【全文】類半導體Micro LED興起 面板與LED台廠吹起反攻號角

友達董事長彭双浪(左)與總經理暨營運長柯富仁(右),親自展現背後Micro LED顯示器的驚人之處。
友達董事長彭双浪(左)與總經理暨營運長柯富仁(右),親自展現背後Micro LED顯示器的驚人之處。

過去友達、群創等台灣業者在TFT-LCD面板產業曾輝煌一時,可惜在OLED之役卻慘遭滑鐵盧,不但被韓廠搶得先機,還被中國業者比下去;不單如此,原本的LCD地盤在中國業者大舉投入後,殺成紅海,使得台廠一度遭受邊緣化危機。幸運的是,Micro LED的出現再度點亮台灣面板顯示產業生機,其「類半導體」的技術特性,需藉由半導體、面板、精密設備、LED等產業通力合作,方能成就其事,而上述產業台灣皆有一定實力,台廠正吹起反攻號角。

你曾有過開飛機的夢想嗎?還是想體驗在太空艙漫步的感覺?這些看似遙不可及的想法,在今年Touch Taiwan智慧顯示與觸控展,透過友達、群創等業者的Micro LED(微發光二極體)顯示技術,獲得了實踐的可能性。

走進友達展場,映入眼簾的是約一層樓高的巨型螢幕正播放著太空艙畫面,友達董事長彭双浪與總經理柯富仁在螢幕前原地踏步,看起來就像行走於太空艙內;接著一個轉身,許多民眾不自主地被旁邊的飛行模擬艙吸引,進入艙內手握操縱桿專注飛行,一個拉桿、一個轉彎,心跳也跟著球型螢幕顯示的畫面起伏,像是自己就徜徉在空中。

 

型態自由 輕薄可撓曲

這些身歷其境的感受,全靠螢幕背後一顆顆比髮絲還細小的Micro LED。「Micro LED具有可撓曲、整合特性,意味著未來顯示器不會只是平的,也將不限於弧形,會朝向自由型態發展,帶來更多想像空間。」柯富仁說道。

也因如此,該展場中展示了五花八門的Micro LED應用,從最大的巨型虛擬攝影棚、飛行模擬艙、車載顯示、AR(擴增實境)眼鏡到輕巧的智慧手錶,都隱藏Micro LED的蹤影。

Micro LED可彎折、高亮度的特性,頗適用於各種顯示應用、場域,車用面板就是其中之一。
Micro LED可彎折、高亮度的特性,頗適用於各種顯示應用、場域,車用面板就是其中之一。

 

而在Micro LED眾多應用中,AR眼鏡更是備受看好。工研院電子與光電系統研究所組長方彥翔表示,戴上AR眼鏡走在街頭,將會遇到亮度(太陽光)干擾和電量等問題,而這些問題,恐怕也只有Micro LED才能解決。

比起現在主流的OLED(有機發光二極體)、Mini LED(次毫米發光二極體)等薄型顯示技術,Micro LED在輕薄、影像的穿透性表現更佳。晶元光電營業中心副處長林永鑫表示,Mini LED被視為傳統LCD的進化版,通常會搭載玻璃面板上使用,需要一定的重量與空間;而OLED受限於有機材料發光特性,很難做好影像的穿透性。

主力專攻 大型顯示器

反觀Micro LED體積非常小,不僅省電,還能提供高亮度,且用於AR穿透性甚至高達80%,故吸引蘋果(Apple)、谷歌(Google)等對AR產品興趣濃厚的科技大廠,先後透過併購取得Micro LED技術。蘋果於2014年併購LuxVue,近期Google則收購 Raxium,2大品牌皆期望透過Micro LED技術,打造新一代AR產品。

Micro LED能幫助AR眼鏡克服亮度干擾和電量等問題,有志於AR眼鏡的科技大廠因此對MicroLED充滿高度興趣。(達志影像)
Micro LED能幫助AR眼鏡克服亮度干擾和電量等問題,有志於AR眼鏡的科技大廠因此對MicroLED充滿高度興趣。(達志影像)

 

除了AR應用,Micro LED亦非常適用於車用、百吋以上(看板、電視)顯示器等場域。方彥翔分析,未來車載面板都一定會碰到太陽光干擾問題,這就需要高亮度的Micro LED幫忙解決。

