據(jù)國(guó)際第三代半導(dǎo)體論壇給出的信息，2020 年以來(lái)，全球 Micro LED 領(lǐng)域的投資已超過(guò) 1000 億元人民幣，其中不乏蘋(píng)果谷歌這樣的科技巨頭。
比如蘋(píng)果早在 2014 年便收購(gòu)了 Micro LED 創(chuàng)業(yè)公司 LuxVue，同時(shí)據(jù)日本經(jīng)濟(jì)新聞報(bào)道，他們過(guò)去十年在 Micro LED 研發(fā)上就投入了超十億美元，還有消息顯示蘋(píng)果已經(jīng)在中國(guó)臺(tái)灣桃園龍?zhí)稊U(kuò)建廠區(qū)，用于研發(fā) Micro LED。
還有 Meta 子公司 Oculus 在 2016 年收購(gòu)了從愛(ài)爾蘭廷德?tīng)枃?guó)家研究院和愛(ài)爾蘭科克大學(xué)衍生出來(lái) InfiniLED，谷歌則于次年注資 Micro LED 制造商 Glo，又在 2019 年投資了 Mojo Vision。
2018、2020 年，包括三星、晶電、友達(dá)在內(nèi)的屏幕和半導(dǎo)體巨頭也投資了 Micro LED 開(kāi)發(fā)商 PlayNitride。
國(guó)內(nèi)方面，Micro LED 領(lǐng)域在一級(jí)市場(chǎng)上的融資于 2021 年就有 9 起，2022 年共 10 起，阿里巴巴、比亞迪、小米、吉利等都有參與其中。
在資本的持續(xù)投入和科技企業(yè)不斷迭代技術(shù)的推動(dòng)下，相信 Micro LED 的商業(yè)化難題終將得到解決。
事實(shí)上，根據(jù) DSCC 最新預(yù)測(cè)，到 2027 年，全球 Micro LED 顯示器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 13.8 億美元，未來(lái) 5-8 年，Micro LED 就有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
結(jié)語(yǔ)
回顧 XR 產(chǎn)品顯示器技術(shù)方案演進(jìn)過(guò)程，早期的設(shè)備以 AMOLED 為高端產(chǎn)品標(biāo)配，隨后 Fast-LCD 出現(xiàn)，較大幅度提高了屏幕刷新率，并憑借低成本成為 2018 年至今的主流，而 Mini-LED 背光技術(shù)則對(duì)其進(jìn)一步增強(qiáng)，但也存在技術(shù)難度高、畫(huà)面有拖影的情況。
在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，Micro OLED 將成為 XR 設(shè)備的主流，但是在其大規(guī)模商用化前，Mini-LED 背光的 Fast LCD 也許都將成為優(yōu)先的過(guò)渡方案。
如果將目光看向更遠(yuǎn)處，Micro LED 作為一名六邊形戰(zhàn)士，將拉開(kāi)屏幕顯示真正的下一個(gè)時(shí)代，不僅僅是 XR 設(shè)備，而是可以拓展到幾乎所有帶屏幕的設(shè)備中。
試想一下，未來(lái)我們的手機(jī)屏幕也都將是 Micro LED 屏幕，可以呈現(xiàn)比現(xiàn)在 OLED 屏幕更逼真完美的畫(huà)面，而且在不燒屏，壽命長(zhǎng)、功耗上也比現(xiàn)在的屏幕更低，手機(jī)也能做得更輕更薄，想想還真的很令人期待。
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