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北方华创科技集团股份有限公司LED行业发展部总经理王显刚

北方华创科技集团股份有限公司LED行业发展部总经理王显刚:【基于Mimi/Micro LED新兴应用的装备进展】

北方华创科技集团股份有限公司LED行业发展部总经理王显刚

我的报告主题分三部分:

一、回顾LED发展状态。

二、随着Mimi、Micro LED随着发展技术也有一定的提高,分享一下应用。

三、汇报一下产品解决方案。

LED行业经过国家多年的扶持和发展,其实现在已经有长足的进步,LED产能尤其是芯片这一部分在国际占有比例比较高的,我们可以回顾一下从2006年到2009年,蔓延芯片从一亿到二十亿,分装端达到二百亿,应用端也达到4600亿,所以我们看起来外延芯片以基础带动了行业的发展,分装端基本上就是外延芯片5倍左右,应用端是芯片端的30倍左右的产能规模。

随着LED的发展进入了新的市场空间,大概在2019年的时间,我们的芯片产值大概200亿人民币左右,这个产值在大陆对应的芯片产能300万到350万四寸晶圆,这个晶圆的量占到了全球80%的份额左右,这个比例非常高了。

回顾到LED的应用市场,可以看到右边两副图,以前国家大力发展和推进的时候主要是传统照明,我们也按照以前的比例可以看到70%是传统照明,两成是应用于显示,一成应用于背光。

随着现在新的Mimi/Micro LED显示市场的来临,背光和显示三成部分随着市场的发展比例逐渐拉大。我们以前看到应用的比例蓝光可能占到七成红光占到三成不到,随着后续的发展我们新兴显示红绿蓝,所以红光蓝光这样的比例也会提升。

随着我们显示空间的打开,在显示这部分随着高动态率、轻薄化、高对比度,其实在Mimi和 Micro LED打开了新的市场空间,可以看到传统的电视里面如果用背光的话,以前最早应用48颗,后来到24颗,随着LED十几颗就能够满足了,但是随着现在的高动态率和高对比度我们发展了MiniLED,我们都知道最近无论是TCL、三星各个终端销售品牌都发布了产品,Mini的颗粒都用到一万到两万颗,对LED芯片的颗粒数大大提升。

随着更高显示和画面高清的要求,Micro LED也会带来新的应用市场空间,但是可能小于50颗,也是高峰论坛专家讨论的焦点,将来Micro LED怎么融合了平板、半导体、LED,将来到底发展怎么样的路线其实现在也是讨论的焦点话题。

Mini/Micro LED的优势在哪儿?可以看一下LCD和OLED的对比,我重点分享四点,第一点就是亮点,Mini/Micro LED亮度达到1000以上,甚至Micro LED达到1500完全没有问题,但是LCD和OLED亮度差一点。第二点就是能耗LED是新能源也算是新能源的一种清洁能源,但是LCD和OLED发光效率赶不上Mimi/Micro LED,如果从百分之二十几提升到Micro LED三四十的比例其实还是蛮可观的,对于节省能源的角度来说。

再有一点就是响应时间,LCD是毫秒,OLED是微妙,Mini和Micro LED达到纳秒级别,我不知道大家有没有去过商场,大家都体验到AR和VR,我测试过几次我自己都非常头晕,其实很大的一个反映问题就是延迟时间,响应时间太长了,如果将来用Micro LED打开时间就会解决掉。

最后也是一个成本,成本毋庸置疑相当Micro LED确实比较高的,也是需要产业链共同努力去把成本降下来,但是Mini LED背光领域已经有规模出货,对行业来说也是可喜的消息。

对于应用的场景来讲,还是想跟大家分享几点,Mini的背光电视以三星为首的背光电视品牌加上国内的创维、TCL、康佳都发布了电视,所以我觉得高端市场总是有一定的比例和消费者需求,今年Mini LED背光这个电视应该也会有大规模的增长,对于Micro LED现在成熟应用没有那么多,Micro LED极大的发展再往极小的屏幕发展,我们能看到三星和索尼的电视都发布,由于Micro LED可以实现无限大的屏,想做得多大就可以做大,是LCD和OLED不具备的。

对于越小的VR和AR还有手表其实这些是欧美厂商比较关注的,反而是中国大陆的专利相对比较少,比如说谷歌、Facebook还有微软都在重点布局AR和VR,因为AR和VR 的Micro LED不是现在提起来的是多年以前有人提出来的概念,当年已经有人火了一把,现在已经是第二次的成长曲线已经接近市场和接近消费者的应用。

对于Mini/Micro LED最终还是要回归市场,举几个例子,Mini/Micro LED如果是背光,下面是移动的终端的背光再有就是显示的部分,如果这三部分Mini LED渗透率如果达到20%,这个规模就还需要现在中国大陆LED的产能翻一倍,4月21号苹果发布了ipad Pro,一年销售量5320万台,如果以50%的渗透率计算需要Mini LED的产能每个月需要消耗20万4寸,大陆LED的渗透率5%,其实这款产品50%渗透率已经带动了Mini LED的发展空间。中国大陆LED发展到今天2000年到现在两百多亿的产值,带动效应还是非常明显的。

第二点就是Micro LED的市场,如果说Micro LED达到10%的话,相当于现在大陆LED整个行业扩充两倍,再需要两个,现在中国大陆折合两个芯片是1500万片左右,就是不到四百万片4寸的规模,再需要两个整个行业再需要翻两倍。这是产值的角度,如果达到2025年都能看到都有相应的几十个亿的发展。

