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德仪TI发布新DMD大光阀,DLP投影如何应对Micro LED、OLED显示等带来的新挑战?

来源:投影时代 更新日期:2024-04-09 作者:花开无期

    四月初,国内知名激光投影品牌视美乐,抢先发布国产TI 0.8平台DMD光阀DLP投影新品。拉开了2024年DLP投影大底光阀产品线“全面”升级的序幕。

    据悉,自2021年以来,TI一改此前更注重微投和0.47/0.48(如2019年新品)等的研发方向,将重心从新拉回“大尺寸大底”产品线。特别是2021年到2023年在0.80/0.78英寸上,实现了产品线大幅度加密和迭代。2023年到2024年还将在0.96等更大尺寸上实现新升级。

    大底光阀对画质通透力和高亮度、高对比的支撑是显而易见。TI新一代产品更聚焦大尺寸光阀创新,被认为是TI对“未来投影消费趋势”的“再定义”!

    向小总有瓶颈,向大才能开辟新边疆

    诚然,目前DLP投影消费的大头依然是微投产品。包括微投光阀(即,≤ 0.47 英寸阵列 pico 产品)的0.47/0.33英寸,以及标准产品的(≥ 0.47 英寸阵列产品)的0.47英寸4K等,占据了微型智能投影、便携投影、激光电视、入门工程的大部分需求。

德仪新光阀:DLP持续向大的升级

    但是,小尺寸光阀有三个技术难题需要克服:

    第一是,最小微镜尺寸持续卡在了5.4微米级别。这让物理分辨率上,0.47英寸技术已经是最小的1920*1080p产品。如果要实现高分辨率,微投产品必须采用抖动等虚拟像素技术。而虚拟的动态像素,和真实物理像素的成像质量必然有所差异。

    第二是,微镜的偏转角度。DMD光芯的微镜尺寸不断缩小、像素密度不断提升,需要进一步克服微镜像素之间的串扰等画质干扰,这就导致越是尺寸小的微镜,就越需要更大的偏转角度。例如,主流DMD微镜偏转角度从12度到17度不等。更大的偏转增加了微镜背后微机电驱动结构的制造难度。

    第三是,更小的光阀同等亮度下,意味着单位面积承受的热辐射更高——实际上,实现更高亮度,TI更推荐采用更大尺寸的光阀。进而保障DMD的工作状态处于理想的温度环境之中。这是可靠性和寿命的保障。当然,这一点可以通过散热技术提升来加以优化。不过,目前0.47光阀也足以支撑5000+的亮度指标;而从实践角度看,万流明0.47英寸设计也是可行的:即热辐射承受力不是DMD目前新品开发的主要瓶颈。

    通过以上三点反推,可以得到的结论是,更大的光阀尺寸是DLP投影机亮度更高、分辨率更高、画质更好、制造难度相对降低,以及整机热设计与噪音控制更容易的“最简单”手段。——因此,如果市场需要更高画质的投影产品,或者需要更高亮度的产品,大尺寸光阀就成了必然选择。

    适应市场变化,TI积极拥抱高画质时代

    投影机市场在今天的发展,主要的挑战是什么?答案是包括大尺寸液晶和小间距LED的竞品之争;以及以超高清和HDR为代表的高质量内容对显示性能的更高要求。

    即,更大的DMD对应的不是向2015年之前那样“追求更高亮度”——0.47光阀,理论上优化到8000-10000流明的输出亮度是可行的——而是在微投和微型光阀之后,迫切需要迎接画质“挑战”时代。

德仪新光阀:DLP持续向大的升级

    例如,MicroLED显示、OLED显示、大尺寸液晶显示进入工程市场;98/100英寸的4K液晶电视,目前售价可能只有15000元左右,甚至更低。这对于商教投影市场是巨大的挑战。投影机在画面明亮、清晰、高对比度、高色彩饱和度、明亮条件下显示效果等方面,往往有所不足。再例如,在文娱市场2023年一个显著趋势是LED光影产品在夜游经济、舞台场景、博物场景中的应用占比增加,挤占了部分工程投影的既有市场。

    从超高清和HDR等内容技术角度看,目前DMD还没有适合大规模普及的8K方案、4K方案上在120HZ高刷等领域产品供给力度也并不充足、且传统0.47等小尺寸光阀的抖动4K效果与液晶、OLED或者LED大屏比较也有显著的清晰度差异。

