一直以來，Micro LED備受期待，但其量產未有明確時間表。
不過，最近有消息稱，未來一兩年，蘋果或要突破Micro LED技術難題。據彭博社名記Mark Gurman消息，蘋果最早將在2024年底在Apple Watch Ultra上推出首款Micro LED屏幕。
歐司朗也在最近的2022年第四季度財報電話會議上透露，歐司朗會在2025年報告Micro LED技術的相關收入，且稱其在Micro LED技術方面處于領先地位。據悉，蘋果商用MicroLED屏幕的供應商就是歐司朗。
而行業分析機構Omdia也透露，在Apple Watch Ultra2系列中，一款配備Micro LED顯示面板的Apple Watch將于2024年推出，其特點如下：2.13英寸、325PPI、RGB Micro LED、倒裝芯片、像素間距80µm、超過900000個Micro LED芯片、堆疊混合Micro LED像素結構、LTPO背板和靜電轉移工藝。
值得關注的是，1月20日，根據美國商標和專利局（USPTO）公示的專利清單，蘋果獲得了一項非常有技術含量的Micro LED屏幕專利，涉及如何高效量產Micro LED屏幕。盡管蘋果的這項專利專注于技術實現，距離真正的商業化投產應該還有一段距離，但無疑將加快Micro LED這一技術量產化進程。
Micro LED商用，難在哪里？
從技術本身來看，MicroLED是目前最好的顯示技術，沒有之一。
由于Micro LED芯片尺寸小、集成度高和自發光等特點,在顯示方面與LCD、OLED相比在亮度、分辨率、對比度、能耗、使用壽命、響應速度和熱穩定性等方面具有更大的優勢,可以說是幾乎所有的關鍵指標上全方位領先。從應用場景來看，MicroLED可應用于從平板顯示擴展到AR/VR/MR、空間顯示、柔性透明顯示、可穿戴/可植入光電器件、光通信/光互聯、醫療探測、智能車燈等諸多領域。特別是當下火熱的元宇宙概念，Micro LED也是其顯示硬件最佳的選擇。
不過，盡管MicroLED技術具有無可比擬的優勢，但其量產仍然面臨諸多技術挑戰，如芯片制造、巨量轉移、檢測修復等。這也是目前MicroLED出貨量低、售價高昂的根本原因。以MicroLED最大的技術難題巨量轉移為例，要制造少于5個像素壞點的全彩1920*1080顯示屏，良率必須達到99.9999%！
不過，根據蘋果最近的公開的專利，其描述了發光結構和形成發光結構的諸多方法。這些技術實施案例預計將對量產Micro LED屏幕帶來諸多好處。
在一個實施案例中，形成發光結構的方法包括在一個或多個對應的臨時基板上形成一個或多個LED試片（coupons），再將它們轉移到載體基板上形成LED臺面結構（mesa structures），并將LED臺面結構轉移到顯示基板上。
在一些實施案例中，還可以在轉移到顯示基板之前在LED臺面結構周圍形成阱結構（well structures）。另外，混合接合可用于接合到顯示基板。根據實施例的處理序列可用于形成單色和全色顯示器。
圖1 蘋果Micro LED專利
在另一個實施案例中，發光結構包括接合到諸如互補金屬氧化物半導體（CMOS）襯底的LED電極焊盤。LED電極焊盤可以接觸基于無機半導體的p-n二極管和結合到電極焊盤的金屬底部觸點。
對于蘋果Micro LED技術量產，韓國媒體援引專家的話稱，“針對蘋果自研屏幕，無需過度擔心，因為Micro LED屏成本太高了，短時間內根本沒可能量產。”
蘋果Micro LED供應鏈預估
根據Omdia的公開信息，蘋果于2014年推出了Apple Watch，明年就是其問世的10周年。Apple Watch 已制定計劃準備打入最高端的運動和專業戶外手表市場。在此背景下，蘋果正在研發一款名為Apple Watch Ultra 2的全新高端款，它將具有超高亮度和高對比度的Micro LED顯示面板，還配備堅固耐用、防水防塵、抗震等性能。
Omdia估計，Apple Watch Micro LED顯示面板將具有以下特點：
1、2.13英寸
2、分辨率為540x440，這意味著Micro LED芯片數量將為540x440x3（RGB子像素）x1.2（用于冗余 RGB 芯片）=90萬個芯片
