2020年國(guó)內(nèi)AR/VR產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)率將達(dá)到70%——這一產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為“顯示行業(yè)”中與micro-led成長(zhǎng)性相當(dāng)?shù)挠忠唤鸬V。而且,二者涉及的基礎(chǔ)器件名稱也很相似:AR/VR產(chǎn)業(yè)大量依賴一種叫做SI-MIRCO-OLED的技術(shù),即硅基OLED微顯示技術(shù),簡(jiǎn)稱“硅基OLED”!
全球同步,硅基OLED國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)明確
2019年11月21日,合肥視涯項(xiàng)目竣工投產(chǎn)儀式在合肥新站高新區(qū)內(nèi)舉行,標(biāo)志當(dāng)時(shí)全球最大的、唯一專注于12吋晶圓硅基OLED微型顯示組件研發(fā)生產(chǎn)工廠正式投產(chǎn)。
僅僅一個(gè)月后,2019年12月26日,京東方發(fā)布公告宣布擬出資約18億元投資建設(shè)12英寸OLED微顯示器件生產(chǎn)線項(xiàng)目,項(xiàng)目總投資34億元。項(xiàng)目產(chǎn)能規(guī)模超過合肥視涯一期項(xiàng)目。
但是,2020年5月11日,浙江省湖州市重大項(xiàng)目(人才)集中簽約活動(dòng)上,熙泰科技投資120億元年產(chǎn)25萬片硅基OLED微型顯示器生產(chǎn)線項(xiàng)目成功簽約——再次刷新全球最大的硅基OLED投資計(jì)劃的新紀(jì)錄。
可以說三年來,硅基OLED項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)形成了遍地開花的格局:投資越來越大、產(chǎn)能越來越高、基片從6英寸、8英寸,現(xiàn)在上升到12英寸——硅基OLED市場(chǎng)用三年的時(shí)間聚集了大約300億元的投資規(guī)模。全部投產(chǎn)大約可以支每月?lián)螖?shù)十萬片基板投片,相當(dāng)于全年數(shù)千萬臺(tái)VR近眼設(shè)備的年度產(chǎn)能需求。
而這些項(xiàng)目背后的“全球第一”,更是說明國(guó)內(nèi)在硅基OLED核心制造工藝上已經(jīng)具有全球性競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì):實(shí)際上,央企北方奧雷德光電早在2010年就實(shí)現(xiàn)了0.5英寸硅基OLED的量產(chǎn),成功打破美國(guó)在OLED微型顯示器領(lǐng)域的壟斷,系全球第二家,并走在了日系巨頭索尼(2011年量產(chǎn))的前面!
目前,硅基OLED上,美國(guó)、英國(guó)、法規(guī)、德國(guó)、日本等也在積極展開技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)能建設(shè)。蘋果AR眼鏡已決定采用索尼硅基OLED顯示,預(yù)計(jì)2021上市。但是,其它地區(qū)國(guó)家投資規(guī)模不及國(guó)內(nèi)大陸市場(chǎng)。業(yè)內(nèi)認(rèn)為,借助硅基OLED的發(fā)展,我國(guó)顯示產(chǎn)業(yè)渴望在AR/VR新興信息消費(fèi)產(chǎn)業(yè)確立發(fā)展優(yōu)勢(shì)。
打造硅基OLED產(chǎn)業(yè)鏈,為何如此重要
在新興顯示產(chǎn)業(yè)技術(shù),特別是微顯示技術(shù)上,美國(guó)TI的DLP、日本愛普生,索尼,JVC的高溫多晶硅LCD和LCOS技術(shù)一直是典型的“代表”。新興顯示技術(shù)海外巨頭長(zhǎng)期具有“底蘊(yùn)”和“先手”優(yōu)勢(shì)。那么在硅基OLED上,我國(guó)企業(yè)為何會(huì)后來居上呢?答案是,硅基OLED自身的產(chǎn)業(yè)重要性和技術(shù)可行性!
