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    第八届海峡两岸(南京)新型显示产业高峰论坛

      [  中关村在线 原创  ]   作者:Go Go

        中国电子科技集团公司第五十五研究所、微显示事业部主任/南京国兆光电科技有限公司总经理杨建兵:

      我们分析显示产业的发展都是从两个方面进行分析,一个是技术驱动层面,另外一个是人的需求层面。每个产业发展在技术驱动方面对产业的影响更大。

    第八届海峡两岸(南京)新型显示产业高峰论坛
     中国电子科技集团公司第五十五研究所、微显示事业部主任/南京国兆光电科技有限公司总经理杨建兵

      最近二十年的发展过程和移动通信的技术发展是密不可分的。2000年,2G、3G的技术兴起,那时候因为移动通信的速度非常慢,所以那时候的显示形态基本上以桌面的固定形态为主,主要以台式机、笔记本等等。2010年随着4G的成熟,移动通信速度极大提升,推出以智能手机为代表的移动通信产品的出现。从去年开始,国家在大力发展5G技术,5G具备高带宽、低时延,比4G速度提高10倍以上,这样一个高速的传输网络需要什么样的显示产品的出现呢 ?我们认为很大的机会就是AR/VR,它同时具备了便携性、大容量需求,可以满足5G大容量方面的趋势,所以在AR/VR显示方面我们也需要新的显示技术,可能需要单晶硅的驱动背板技术以及相应的显示介质。

      刚才说两个驱动因素,人对需求的满足是不断进化的,经典的就是马斯洛的需求层次,人的需求在一个阶段不能满足的时候很难到达下一个阶段。去年我们实现全民脱贫进入到全新的阶段,解决到生理需求阶段,进入到安全需求阶段。

      对显示的需求最早给我们带来激动的是1938年电视的出现,再大的冲击就是彩色高画质的产品出现,对人的冲击也非常大,1950年左右到现在整个显示产品一直停留在第二阶段,带来性能、分辨率上的优化,但是每一次革新对于人的感官上的刺激没有第一阶段和第二阶段那么大。最近比较火的词就是"内卷",所谓内卷就是花了很大的努力,成效非常小,我们也在思考显示产业是不是也有这样的需求层次曲线?这是我自己写的,不一定对,供大家思考。

      从刚开始的功能需求阶段进入到彩色画质阶段,下一个阶段带给我们更大的感官刺激或者很激动的显示产品会是什么?我们认为会是一个沉浸式的三维立体需求,2018年有头号玩家的虚拟现实电影带给大家不一样的体验。再往下一个阶段有可能就是交互式就是虚实结合起来,这样的东西能够出现可以带来更高的体验感受。最高级的就是自由显示需求,就是随时随地的显示,随时随地的立体融合的需求。

      我们想突破到第三阶段,很多企业一直在努力,Facebook、小米都在努力,但是大家对于AR/VR产品又爱又恨,爱的是这个体验,恨的是这个产品戴起来不舒服,特别期待国内的巨头能做一些贡献,比如华为最近出了一款VR产品,在重量体积上有了很大的改观,我也买了一台,从感官上显示效果还是有一点差距。

      AR产品进阶,目前已经达到新的高度,但是很多人戴完以后不满意显示效果,所以一直在炒苹果AR,至少代表大家一个观点,AR产品我们很想要,但是这么多年没有一家能够做得好,希望行业领头人像苹果、华为这样的带头大哥有一款革命性的产品出来。所以要实现AR/VR达到很好的体验,核心就是显示效果达到要求,我们也和用户进行大量沟通,他们对AR/VR的要求就是轻薄、高画质,对于屏的要求最核心的三点:像素密度至少达到4000ppi以上,亮度足够高,至少5000或者10000以上,还有刷新率大于90Hz。手机大概400ppi,要提高10倍以上,那提高这样的技术是什么?也只有硅基技术,硅基技术不是很新的东西,90年代就有这样的技术出现,最早是LCOS就是在硅基上做液晶,另外一个是DMD以及最近比较火的Micro-LED,把LED直接微型化做在硅的基板上,另外把OLED做在硅的基板上。