優顯科技執行長陳顯德表示,在商業考量下,百吋以上的顯示器也將是Micro LED的主要戰場,因為這是目前主流顯示技術難以攻掠的領域。相較於LCD液晶面板,拼接成大型螢幕的縫隙間距大,且螢幕無法彎折,這些缺點Micro LED都能解決。

林永鑫補充,若用現行的Mini LED顯示技術做大型顯示器,雖說色彩絢麗度不錯,但比起Micro LED仍有不及;而絢麗度較好的OLED,則較不適用於大型顯示器。因此,介於100至150吋之間的顯示器,將是Micro LED的市場主力。

事實上,全球電視龍頭韓國三星(Samsung)近幾年陸續在CES展推出包含110吋、219吋與292吋等大型的拼接顯示螢幕與Micro LED電視,正說明了這樣的產品設計趨勢。

百吋以上顯示器是Micro LED展現功力的舞台,從三星於CES展會上推出各種Micro LED大型面板,就能看出端倪。(翻攝Samsung Mexico)
百吋以上顯示器是Micro LED展現功力的舞台,從三星於CES展會上推出各種Micro LED大型面板,就能看出端倪。(翻攝Samsung Mexico)

 

液晶面板 遭中韓超車

隨著應用面越來越廣,研調機構Quadintel指出,2021年全球Micro LED顯示器市場規模僅10.41億美元,2030年將爆發性成長至913.8億美元,年複合成長率高達75.2%。

Micro LED前景大好,但也不禁讓人擔心是否重演台灣面板產業不斷被中韓夾殺的歷史。知識力科技執行長曲建仲指出,2000年開始,因消費者陸續將笨重的映像管電視換成液晶電視,面板產業因此紅極一時;當時友達、奇美電、群創都是學校徵才的熱門攤位。

話鋒一轉,曲建仲感嘆地說,後來中國業者紛紛加入,韓國廠商大舉擴產,使得液晶(TFT-LCD)面板產量過剩、價格暴跌。緊接著,OLED技術逐漸冒出頭,國內外各大面板廠相繼投入此一新藍海。

然而,台廠卻遲遲無法在OLED技術與良率獲得重大突破;反觀韓國廠商在這2方面都頗有斬獲,便漸漸主導了OLED市場的發展,台廠則被迫繼續待在TFT-LCD的紅海廝殺。

專家表示,中國在韓國之後也積極投入OLED技術,而且挾著市場優勢展現超車架式;目前,中國業者OLED產能已超越韓國。不難想像,台廠在該市場已難有立足之地,需另尋出路。

近年台灣面板產業在中韓夾攻下求生存,而Micro LED的出現,被視為台灣面板產業重登榮景的關鍵救星。(東方IC)
近年台灣面板產業在中韓夾攻下求生存,而Micro LED的出現,被視為台灣面板產業重登榮景的關鍵救星。(東方IC)

 

類半導體 台實力堅強

 

毫無疑問,次世代顯示技術Micro LED將是台廠能否重返榮耀的「突破口」。然而,中韓面板業者專注於發展OLED的同時,並未停止Micro LED技術與產品的研發。

對此,林永鑫分析,中國現階段首要的工作,應是先消化既有OLED產線的產能,因為任何一條產線都是新台幣幾百億、幾千億元的投資,中國不可能將過去投入的資源輕易丟掉,這對其國家政策與產業發展都不利。

方彥翔表示,Micro LED既非單純LED產業,也非單純面板產業,而是「類半導體」技術,Micro LED晶粒小到微米等級(頭髮的十分之一寬度),須將數百萬甚至數千萬顆微米級的LED晶粒,正確且有效率地移動到目標基板(面板)上;完成巨量轉移,以減少事前檢測及事後修補的時間與次數,更是能否加速Micro LED產品普及化的關鍵,故往往須借助半導體技術方能實現。

工研院副總暨資深技術專家吳志毅表示,凡是Micro LED所涉及的產業領域,台灣都擁有相當完整的上中下游產業供應鏈,及一定的市場地位,尤其半導體實力堪稱全球首屈一指;憑藉台灣目前在半導體所擁有的優勢,結合過去在LED、面板累積的能量,將讓台灣發展Micro LED的根基更為厚實,因此造就台灣目前在Micro LED發展的絕佳地位。

