中國科學(xué)院院士、國家第三代半導體技術(shù)創(chuàng )新中心（蘇州）主任郝躍在發(fā)布會(huì )致辭中表示：“現今，我國正在大力實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略，中國科技正向著(zhù)價(jià)值鏈的上游攀升。Micro-LED作為L(cháng)ED發(fā)展新賽道，市場(chǎng)增幅和市場(chǎng)潛力巨大。白皮書(shū)經(jīng)過(guò)課題研究組半年多時(shí)間的梳理、分析、總結，致力于填補Micro-LED產(chǎn)業(yè)分析中‘市場(chǎng)—技術(shù)—專(zhuān)利’的研究空白，為企業(yè)的專(zhuān)利構思與布局提供支撐，幫助企業(yè)和研究機構預測技術(shù)和產(chǎn)品的創(chuàng )新點(diǎn)，減少科研的盲目性和重復性，同時(shí)強化產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)間的協(xié)同合作，為政府的技術(shù)創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展決策提供相關(guān)參考。”
白皮書(shū)顯示：Micro-LED產(chǎn)業(yè)呈現出市場(chǎng)潛力大、技術(shù)儲備豐富、創(chuàng )新研發(fā)熱度高漲的特征，全球該領(lǐng)域的專(zhuān)利申請已超過(guò)4萬(wàn)件，正處于爆發(fā)式增長(cháng)期；從創(chuàng )新主體來(lái)看，中國頭部企業(yè)與國際龍頭齊頭并進(jìn)，在專(zhuān)利申請量Top 15企業(yè)中，中國企業(yè)已占一半以上；從技術(shù)上看，Micro-LED產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)難題主要集中于外延&芯片結構、巨量轉移、全彩顯示和顯示驅動(dòng)上，上述技術(shù)正在加速攻堅進(jìn)程；此外，白皮書(shū)著(zhù)重從企業(yè)維度進(jìn)行縱向深度研究，解析了包括三星、蘋(píng)果在內的多家頭部企業(yè)在各細分領(lǐng)域的技術(shù)演進(jìn)路線(xiàn)。
技術(shù)儲備豐富研發(fā)熱度高漲
從技術(shù)創(chuàng )新的維度看，根據智慧芽數據顯示，截至2022年6月，Micro-LED全球專(zhuān)利儲備已超過(guò)4萬(wàn)件，技術(shù)儲備豐富；且從2017年開(kāi)始，Micro-LED技術(shù)研發(fā)活躍度明顯上升，目前正處于爆發(fā)式增長(cháng)期。
Micro-LED是在一個(gè)芯片上集成高密度微小尺寸的LED陣列。相較于現已大規模量產(chǎn)的LCD技術(shù)和OLED技術(shù)，Micro-LED的性能優(yōu)勢顯著(zhù)：長(cháng)壽命、高對比度、可實(shí)現高分辨率、響應速度快、更廣的視角效果、豐富的色彩、超高的亮度和更低的功耗等。
目前Micro-LED芯片已在眼鏡、電視等顯示場(chǎng)景實(shí)現產(chǎn)品化，但大部分產(chǎn)品還處于概念階段，未實(shí)現大規模市場(chǎng)推廣。隨著(zhù)Micro-LED相關(guān)的紅光芯片、轉移、全彩顯示等關(guān)鍵技術(shù)的突破和逐漸成熟，商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化成本大幅度降低，芯片良率進(jìn)一步提高， Micro-LED預計將率先實(shí)現后端的顯示場(chǎng)景應用。
根據Omdia數據顯示，受智能手表和高端電視市場(chǎng)需求影響，全球Micro-LED顯示器的出貨量將從2020年的低水平飆升至1600多萬(wàn)片，市場(chǎng)需求潛力巨大。
圖：Micro-LED全球技術(shù)創(chuàng )新概況
中國頭部企業(yè)與國際巨頭齊頭并進(jìn)
在全球Micro-LED專(zhuān)利申請量TOP15的企業(yè)中，中國企業(yè)占據一半以上，其中京東方、華星光電這2家中國企業(yè)已躋身全球前5�？梢�(jiàn)中國頭部企業(yè)在Micro-LED領(lǐng)域具有較強優(yōu)勢，特別是顯示面板類(lèi)企業(yè)。而在中國頭部企業(yè)之外，韓國三星、LG公司的專(zhuān)利申請量同樣排在全球前列，尤其是三星，技術(shù)優(yōu)勢顯著(zhù)。
白皮書(shū)顯示，Micro-LED技術(shù)研發(fā)創(chuàng )新較活躍的區域主要集中在中、美、韓三國。從全球頭部創(chuàng )新主體來(lái)看，同樣是中國、韓國、美國企業(yè)占據更大的優(yōu)勢，且主要以顯示面板、光電類(lèi)企業(yè)為主。在技術(shù)儲備上，全球的頭部企業(yè)技術(shù)儲備豐富，與后梯隊的創(chuàng )新主體拉開(kāi)明顯的差距。
圖：Micro-LED全球&中國主要創(chuàng )新主體
四大關(guān)鍵技術(shù)突破在望
當前，可靠性技術(shù)的應用是影響Micro-LED產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的主要因素之一，具體集中在外延&芯片結構、巨量轉移、全彩顯示和顯示驅動(dòng)等技術(shù)領(lǐng)域。白皮書(shū)顯示：上述四大關(guān)鍵技術(shù)均已有了一定量的技術(shù)儲備，且正在加速技術(shù)攻堅，為產(chǎn)業(yè)化落地奠定基礎。
