盘点中国LED六大首创技术,谁才是LED行业真正的“头号玩家”? 最新资讯

晶能光电率先攻克GaN-on-Si技术难点,生长时在衬底上加入应力缓冲层,在降温过程中GaN薄膜处于压应力状态,无裂纹。同时对氮化镓生长技术进行了创新,解决了世界性难题,得到了高质量的氮化镓薄膜。技术可应用于Micro LED、GaN-CMOS集成等多个领域。


【资料图】

晶能光电于2021年9月成功制备了RGB硅衬底Micro LED阵列,在InGaN红光LED外延方面取得了峰值EQE11.8%@1mm2的成果,处于行业领先水平。目前,晶能光电可向国内外客户提供标准厚度8英寸RGB InGaN LED外延片。2023年年初,晶能光电开发出5 微米pitch的像素矩阵,年底将发布带驱动的RGB三色阵列。

对Mini RGB直显应用,晶能光电推出了垂直结构的硅衬底GaN基蓝光和绿光芯片,芯片高度与红光芯片保持一致,且都是单面出光,产品在显示对比度、发光角度方面有优异表现。目前已应用于P1.25超大Mini RGB直显曲面大屏和交互式车用Mini RGB直显屏。此外,晶能光电非常重视硅衬底LED技术在ADB矩阵大灯产品线上的拓展,目前该方案处于开发阶段。

在制作红光Mini芯片时首先需要转移衬底,将生长好的晶圆片外延转移到透明的衬底材料上。兆驰半导体通过把握红光Mini芯片关键键合技术,开发出了自己独有的Mini芯片技术,打破了行业垄断以及与蓝绿Mini芯片捆绑出货的状况,传统垂直正极性(AS芯片)、垂直反极性(RS芯片)、户内高端显示倒装芯片(TS芯片)已全面实现量产。

此外,兆驰半导体还通过整合蓝宝石衬底加工技术,纳米图形化衬底制作技术,氮化镓和砷化镓高质量化合物半导体材料生长技术,高光效红绿蓝三基色LED芯片结构设计,LED半导体芯片制造技术等上游核心全产业链技术,快速进行技术迭代。

新益昌加强研发投入,推出Mini LED固晶机设备,设置自动混打功能,省去预排片,提高生产效率,固晶良率达99.999%。

新益昌的Mini LED固晶机设备可全程自动化生产,采用流水线串联6工位固晶机,整线实现自动式上下料。再加上强大的软件运行平台,设备高度智能化,操作简单。

在芯片部分,由于裸晶,MIP,灯珠等发光体多元化,新益昌Mini LED固晶机的工程管控可细致到每颗芯片,稳定度非常高。在基板部分,针对PCB,FPC,Glass等材料多元化,可提升精度。在驱动部分,低功耗材料研发,AM/PM方式功能优化。

在产能方面,通过巨量转移可解决良率、材料、成本受限等问题;对异物、原材等进行良率管控;对印刷、固晶、回流等整体工艺管控。在色彩显示方面,可以实现精准转移,混Bin固晶,多角度转移等;在缺陷管理方面,可以完成固后检测,MES系统对接等。

雷曼光电于2018年在业内率先推出并量产了基于COB集成封装技术的MicroLED超高清显示产品,成为COB技术路线的引领者之一。

在COB显示效果方面上,雷曼光电采用传统的PCB表面处理技术,单元板和箱体表面处理技术,在显示一致性上有一定的提升。同时,采用显示屏校正系统,全灰阶校正技术,提升灰阶表现精度。在全灰阶校正前后的对比效果,会发现校正后的显示屏画面相较于校正前,麻点、色块、偏色的问题均得到了显著改善,均匀性和画面细腻度大幅提升。

截至目前,雷曼光电在COB领域已积累近百项相关专利,成为全球完整具备COB正装、倒装、像素引擎等多技术工艺路线产品量产能力的少数企业之一。凭借COB技术优势,雷曼光电顺利成为中国航天事业LED行业唯一的战略合作伙伴,并获得第一批深圳市制造业单项冠军产品称号。

作为Mini/Micro LED封装方案之一,MiP技术简约的生产流程,对基板精度、巨量转移较低的要求,对现有生产设备良好兼容性等特点,都让其在LED行业关注度快速上升,未来MiP技术或是Mini/Micro LED大规模量产应用的关键路径。

芯片厂中,三安光电是国内率先布局MiP技术的厂商,早在2020年就向产业界展示了其MIP技术,2021年光博会期间,三安光电推出了基于MIP 0404封装灯珠的P0.83 Micro LED显示屏,采用其自主研发的巨量转移技术,提供180°可视角及超高对比度。

国内封装厂中,国星光电开发出新型封装架构的MIP器件,验证了Micro技术在大于100寸超高清显示领域产业化的可行性。新型MIP封装器件方案基于扇出封装技术思路,国星光电通过自主开发的巨量转移方法,采用黑化基板与高光提取封装路线构筑全新MIP器件,大幅提高器件光电性能,通过将引脚电极放大,使其匹配当前机台设备,具有成本低、高亮度、低功耗、兼容性强、可混BIN提高显示一致性等优点。