 

跨域合作 須打團體戰

事實上,從對Micro LED表達高度興趣的蘋果,選擇了友達與富采投控旗下的晶電做為技術合作夥伴就可看出,台廠似乎已經搶得先機,向中、韓顯示器相關產業吹起反攻號角。

富采投控旗下的隆達電子董事長蘇峰正表示,因為很多技術目前面板廠都沒有,所以進入Micro LED顯示器時代,需要很多跨領域合縱聯盟的合作;幸運的是,台灣過去在LED累積了紅光、藍光、綠光等厚實基礎,當Micro LED面臨高度客製化設計,需要LED廠商協助時,許多先期產品的討論都能順利進行。

蘇峰正向Micro LED相關廠商喊話,Micro LED和傳統LCD顯示器的基礎架構不同,傳統做LCD的面板廠,從玻璃內的濾光片、驅動器到背光模組,一家公司就可完成,很多技術In House就能掌握,「進到Micro LED顯示器是團體戰。」

進入Micro LED時代,需整合上下游廠商打團體戰,因此群創也不得不投資與競爭對手友達關係深厚的富采。
進入Micro LED時代,需整合上下游廠商打團體戰,因此群創也不得不投資與競爭對手友達關係深厚的富采。

 

正因如此,台灣Micro LED相關業者開始凝聚力量共同作戰。其中,最受注目的莫過於富采,同時獲得向來「王不見王面」的面板雙雄友達、群創青睞並參與私募;以及三星、友達及晶電共同投資的錼創科技。值得一提的是,由晶電、隆達與晶成半導體等合併共組的富采,堪稱是目前最完整掌握Micro LED上下游關鍵技術及產品出海口的廠商。

未來產品 客製成趨勢

「Micro LED是我們認定的次世代顯示器技術,所以這2年可以看到友達有很多策略性布局,包含2020年推動以隆達、晶電為主合併成富采,投資錼創成為其大股東等。」柯富仁說。友達從Micro LED的關鍵材料、設備、製程到產品應用等多方面投入,加速進行整合與產品推進。

方彥翔分析,Micro LED晶粒不是一般LED廠可以做出來的,所以群創要發展Micro LED終端應用產品,也必須要拿到足夠的Micro LED晶粒,假使沒有和富采合作,可能就買不到晶粒。富采藉友達與群創綁住出海口,而友達、群創則藉由投資富采,有機會從二階供應商變成一階供應商,直接和品牌廠接洽業務,強化自身話語權。

集晶電、隆達、晶成3大事業體於一身的富采,堪稱是目前完整掌握Micro LED上下游供應鏈的關鍵廠商。
集晶電、隆達、晶成3大事業體於一身的富采,堪稱是目前完整掌握Micro LED上下游供應鏈的關鍵廠商。

 

除此之外,方彥翔強調,不同於過去顯示器產品往往都是公版(標準化)設計,未來Micro LED的所有產品可能都要客製化,需上下游共同制定「系統規格」以調整每個供應鏈環節,才能有效提升良率和降低成本,意味著品牌系統業者對台廠的黏著度將會更高。

晶電董事長范進雍含蓄地表示,台灣沒有OLED,故只能往Micro LED走,對於Micro LED發展將更為專注。相較之下,韓國、中國可能還會發展OLED,能否專注投入Micro LED是個問號。而受惠於供應鏈群聚效益,台灣Micro LED產業鏈可望在全球展現強大的競爭力。

面對中、韓挑戰,方彥翔樂觀表示,台灣目前在Micro LED發展遙遙領先,連三星也得藉投資錼創才能取得足夠Micro LED晶粒;而中國在Mini LED的良率、散熱與可靠度都仍有問題,更別說Micro LED,依舊落後台灣許多。

台灣顯示器產業新兵錼創,展現Micro LED技術實力,一舉擄獲晶電、友達、三星青睞,助其發展Micro LED事業。
台灣顯示器產業新兵錼創,展現Micro LED技術實力,一舉擄獲晶電、友達、三星青睞,助其發展Micro LED事業。

 

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