3、Micro LED芯片尺寸為10µm；Micro LED顯示面板像素間距為80µm
4、倒裝Micro LED芯片和光電探測LED
5、堆疊混合 Micro LED像素及子像素結構，如圖2所示
6、LTPO TFT背板
7、靜電質量轉移（從LED外延晶圓到LTPO背板）
圖2 蘋果創新的 Micro LED 顯示面板結構與傳統 OLED 對比
來源：Omdia
同時，Omdia對Apple Watch Micro LED供應鏈的預估：
1、主要的Micro LED設備（如轉移和關鍵光學測試和修復機器）將由Apple 授權
2、LTPO TFT背板將采用樂金顯示制造的玻璃基板，樂金顯示將從其AP3-E5 Gen6 TFT和柔性OLED產線分配背板產能。每月可安排約5000-10000個Gen 6 基板的產能用于生產Micro LED顯示面板。每個Gen 6基板都可以鑲嵌1000多塊2.x英寸顯示面板
3、Ams OSRAM 是用來生產芯片的Micro LED外延片的供應商
4、LuxVue和蘋果臺灣研發中心負責Micro LED芯片分割和靜電質量轉移
5、蘋果還在研發基于巨量轉移和CMOS晶圓的另一種Micro LED顯示面板，這涉及與臺積電的合作
6、由臺灣工研院完成微組裝
7、最終的Micro LED顯示面板模塊組裝將由韓國樂金顯示完成
8、最后的Apple Watch 組裝將在富士康和立訊精密的越南工廠完成。
蘋果產品生態圈的Micro LED“試驗田”
考慮到Micro LED芯片的使用數量（超過90萬個LED芯片）和LTPO背板的復雜工藝，Micro LED顯示面板的成本肯定會高于目前的柔性OLED。然而，用于Apple Watch的Micro LED顯示面板的優點將是高亮度、戶外可讀性、堅固耐用可供專業戶外使用，以及超薄顯示屏外形可為電池提供更大的空間。
Omdia估計，Apple Watch屏幕尺寸為2.13/2.2英寸、分辨率為556x452的 Micro LED將在2024年量產，價格為115美元，還將添加觸摸和蓋板玻璃，額外成本為10美元。與2.0英寸柔性OLED的平均價格（38-40美元）相比，Micro LED顯示面板的成本將是其三倍（見圖3）。主要成本要素不僅是Micro LED芯片，還有LTPO背板、巨量轉移、調制、驅動IC、測試和維修，以及最終組裝。
圖3：OLED與Micro LED成本比較
來源：Omdia
Micro LED顯示面板的高成本將使Apple Watch Ultra系列的價格超過1200 美元——就像目前的Apple Watch Hermès一樣。Apple Watch Hermès在奢侈品細分市場的標價為1759美元，而Apple Watch 8系列的標價為399美元。
Omdia也表示，一直以來，蘋果每年都會采購4000-5000萬片柔性 OLED。Apple Watch在終端市場繼續受到用戶的青睞，因此，柔性OLED智能手表顯示屏出貨量持續攀升。Omdia預計，每個系列都有不同的采購量，目前情況如下：
1、Apple Watch SE系列（1.6英寸和1.8英寸）：每年1800萬至2000萬片。蘋果計劃逐漸減少對這一細分市場的關注，而轉向更大的尺寸
2、Apple Watch 7系列（1.7英寸和1.9英寸）：每年2500萬至2600萬片。蘋果計劃將該細分市場擴大到每年超過5000萬片，包括更大尺寸的SE系列
3、Apple Watch Ultra系列（2.0英寸）：現在每年300萬到400萬片。蘋果計劃通過采用新的MicroLED顯示面板以及更大尺寸的X系列來擴大這一細分市場。
Omdia預計Apple Watch的Micro LED顯示面板采購片數在最初兩年（2024-25 年）將達到每年300-400萬片（見圖4），并在遠期（2028-2029年）增長到每年1000萬片。Omdia分析，蘋果正在設立三條Micro LED顯示面板模塊產線；第一條產線將于2023年準備就緒。這些產線將根據Micro LED和顯示面板的工藝進行細分。這也是為什么在樂金顯示的工廠設立產線，而蘋果將自己負責Micro LED工藝的原因之一。
圖4：蘋果智能手表顯示面板預測（百萬片）
