micro LED投影再获突破，应用场景将逐渐打开

    硅基板micro LED显示，一直是新型显示产业重点发力的方向之一。其中，低阶亮度产品主要服务于可穿戴显示，例如智能手表、头戴XR显示设备等；高阶亮度产品则主要服务于投影型的“数字化可编程”光源。

    近日，我国企业数字光芯宣布，成功调试并点亮中国首颗Micro LED硅基驱动汽车像素大灯芯片，像素超过16万个，技术水平达到“全球领先”程度。分析称，随着相关产品技术的进步，micro LED微显示市场正在打开“应用市场化”的大门。

    加速技术迭代，micro LED汽车大灯持续进步

    汽车大灯的数字化、可编程化创新，始于2018年，奔驰首先展示了采用光阀投影技术的汽车大灯产品。Micro LED显示应用于汽车大灯则最早开始于2019年的产品雏形。

    据了解，第一代micro LED大灯分辨率基本为16000像素点。近期，我国企业国星光电刚刚展示了52800像素点的micro LED汽车大灯新品。这次数字光芯的超16万像素新品，可谓再次“刷新了行业纪录”。

    三年时间，超过10倍的分辨率进步，行业认为micro LED汽车大灯表现出“超乎寻常的技术迭代速度”。考虑到汽车大灯是左右双灯系统，数字光芯的超16万像素产品实际提供的双灯像素成像能力要更高一些。

    作为照明性质的应用micro LED在汽车大灯上的核心技术参数，除了稳定性、寿命等之外，以像素分辨率和亮度为核心。其中，照明应用亮度是“不能打折扣的基础性能”。因此，不同企业的汽车micro LED数字大灯产品的性能差异，集中表现在“分辨率”水平的不同上。

    特别是与成熟的DLP投影技术比较，micro LED数字大灯的主要劣势，则体现在“分辨率更低”上。不过micro LED体系在结构上更为紧凑，且有理论性的成本优势，以及结构中可导致系统整体失效的原件更少的优势。产品方面，DLP投影大灯则应用较多——例如，采用DLP技术的问界新车M9的智慧大灯，两个车灯均支持260万的像素投影显示。不过新一代保时捷卡宴亦有选用Micro LED前照灯产品。

    综合来讲，DLP技术属于成熟的投影显示技术，拥有20多年的产业历史，结合高亮度LED或者激光光源做汽车大灯，胜在“产业链成熟性”。Micro LED显示则是新兴技术，市场概念提出不过10年时间，产品市场处于落地前夕阶段。但是，因为直接像素矩阵发光，其对比光阀体系的DLP具有更简洁的结构。其作为新技术未来进步空间比较大。

    同时，早期LCOS、LCD等投影技术也曾尝试应用于汽车大灯。但是考虑到液晶材料只能处理“偏振光”，其效率天然比DLP技术、MICRO LED技术至少低50%，目前已经几乎被市场淘汰。行业认为，数字化、可编程、像素型汽车大灯的未来就将在DLP投影和micro LED投影之间展开。

    特别是近期，德国大陆集团（Continental AG）宣布将Micro LED像素化照明技术应用在车辆周围照明，以生成动态投影显示效果，进一步发展了micro LED的应用空间。据悉该5 x 5 x 5 厘米的结构内，可包括Micro LED模块、电源和GPU等所有其他系统相关组件，可进行360度近场投影，将10,000 lumens亮度分辨率为16,000像素的图像投影到地面上，起到周遭警示的效果。——行业认为，micro LED像素化投影照明，未来可用于大量的、各种场景的“图形化”装饰、氛围等应用场景，市场开发性非常好。目前micro LED在高亮化市场不仅技术迭代迅速，且新应用场景挖掘也已经提升日程。

    行业普遍看好micro LED直显投影技术

    Micro LED汽车前大灯创意的前身是矩阵式ADB（自适应远光灯） 前大灯技术。该技术目前已在中低价位车型中量产应用，代表性车型有比亚迪海豹、传祺 GS8、卡罗拉。但是传统LED封装尺寸的限制，让ADB的分辨率最终停留在一百像素左右。而采用micro LED技术，如国星光电产品LED晶体间距尺寸为 30微米，则可以最终形成与DLP投影光阀相当的像素数量。

