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OLEDoS还是LEDoS:XR的未来会是啥

来源:投影时代 更新日期:2022-09-08 作者:那山那水

    近日,LG Display(LGD)副总裁Yang Joon-young表示,微显示技术有所改进,正引领行业从硅上液晶(LCoS)转向OLEDoS。——LG公司似乎认为OLEDoS将是未来元宇宙设备中使用的主流显示器技术。

    此前亦有消息称,苹果公司要求三星和LG为其生产和提供OLEDoS显示核心部件。作为全球消费电子顶尖的三大巨头,苹果、三星、LG同时涉及OLEDoS的“传闻”,将这种技术迅速推上了风口浪尖,并与近些年一直火爆的LEDoS技术一起,成为XR元宇宙的最重要候选方案。

    我国在OLEDoS上已经领先

    OLEDoS技术,又称硅基OLED技术。是一种将OLED发光材料应用在硅基半导体驱动电路板上的微型显示技术。该技术既可以实现单色显示,也可以实现高密度的彩色化显示。在OLEDoS上,我国企业近5年进行了大规模的布局和投资。

OLEDoS还是LEDoS:XR的未来会是啥

    例如,在2017年8月京东方与与云南北方奥雷德、深圳高平科技、云南滇中产业发展等公司共同投资11.5亿元在昆明建设国内OLED微型显示器件项目(8英寸线,也是国内首条大规模量产硅基OLED线)。2017年9月1日,总投资20亿元的合肥视涯信息科技有限公司的硅基OLED微型显示器项目落地合肥新站区,该项目规划月加工6000片12寸晶圆,年产2000万片微型显示器件。2019年12月26日,京东方发布公告称,拟投资34亿元(其中公司出资18.4620亿元),在云南建设12英寸OLED微显示器件生产线。2021年12月11日,安徽熙泰智能科技有限公司12英寸硅基OLED微显示项目在安徽省芜湖市举行开工典礼,设计产能12英寸晶圆月投入18000片。2022年6月16日,芯视佳12英寸硅基OLED微显示器制造项目签约仪式在安徽淮南高新区举行,项目总投资65亿元。2022年4月份,睿显科技微型显示芯片产业化项目进入开工建设阶段,一期总投资3亿元,建设一条8英寸OLED微型显示芯片生产线,年产能达40万芯片……

    2010年,奥雷德产出国内第一片硅基OLED、2017年形成第一轮投资高潮、2020年形成第一轮达产高潮之后;硅基OLED在2021-2022年形成了第二轮投资高潮,并将到2023年开始出现一个产能爆发的高潮。国内市场已经形成安徽江苏为代表的长三角、云南为代表的西南、福建为代表的东南等三大硅基OLED产线布局基地。涉及项目,含计划项目总投资突破300亿元。其中,包括更多企业正在借助8英寸线夺得硅基OLED入门券,而布局较早的企业正在用12英寸线建立产能壁垒。

    比较而言,LG Display 和 SK Hynix联手的硅基OLED,以及三星电子的硅基OLED项目,目前都还在规划阶段。最快量产也要等到2024年左右。当然,这不是说国际市场缺乏对硅基OLED的投资布局:包括德国、法国、美国和日本企业都有相关投资布局。但是全球硅基OLED市场6成产能建设在我国大陆,还是能充分说明硅基OLED本土企业已经领先的事实。

    OLEDoS对比LEDoS,成熟度决定现状

    在XR微型显示上,硅基OLED不是唯一候选技术。目前,XR设备使用较多的显示技术是微型LCD显示;研发投入最广泛的是micro LED显示;此外,LCOS和DLP显示也应用在AR显示产品设备上。

    这些技术之中,硅基OLED、LCOS和DLP都是成熟技术。LCOS和DLP更有近20年大规模制造历史。但是,LCOS和DLP技术是光阀显示方案,需要独立的外部光源驱动成像。这导致设备整体结构更为复杂、未来的电池供电持久性竞争力也会面临考验。硅基OLED是自发光技术,不需要额外光源、且像素的功耗与显示图像内容紧密相关,不需要光源照明那种持续的维持高耗能状态。