有一個值得面板廠商關注的問題是，蘋果擁有強大產品生態圈，從小屏Apple Watch到不同尺寸iPhone再到iPad、MacBook iMac，以及Apple TV，每一款產品都是年銷量百萬級、千萬級，甚至還有上億級的iPhone。
這也代表蘋果憑借豐富的產品線具備實現快速的技術變現能力，即使從智能手表產品開始，也有很大的技術變現能力。如果蘋果利用Micro LED技術不斷擴大其產品生態圈的應用，特別是技術成熟之后在iPhone上應用，勢必將在顯示產業界引起巨大震動效果。
蘋果入局Micro LED對產業鏈影響
不得不說，蘋果每一次技術革新與應用，都有很強的技術示范效應，對資本和供應鏈也具有很強大的號召力。實際上，除了蘋果之外，華為、三星、谷歌、索尼、LG、TCL、京東方、三安光電、利亞德等國內外廠商近年來均布局了Micro LED。
2020年，meta與蘋果有意收購的Micro LED顯示廠商Plessey達成合作，共同開發Micro LED技術。2022年1月，Snap收購了美國Micro LED/LCOS解決方案供應商Compound Photonics。2022年5月，谷歌收購了初創企業Raxium，其為開發VR、AR設備用Micro LED顯示技術的企業。預計谷歌將正式進入基于Micro LED的VR/AR設備市場。據悉，三星顯示器公司也在研發VR、AR設備用Micro LED。
2023年1月，有業內人士透露，三星顯示也啟動了一項智能手表用Micro LED開發項目，由微顯團隊負責。值得注意的是，三星顯示已經為實際商業化設定了一個目標，而不是研發階段確保技術安全。盡管三星此前也推出了Micro LED電視The Wall系列，但該系列產品高達上百萬元，仍非商業化應用。此次三星顯示將Micro LED作為下一代產品，并將智能手表作為首個應用，似乎也預示著其三星顯示也已找到了相對較好的解決方案，特別是針對Micro LED生產成本與制造難題。
目前，中國顯示行業企業也在持續優化Micro LED技術并降低生產成本。TCL華星早在2020年就與近年國內LED芯片出貨量第一的三安光電合資成立芯穎顯示科技，發力Micro LED技術。利亞德跟晶元光電合資成立的Micro LED生產基地也已于2020年正式投入量產。
2022年11月，京東方以不超過21億元認購華燦光電定向增發的A股股份，成為其第一大股東，將加大Micro LED晶圓制造和封裝測試的投入。在“最關鍵環節”巨量轉移技術上，利亞德、深康佳也實現了突破，轉移良率均已提升達99.9%。近日，蘋果供應商友達透露，已開始向新技術、新產品開發，其中便包括Micro LED，且預計2023年下半年將量產配備Micro LED的穿戴式設備，尺寸約2點多英寸。
2023年，相關產線也有望進一步增加。維信諾此前宣布，打造的Micro LED生產線也將在成都實現量產；深天馬也表示將建設一條從巨量轉移到顯示模組的全制程Micro LED試驗線。
另外，Micro LED材料、零部件、設備生態系統也得到進一步鞏固，顯示器面板、LED芯片、量產的企業設備、驅動芯片等多個環節也形成了很好的協同合作。比如，富采和Play Nitride決定合作構建6英寸Micro LED生產線。這都將為Micro LED技術量產提供了很好的產業鏈創新與配套基礎。
從應用端來看，我們也可以預期，隨著元宇宙概念不斷落地，VR/AR設備以及各種可穿戴設備市場需求將快速上升，都將推升Micro LED需求，比如智能眼鏡。相對于傳統LCD、OLED，甚至硅基OLED，Micro LED具有超高PPI、快速響應、超高亮度等優越的特性，使“Micro LED+光波導方案”成為智能眼鏡應用的最佳選擇。同時，未來幾年，智能手機、車用顯示器和透明顯示器市場上，預計也會出現Micro LED相關應用。
對于蘋果而言，布局近10年的MicroLED技術，有必要在合適的時機讓其“開花結果”，而在2024年正式上市的Apple Watch Ultra上配置MicroLED屏幕，則是其產品生態布局的開始，未來必將進一步應用到iPhone、iPad和其他設備上。如今，MicroLED技術應用時代的帷幕已經拉開。
來源：Omdia、顯示與觸控網