晶台股份则在今年推出了最新MiP封装产品,包括:MC1010、MC0606、MC0404。MiP产品采用了更先进针刺+激光焊技术,半导体载板级基板,芯片转移精度高,产品显示更为均匀,大角度无麻点;可任意排列组合成模组,适应多种点间距的选用P0.5- 1.25的点间距选用,通用性强,而且工艺难度低、生产效率高,使用现有SMT设备即可生产。不只是这些技术优势,晶台MiP产品还具备成本优势,采用Micro LED芯片,相比传统COB所用的大尺寸芯片,芯片材料成本大幅降低;二是采用圆片生产,省略了传统芯片测试所需的分选和混BIN步骤,缩短测试流程,降低芯片总成本。

中麒光电拥有Mini & Micro LED生产的底层核心技术并实现产业链的垂直整合,具备多条自主研发国际领先的巨量转移生产线,并已实现全线自动化、无人工接触,转移良率达到99.999%;配套在线点测技术,出厂良率达100%,芯片转移效率、良率及产能均实现大幅提升。

外延和芯片技术创新方面,鼎镓半导体在普通蓝宝石衬底的基础上,创造性引入全新半导体材料与AlGaN材料结合的方式,通过超晶格结构使用两类半导体化合物材料优势互补,实现6英寸高功率深紫外LED外延片生产工艺的突破。

华灿光电利用氨气脉冲生长技术、获得高质量无裂纹的AlN层,通过掺杂调控各层禁带宽度、极化强度,系统性解决外延发光失效异常问题,并实现优秀超驱特性,帮助提升芯片在大电流的光效和可靠性。

此外,深紫科技研发团队通过外延底层优化及核心层结构设计、芯片新型p型透明电极及特殊反射电极设计,成功研制出单颗光输出功率140mW以上的大功率芯片。

关于衬底,中博芯成功制备出蓝宝石衬底上低缺陷密度AlN模板,XRD摇摆曲线半高宽(002)面≤150arcsec,(102)面≤250arcsec,膜厚≥2μm,面内均匀性≤1.5%,裂纹≤1mm,为提升AlGaN基UV LED电光转换效率创造条件。

华引芯在2022年8月宣布近期,华引芯新款全无机UVC LED高光效产品再获突破,WPE提升至6%,有效寿命L70>30000h,并已实现量产,可快速供货,为推动UVC LED行业大规模商用添砖加瓦。

Silanna UV于2022年9月宣布在UVC-LED 技术方面取得突破,其突破性专利在于短周期超晶格 (SPSL)方法克服了困扰竞争性 AlGaN UVC-LED 技术的许多困难。从本质上讲,Silanna UV 有效地创造了一种新材料,一种纳米结构,它更容易控制,并且具有远优于传统 AlGaN 的特性。

2023年4月,光圣半导体则宣布联合华南师范大学王幸福研究员团队,开发出应用于大功率深紫外LED全无机封装的高反射率复合反射膜(下面简称高反膜)。光圣半导体基于上述高反膜开发了“全无机激光封装焊接技术、光窗增透膜工艺”,结合PW最新研发大功率48mil芯片(芯片性能提升30%),开发了新一代天狼星系列产品,成功实现单颗天狼星辐射通量超过1500mW,芯片辐射通量提升与高反膜协同作用全无机封装,使得封装后光辐射通量提升接近40%。

在芯片部分,由于裸晶,MIP,灯珠等发光体多元化,新益昌Mini LED固晶机的工程管控可细致到每颗芯片,稳定度非常高。在基板部分,针对PCB,FPC,Glass等材料多元化,可提升精度。在驱动部分,低功耗材料研发,AM/PM方式功能优化。在产能方面,通过巨量转移可解决良率、材料、成本受限等问题;对异物、原材等进行良率管控;对印刷、固晶、回流等整体工艺管控。在色彩显示方面,可以实现精准转移,混Bin固晶,多角度转移等;在缺陷管理方面,可以完成固后检测,MES系统对接等。

纸短技术多,LED产业链中上游技术未能一一言尽。据悉,为表彰这些在LED行业首度创新和自主创新方面做出突出贡献的企业,行业特别设立了年度奖项“中国LED首创奖”。

第十届中国LED首创奖设“中国LED首创奖金奖”,对过去一年LED产业链具有自主首创性、示范性的芯片、封装、照明和显示屏产品及相关配套等企业进行评选,分别授予金奖、优秀奖。同时发布2022年度“中国LED行业营收50强”、“中国LED行业知识产权50强”榜单。

目前,第十届中国LED首创奖申报平台已启动,欢迎各企业单位积极申报和推选。颁奖典礼将于2023年6月9日在第十届中国首创大会答谢晚宴上举行。

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