第二部分想跟各位同仁汇报一下,随着MiniLED技术的发展,对装备也带来了更高的要求,今天论坛的主旨就是各家的装备在产业链的发展跟大家分享一下,其实对装备的要求是越来越高的,对于Mini、Micro LED的发展难点,外延芯片一致性是各家分装厂都要求的,包括屏厂一致性一定做得好,再有就是像素驱动技术,驱动芯片或者匹配相关的设备其实现在是非常缺的。

芯片如果以单颗芯片移到平板是非常难的一个点,还有效率再就是全彩,还有检测,外延芯片无非就是一致性,其实北方华创主要是专注于前端芯片的设备,产业链还是聚焦在巨量转移和坏点检测,大家都把精力放在这里,以前转移的时候可能一个电视转几十颗都了,但是现在一个4K的屏幕我要上千万颗的LED芯片,这个转移数量远远超乎现在的想象,这是现在急需解决的问题。

对于Mini、Micro LED的技术有几个关键点,对于Mini来讲,现有的装备做MiniLED没有问题,但是到Micro LED采用硅的技术路线还是蓝宝石的还是采用尺寸多大的怎么做转移,是整片还是什么方式都是争论的焦点,所以这块也有一个鸿沟。

不管怎样,我们传统的LED芯片7.5毫米就够了,但是Mini LED随着一致性的提升客户都提到3%,如果到Micro LED很有可能区别1毫米的时候达到1%的水平,随着技术的发展要求是逐步的提高,如果说区别1毫米达到1%是非常不容易的。

北方华创对这个来讲我们有几方面的考量应用新的要求,比如说从下侧抽气的方式我们可以把优秀的气流绝缘性和容纳性利用起来,这样有利于我们的提升。第二点就是对分布和密度有很好的调整。第三点就是外部磁场影响减少最少控制内部的电磁场。另一方面,我们可以看到Model1 、Model2和Model3都有不同速率下,都可以做到1%以内,这是非常不错的结果。

在ICE和半导体界发展,做装备的大家都知道,传统的芯片LED行业芯片做出来可能是没有要求那么高,颗粒精细度也没有要求得那么高,我们现在会把ICD的技术和水平引进到LED的制程里面,比如说以前采用的多片的,但是现在可能采用单片的方式去做Micro LED,后续是Open的后来用close的方式,都是ICD现在正在用的。

我们北方华创是ICE起家的,把ICD技术放到LED的解决方案里面来,比如说以刻蚀解决方案为例,采用全路径的真空,再有就是多片采用单片也是刚才所讲到的Open变成Fup应用方式,针对PCED也会把以前手动开盖变成自动化,采用全路径的真空传输。

对于PVD我们以前采用这种方式把G盘放上去才有其他的方式放到里面去,从对比分析来看以前采用这种方式一百颗,后续采用这种方式可能只有十颗。

第三方面的良率可能不同的良率会对应不同的坏灯数,不想如果我们做一个屏幕,消费者不希望我的屏幕有任何一个坏点是非常大的挑战,如果坏点数是一,可能要求我的良率是5N的状态,怎么能得出5N的状态还有其他的环节,如果所有的良率环节加起来做到5N非常难,所以开玩笑讲电路发展到现在从100纳米到28纳米7、5、3、2纳米无非是把A层做好之后再做导电层,只要镀进去就好了,但是对于LED来讲如果应用到显屏上的芯片把几千万颗一致性,其实我个人多年感受来讲不亚于28纳米的制程更加的简单。其实还要难。

最后跟各位汇报一下北方华创在Mini和Micro LED的解决方案,其实MiniLED我们都有成熟的应用,比如我们的刻蚀机、PECVD这几款设备我们现在在中国大陆的市场占有率达到了95%以上,基本都是首选北方华创的。而且这几台设备也被国际大厂Ipad Pro认证为全球唯一的供应商。

后面我们也在发展新的设备,这个也要看MiniLED后续的制程,这是我们设备的图片,再有一部分就是面对将来的Micro LED需要一两年逐渐的渗透,确实还需要一段时间,我们作为装备企业在座的嘉宾着眼于未来什么时候打开布局下一代的设备,对于装备来讲是长周期重资产需要提前布局和投资的事情,北方华创在这块也有很好的重点布局。

北方华创起家做刻蚀薄膜再就是清洗和炉管一些设备,我们在这几方面包括刻蚀机、PECVD和化合物的部分,还有LED的部分都有相应的布局,这些设备都在IC里面有成熟的应用。

最后一方面我们也讲到Micro LED发展超大屏,但是对于AR和VR也有另一条道路,是用八寸十二寸,这种是用的IC来做的,无论是刻蚀机都是用IC的路线去做的,我们也希望硅胶和Micro LED将来也是旗鼓相当的,但是以我个人的了解,我是觉得不同的应用场景会应用到不同的技术会共生,不会消亡的状态。

这个是北方华创的图片,是IC起家,现在涵盖的领域有IC、分装、平板、新能源光伏这两年非常火,最后一部分就是LED,LED也是算是半导体领域国家最成熟的行业,所以现在北方华创布局这些,也是希望各行各业的同仁们,如果制程需要到北方华创的设备给北方华创提出来,我们也愿意跟产业链的上下游和各位同仁和业界的朋友们一起进步,希望能给产业贡献出北方华创的力量,谢谢大家。

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