    Micro LED汽车前大灯是ADB的升级版，这一点已经成为汽车整车和汽车照明行业的共识。不完全统计，目前已经有FORVIA、大茂伟瑞柯、星宇股份、日亚、英飞凌、现代摩比斯、三星电子、三安光电、ams OSRAM、国星光电、晶能光电等企业参与到micro LED前大灯产业链中。

    Micro LED在汽车照明中的可行性、参与性和技术延续性“非常好”。行业专家指出，micro LED显示技术多年发展，一直在寻找落地的“首个大规模场景”，目前看来“车载”可能正在成为“最优先”的选项。

    对此，从技术角度看，车载micro LED的主要技术需求是“够亮”，反而在可穿戴等产品上需要的“极致分辨率”指标上可以“折中”。即目前车载大灯micro LED以数万像素为主，并向十几万像素前进，这与显示产品动辄高清、超高清的标准需求比，在“巨量转移、嵌合工艺”等方面，降低了2个数量级的难度。同时，更低的像素集成度，有利于实现足够亮的性能指标——micro LED显示的一个固有优势也是“更亮”。这让亮度指标从来不是micro LED车灯的“瓶颈”。

    场景可用性和现有技术能力、工艺成熟度的平衡性上，micro LED前大灯具有很好的“实用化条件”。相对而言，DLP车载大灯，主要技术难度不在像素数量上，而在于“亮度”。与传统智能投影机、家用投影显示需要的亮度比较，车载大灯更类似于“准工程投影机”的亮度。虽然不需要彩色显示，但是高亮依然是必然的成本因素。DLP车载大灯同时具有高亮和高分辨率特点，固然“性能拉满”，但是也难免“成本拉满”。

    更何况高亮度的micro LED像素照明，目标并不只是车载前大灯产品。在场景烘托、艺术照明、装饰性照明等场景，micro LED都可以发挥“力量”。甚至，micro LED也渴望“进化成真正的投影显示”。目前，长虹正在进行这方面的研发。

    针对数字光芯的16万像素micro LED产品，有分析认为720P（1280x720）投影显示作为入门级分辨率，如果采用三片式投影技术构型，最低需要92.16万个像素——距离16万像素只有不到6倍的差异。考虑到过去3年micro LED前大灯像素数进步了10倍，这让很多人认为“micro LED直显投影‘技术可行性上已经很接近成功’”。

    更为重要的是，与DLP技术投影系统比较，micro LED直显投影不存在“单一或者少数企业”垄断关键部件和技术的情况。因此，micro LED的前大灯迭代速度才会如此之快。这是一个充分竞争，甚至比较内卷的行业，可以想象为了提高产品竞争力、开拓更多应用场景，厂商们会在技术指标上不断创新。

    Micro LED投影大市场已经来了吗

    2022年全球汽车销量约为8163万辆，而2023年1-7月的世界汽车销量为4960万辆，同比增长10%。对应到汽车前大灯的需求数量则要“乘以2”。

    对比而言，2022年全球投影机销量为1700万台。其中少部分产品采用三片光阀结构，绝大多数采用单光阀结构。可见，实际上micro LED投影照明产品率先发力汽车前大灯，不仅可以避免像素能力不足的问题，亦是“先抓更大的市场”的选择。但是，另一个角度看，如果车载大灯市场成功，将为micro LED投影显示进入更多“场景”提供“技术弹药和根据地”。

    值得一提的是本文主角“数字光芯”亦有开发LCOS投影光阀产品，其产品线涉及投影仪,AR/VR,HUD,数字照明,3D打印等。此前其曾成功流片4800万像素（超8K）的LCOS光阀产品。数字光芯的愿景是实现“数字化的任意光场控制，进而深入社会生活的任何场景”。 数字光芯具有中科院系、南京江宁区国资和中微半导体的背景，是一家原创性、领先性光半导体设计研发企业。

    总之，像素化的micro LED车大灯的发展已经进入一个崭新的时期。从最初的路线探索，到技术大幅度进步、进入应用市场初期，这意味着一个新的细分行业正在诞生。这也将给micro LED显示与投影照明应用，带来更多可以想象的空间与发展的信心。