在外延&芯片結構領(lǐng)域，全球專(zhuān)利布局總量超過(guò)3500件。在該領(lǐng)域的技術(shù)挑戰中，突破量子效率問(wèn)題是當前行業(yè)的熱點(diǎn)研發(fā)方向。由于該問(wèn)題是因為制造過(guò)程中等離子體刻蝕產(chǎn)生的側壁損傷引入了非輻射復合中心和漏電流而引起的，因此行業(yè)主流通過(guò)改進(jìn)芯片結構、改進(jìn)制造工藝、避免刻蝕工藝三種方式以改進(jìn)側壁損傷。
圖：外延&芯片結構領(lǐng)域改進(jìn)側壁損傷技術(shù)流派
在巨量轉移領(lǐng)域，全球專(zhuān)利布局總量超過(guò)3300件。由于Micro-LED發(fā)光層和驅動(dòng)基板生長(cháng)工藝差異，巨量轉移是必須突破的關(guān)鍵技術(shù)之一。以一臺4K電視為例，需要轉移的晶粒高達2400萬(wàn)顆，即使一次轉移1萬(wàn)顆，也需要重復2400次，因而轉移過(guò)程中的轉移效率、精度、良率問(wèn)題將重點(diǎn)影響轉移后的顯示性能。當前，該領(lǐng)域主要有五大技術(shù)流派：分子作用力、靜電、磁力轉移、激光轉印、自組裝，其中分子作用力方向的專(zhuān)利布局數量較高。
圖：巨量轉移領(lǐng)域技術(shù)流派
在全彩顯示領(lǐng)域，全球專(zhuān)利布局總量超過(guò)2000件。全彩顯示能力是Micro-LED技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)指標。Micro-LED彩色化實(shí)現方法主要包括RGB三色LED法、波長(cháng)轉換法和3D納米線(xiàn)法。由于目前波長(cháng)轉換技術(shù)可形成高分辨率，較其他方法對驅動(dòng)集成要求低，整體商品化成本也較低，因此該技術(shù)成為了研發(fā)熱點(diǎn)，主要應用單色紫外光LED或藍光LED搭配色彩轉換材料來(lái)達成全彩化，著(zhù)重關(guān)注關(guān)注量子轉換效率和光串擾問(wèn)題的突破。
圖：全彩顯示領(lǐng)域波長(cháng)轉換方法技術(shù)路線(xiàn)
在顯示驅動(dòng)領(lǐng)域，全球專(zhuān)利布局總量超過(guò)1700件。Micro-LED是電流驅動(dòng)型發(fā)光器件，其驅動(dòng)方式一般分為被動(dòng)驅動(dòng)和主動(dòng)驅動(dòng)。由于被動(dòng)驅動(dòng)在Micro-LED應用上擁有諸多劣勢，因此，以CMOS和TFT為代表的主動(dòng)驅動(dòng)設計方案或將成為Micro-LED技術(shù)發(fā)展的良伴。舉例來(lái)看，在CMOS驅動(dòng)技術(shù)中，為突破Micro-LED和驅動(dòng)矩陣精準對準困難的問(wèn)題，當前業(yè)界正重點(diǎn)研發(fā)Micro-LED與CMOS驅動(dòng)電路的鍵合技術(shù)。
圖：顯示驅動(dòng)領(lǐng)域CMOS驅動(dòng)轉移鍵合技術(shù)路線(xiàn)
深度洞悉頭部企業(yè)技術(shù)路線(xiàn)
隨著(zhù)Micro-LED產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，上下游產(chǎn)業(yè)鏈逐漸清晰，白皮書(shū)深度刻畫(huà)了全球Micro-LED產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)圖譜，并從供應鏈的角度，揭示了當前該產(chǎn)業(yè)中各大主流廠(chǎng)商之間的合作關(guān)系。研究顯示，當下頭部廠(chǎng)商已逐漸形成各自穩定的供應關(guān)系，其中三星的供應鏈構建尤為完善。
圖：Micro-LED各大主流廠(chǎng)商合作和供應鏈關(guān)系
此外，從技術(shù)研發(fā)的視角，白皮書(shū)不僅著(zhù)重分析了三星與蘋(píng)果兩家Micro-LED頭部企業(yè)的技術(shù)全貌，更是在四大關(guān)鍵技術(shù)分析的同時(shí)，融入了企業(yè)維度進(jìn)行縱向深入研究，解析了包括三星、蘋(píng)果、Play Nitride、XDC、Aledia、英特爾、華星光電在內的多家頭部企業(yè)在各細分領(lǐng)域的技術(shù)演進(jìn)路線(xiàn)。
如在巨量轉移技術(shù)領(lǐng)域中，蘋(píng)果是全球在該領(lǐng)域布局專(zhuān)利最多的創(chuàng )新主體。白皮書(shū)通過(guò)解讀蘋(píng)果與其收購的Luxvue的核心專(zhuān)利家族，呈現了蘋(píng)果圍繞巨量轉移技術(shù)構建的技術(shù)護城河。
圖：蘋(píng)果/Luxvue巨量轉移相關(guān)核心專(zhuān)利家族解讀
另外，在外延&芯片結構技術(shù)領(lǐng)域中，Play Nitride是全球在該領(lǐng)域布局專(zhuān)利最多的創(chuàng )新主體。白皮書(shū)描繪了該公司利用多種技術(shù)手段改進(jìn)側壁損傷的技術(shù)路線(xiàn)，如通過(guò)改變芯片結構方式，在P/N半導體層何電極之間設置電流調控結構、斜角LED結構；或通過(guò)避免刻蝕工藝的方式，基于隧道效應提升發(fā)光效率等。
圖：Play Nitride改進(jìn)側壁損傷技術(shù)路線(xiàn)