從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度看,硅基OLED是未來AR/VR產(chǎn)業(yè)的重要芯片方向和核心顯示性能的卡脖子部位。不突破這一產(chǎn)品,就難免在AR/VR產(chǎn)業(yè)上受制于人。而AR/VR產(chǎn)業(yè)將是5G+時(shí)代,消費(fèi)性應(yīng)用的重要場(chǎng)景和智能制造工具鏈的重要輔助設(shè)施。AR/VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)于5G應(yīng)用的發(fā)展、工業(yè)4.0的進(jìn)步、下一代教育和娛樂產(chǎn)業(yè)的升級(jí),都有重要影響。
但是,以上這些“產(chǎn)業(yè)重要性”卻并非“最重要的那一點(diǎn)”:硅基OLED微顯示最早的客戶是“軍用”。即戰(zhàn)斗機(jī)、武裝直升機(jī)、坦克的頭戴式觀瞄設(shè)備的核心顯示芯片。也是未來數(shù)字士兵和數(shù)字信息作戰(zhàn)系統(tǒng)中的重要組成芯片。如果不打通這一產(chǎn)業(yè)鏈,也就意味著軍事裝備上的大大受限。北方奧雷德光電首次產(chǎn)品的主要客戶就是軍方。這也是硅基OLED主要研發(fā)大國(guó)美國(guó)、英國(guó)、法規(guī)、德國(guó)、日本等的重要特征:即都是軍事科技強(qiáng)國(guó)。
另一方面,從技術(shù)角度看,硅基OLED的可行性也非常之高。硅基OLED的技術(shù)工藝主要分成以光刻和單晶硅為主的基底驅(qū)動(dòng)層技術(shù)和OLED蒸鍍技術(shù)。
對(duì)于單晶硅光刻驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)而言,目前5納米光刻技術(shù)可以在1平方厘米的面積集成百億、乃至數(shù)百億個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)——而作為微顯示驅(qū)動(dòng)而言,這樣的面積只需要十余萬,或者數(shù)十萬個(gè)像素結(jié)構(gòu),其工藝難度顯然遠(yuǎn)低于頂級(jí)光刻單晶硅技術(shù)。即采用半導(dǎo)體工藝最成熟的技術(shù)和設(shè)備、低成本技術(shù)設(shè)備、一般性材料(100納米或者更早的CMOS工藝體系),就能滿足硅基OLED建廠的“半導(dǎo)體端”工藝需求。
同時(shí),對(duì)于OLED蒸鍍工藝而言,難點(diǎn)核心在于“均勻性”。但是,制約均勻性的最大難題往往是“蒸鍍面積”過大——即20年前半米級(jí)別玻璃基板蒸鍍工藝都已經(jīng)突破,現(xiàn)在8.5代線玻璃基板蒸鍍工藝還是難題:面積越大蒸鍍?cè)诫y,而硅基OLED需要的蒸鍍工藝主要集中在8英寸和12英寸硅晶芯片上,難度相對(duì)降低很多。
對(duì)于硅基OLED的蒸鍍工藝,很多輿論認(rèn)為“亞像素精度”也是難點(diǎn)之一。但是事實(shí)上,亞像素精度主要由遮罩層的技術(shù)來保障。高精度的12英寸遮罩層,是半導(dǎo)體工藝的常用耗材。在硅基OLED上,所需精度還要比閃存、內(nèi)存、CPU等半導(dǎo)體芯片所需工藝精度低多個(gè)數(shù)量級(jí)。
所以,從工藝角度看,硅基OLED有點(diǎn)站在“半導(dǎo)體芯片”和“OLED”顯示兩個(gè)“巨人肩膀”上的格局。可以利用的成熟技術(shù)、人才和工藝材料非常充分。這也是短短十年這一技術(shù)就大量開花結(jié)果的原因之一。同時(shí),和一般的大尺寸液晶、OLED面板比,硅基OLED生產(chǎn)線也具有單一產(chǎn)線投資更低(低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上)的特點(diǎn),也有利于形成投資端的“低門檻”。用業(yè)內(nèi)人士話說,硅基OLED是“最具成熟性”的“全新高科技顯示產(chǎn)品”。
產(chǎn)業(yè)可行性和產(chǎn)業(yè)重要性的結(jié)合,足以解釋近年來國(guó)內(nèi)硅基OLED產(chǎn)業(yè)的投資熱情:針對(duì)AR/VR行業(yè)的崛起,業(yè)內(nèi)已經(jīng)形成了很強(qiáng)的投資動(dòng)力。預(yù)計(jì)在2023年左右,新一輪產(chǎn)能全面開出,將有效降低高端AR/VR產(chǎn)品的應(yīng)用瓶頸和成本制約。
技術(shù)可迭代性好,硅基OLED前景光明
對(duì)于一項(xiàng)創(chuàng)新性科技,最害怕的是“出現(xiàn)更好的替代技術(shù)”。對(duì)此硅基OLED也有自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
這主要是,目前處于前沿的顯示技術(shù)主要包括OLED、micro-led和QLED技術(shù):微顯示產(chǎn)業(yè)投資熱點(diǎn)集中在硅基OLED行業(yè),主要是因?yàn)镺LED技術(shù)比micro-led、QLED更成熟,更可靠。但是,從未來角度看,硅基micro-led、硅基QLED也能成為更好的AR/VR產(chǎn)品的支撐技術(shù)。其區(qū)別主要是硅基OLED的蒸鍍OLED換成了,“巨量轉(zhuǎn)移micro-led”或者“蒸鍍QLED”材料。
這種可能的工藝演進(jìn)特點(diǎn),決定了硅基OLED的生命力非常頑強(qiáng)。甚至,“硅基”材料也可以發(fā)生新的升級(jí),比如用更新的第三代半導(dǎo)體材料,提升電流量支撐能力;或者用石墨烯基地材料實(shí)現(xiàn)更好的顯示效果。
總之,應(yīng)當(dāng)用廣義的微顯示和ar/vr產(chǎn)業(yè)進(jìn)步需求,看待硅基OLED的投資高峰、投資熱情;并深刻認(rèn)識(shí)這一硅基OLED技術(shù)的成熟可行性、未來可演化性,建立持續(xù)的投資、創(chuàng)新和終端產(chǎn)業(yè)應(yīng)用生態(tài)。在此基礎(chǔ)上,在微顯示時(shí)代、AR/VR消費(fèi)端,國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界有望走在全球前列,爭(zhēng)奪另一個(gè)中國(guó)制造與中國(guó)創(chuàng)造的制高點(diǎn)。