    对此,DLP投影产品目前成熟的竞争升级方案是什么呢?业内人士表示,大致有两个方向:

    第一是,将0.8/0.78英寸等尺寸的光阀产品推向普及市场,用大底的画质提升入门和中等亮度的工程投影,以及高端家用投影产品画质表现。这种变化,符合消费者对高画质的需求,也为行业提供一个更新换代的窗口。通过大底光阀策略,也有利于巩固DLP面对LCD或者3LCOS等竞品技术的市场优势。

    第二是,推动更高性能产品的价格下降。和液晶、LED大屏的竞争之中,投影显示的主要优势有两个。一方面,投影显示产品部署灵活、光影效果设计灵活;另一个方面,单位画面的实现,投入成本更低。实际上,廉价大屏方案,可普及的大屏方案一直是投影的最大的特色。如家用产品中,激光电视不畏惧运输、上楼和安装难题,更适配家居观看距离,成本也低于百英寸液晶电视。

德仪新光阀:DLP持续向大的升级

    当然,低价格不能是“低品质”的代名词,投影的经济性必须与大屏画质的可欣赏性结合,才有市场竞争意义。

    此外,在高端应用上,大尺寸大底光阀也是投影大屏进一步发挥大画面优势,率先向8K画质普及发起进攻的基础。——从DMD目前5.4微米的微镜尺寸看,即便采用双倍抖动技术,8K画质也需要0.94英寸以上的光阀尺寸才能实现。

    “如果说2020年之前的10年,是微投产品推动了投影应用的向‘家’普及;那么进入后疫情时代以来,投影行业在更强大的竞品之争中和消费者更高的画质需求下,向大底光阀迈进就成了必然选项”。业内人士指出,这是需求升级、行业高质量发展的唯一方向。

    技术工艺更成熟,大底不意味着高成本

    大尺寸的DMD光阀会是一个高成本因素吗?从目前的产品售价看,4K产品DLP781TE,TI报价为348美元;而4K产品DLP470TE报价为210美元。似乎大底就意味着高成本。

    对此,更科学的分析是:从技术工艺难度看,小尺寸光阀才是“顶尖”的。其微机电结构更为精细、器件密度更高、线宽更窄、微镜倾斜角度需求也更大。如果工艺能力存在缺陷概率,加工精度影响了成品率,那么小尺寸光阀的成品率也会较低。小尺寸唯一的好处是“单晶硅”材料消耗更少,一块晶圆可以制作更多的DMD——即单位时间和流水线上的产能理论上更大。

德仪新光阀:DLP持续向大的升级

    因此,小尺寸光阀和大尺寸光阀的价格变化,主要由1.工艺难度导致的成本变化,2.规模量产能力与单晶硅等材料消耗变化等两个因素共同决定。——但是,微型DMD光阀经过十余年的市场验证和大规模量产,5.4微米以上的微镜结构和17度以下的倾斜结构都已经是高度成熟的技术。制造工艺和成品率方面的成本敏感度已经大幅下降。

    同时,大底光阀毕竟实际显示性能更强大,往往成为更高端的产品。其销售溢价也会比微投光阀高。结合大尺寸光阀晶圆产线利用率低、材料消耗大的特点,其售价更高也就可以理解。

    不过与0.47英寸光阀报价普遍一两百美元不同,德仪最新型号的DLP651LE(6000流明亮度1280*800分辨率)报价只有60美元(1800流明亮度2K分辨率DLP4710报价亦有130美元)。DLP651LE也是DLP光阀中目前最便宜的产品之一。再例如,同样是0.8/0.78英寸产品线,DLP800RE(1920*1200分辨率)报价210美元,与4K(抖动4K的物理像素依然是2K)最新产品DLP781TE的348美元比较差异也比较大……这些信息似乎表明,单晶硅材料,即尺寸面积的变化,对报价和成本影响有限。

    对此,业内人士表示,DMD的报价更多与“市场定位有关”,而不是产品固有成本变化。例如十余年前720P/1080p等高清DMD产品也曾价格不菲。十年、二十年周期看,DMD产品的价格是持续大幅度下降的。

    综上所述,2023-2024年DLP投影阵营的技术趋势进一步明确。以德仪光阀新品为风向标,进一步拥抱高质量画质和大底普及时代会是一个显著趋势。在大底光阀上,TI会不会打造出一个类似于微投上的0.33/0.47等年度百万台需求的爆款产品,值得期待。

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