OLEDoS还是LEDoS:XR的未来会是啥

    硅基OLED与硅基的micro LED技术(即LEDoS)比较,都在用硅基板驱动,驱动结构的成本、技术、工艺和电气特性高度一致。但是,OLED像素成型采用传统、成熟的遮罩+蒸镀工艺,是“马上就能量产的技术”。micro LED技术在XR的应用还处于技术研发阶段。主要是micro LED的巨量转移工艺不够成熟,暂时无法商业化。——因此,虽然micro LED比OLED材料在寿命、老化、发光效能上都有优势,但是硅基micro LED技术的暂时只是实验室答案的现状,决定了硅基OLED已经抢跑的事实。

    而与目前应用量最大的VR显示技术,微型LCD比较,硅基OLED、硅基micro LED、LCOS和DLP技术,都具有更高的“像素密度”、“更好的刷新性能”,以及未来更多的技术进步空间(后四者也都是硅基板上显示技术)。整体上,行业普遍认为,像素密度、效能、体积,以及需要背光源的特点,让微型LCD只是XR市场的过渡性技术。

    以上比较可以得出的结论是,通过比较不同产品的技术指标、成熟性、成本、潜能等多个维度差异,硅基OLED成为了至少是暂时的XR市场更好的技术选择。这也是现阶段硅基OLED就已经有大量的“投资”支撑,即将进入产能爆发阶段的前提。

    以苹果头显等穿戴产品为例,其2014年就通过收购布局了微型micro LED显示技术。但是,碍于micro LED技术一直不能大规模量产,始终没有走出实验室,近期有消息称苹果要求三星和LG为其提供硅基OLED显示芯片。用行业专家的话说,硅基OLED就是赢在了产业链贯通性上:无论是制造设备、检测设备、驱动组件,都可以从液晶、OLED、硅基半导体产业链中得到足够多的成熟设备、材料和工艺支撑。硅基OLED虽然是一项全新技术的产品,但是却不面临真正的“零开始”的节点性、瓶颈性技术攻关。后者也是导致国内至少8家企业能快速涉足硅基OLED项目的原因所在。

    典型的军转民,硅基OLED等微显示的大国博弈

    提到元宇宙、XR,多数人想到的都是“民用”、“消费级市场”。的确,今天全球XR的第一大市场是游戏。但是,从产业链的角度看,XR的意义却首先出现在军事上。

OLEDoS还是LEDoS:XR的未来会是啥

    目前,XR产品第一大应用是游戏,但是第一大单一客户却是军队。例如,美军就曾经提出过高达220亿美元的向微软采购增强现实头盔的计划。从最早的歼击机的头显设备,到目前数字化装备包括坦克、装甲车、无人机操作员等都需要的头显设备,再到虚拟训练、仿真训练中几乎所有科研、培训行业(包括军事训练)都需要头显设备……XR绝不仅仅是“游戏和娱乐”那么简单。

    实际上,我国奥雷德早在2010年推出的第一代硅基OLED主要就是服务于军事应用;中电科55所的硅基OLED项目也是军用项目。某种角度看,微显示为基础、元宇宙XR构建的新兴数字场景和数字基础设施是一个广泛影响社会生产生活各个层面的“赋能”性产业。这一特点决定了从军事应用开始,微显示技术就是“大国必争之地”。

    微显示技术,无论是OLEDoS还是LEDoS,即是一个能促进经济发展的大产业,也是一个关系国民经济安全的重要技术门类。这样的战略意义决定了,加速布局,并给予更多的战略性关注微显示技术的方向和进步,具有双重市场确定性。尤其随着苹果、三星、LG入局硅基OLED这一技术上比较成熟的产品类型,必将预示着微显示和XR行业进入爆发前夕:产业链的机遇窗口也将在时间维度上变窄,相关企业应该“时不待我、只争朝夕”。

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