      有这么多的硅基显示技术,有哪些技术最适合用在AR/VR上的?我把AR/VR对于显示需求分为这几个方面。首先体积不能大。高温多晶硅LCD、DMD都存在被动发光、体积大的问题,最后只剩下MicroLED和Micro-OLED,苹果一直在布局MicroLED,但是经过5-10年的发展还是存在彩色化还没有解决的问题,所以我们看一下MiniLED各方面比较均衡,也存在一些问题包括亮度和寿命,但是现在来看在亮度和寿命上有很大机会能够解决。

      我们怎么解决亮度和寿命的问题?这是基本的技术路线,从核心驱动的芯片开始到晶圆代工到器件制作,要想实现高亮度和高PPI,有两块核心点一个是芯片设计包括芯片布局要实现高的集成度以及高像素的小型化设计,实现高PPI,实现高亮度和高色域。

      这是我们目前采用的芯片的整个架构,包括像素部分、驱动电路、DAC、视频数据处理、时序控制等。

      像素刚才说4000ppi以上,既要实现像素的驱动能力,也要实现图像处理包括均匀性、刷新率等要求,电路方案都是全新的革命。高速视频接口技术,手机最大的分辨率就是2k1k左右,那目前这个技术支撑是没有的。供应链情况分析,核心有两大块,一是IP算法。高速接口这一块目前没有成熟的能支撑4K的移动通讯的显示接口,另外是图像处理算法,不能像OLED屏一样放很多的存储器芯片,把算法做进去,所以要把所有算法集成在这个芯片里,对算法要求更高,目前了解比较多的是美国的新思。二是待工工艺。工艺节点:0.18um-55nm。晶圆尺寸:8英寸或12英寸。驱动电压大于6v,未来AR/VR如果起来产能非常大,所以呼吁国内代工多关注,及时布局,目前代工工艺没有针对硅基类做相应开发。

      另外一个核心技术是器件。目前业内有三个技术路线在开发,常规的就是白光+CF方案,另外是RGB直接发光,直接把OLED放到上面,这样一个设备对于精度要求非常高,韩国在这方面走得比较前,做了很多工作。只有光刻技术能做得非常小,这样的技术能不能用在OLED上面,发光层直接光刻,涉及的点就是OLED材料方面要大量突破。基于技术成熟度,我后面的技术方面主要围绕白光+CF进行展开。

      首先是阳极制造包括高反射的阳极制造和PDL制作,用的都是成熟的半导体工艺设备,目前国内的一些公司都能满足相应要求,难点就是光刻机,因为我们做VR产品需要尺寸大于1寸,传统的光刻胶的曝光面积达不到1寸,所以未来做VR曝光机的市场希望进一步提升。OLED制造涉及到OLED蒸镀、TFE制作、CF制作和玻璃贴合,这一块设备情况和柔性OLED产业链比较相似,主要涉及到蒸镀机,涉及到低温的薄膜封装等等,因为OLED的像素非常小,对于颗粒度要求非常高,可能1um以上的颗粒就会对显示器造成很大影响,所以对产品颗粒度控制要求非常高。另外是核心材料,CF是主要做在OLED上面,要采用低温工艺,同时线宽要非常细,CF要在2um的级别,所以在低温CF、OC、BM等等主要是以日本公司为主,国内的批产化能力非常低,希望国内公司能够帮助这一块内容。最后是模组制造,国内的设备比较成熟,但是OLED微显示的良率检测,OLED屏在这么小的情况下有那么高的PPI,缺陷检测就是很大的难点,怎么保证自动化的良率,这一块相关设备也比较少,如果不解决产业化还是有很大困难。

      另外AR/VR是一个系统,还要有一个光学系统,有很多的路线方案包括体全息波导、曲面冷静、阵列波导等。体积是第一位的,性能再好,体积很大就不能用,具体哪个路线牲畜也没有答案。

      介绍了相关技术和产业链,也给各位领导汇报一下五十五所在这方面的工作。

      我们专门成立了南京国兆光电科技有限公司,目前掌握完整的硅基OLED驱动芯片设计、OLED器件制造技术;已建成两条8英寸硅基OLED量产前,并实现批量化生产,产品广泛应用于各类近眼显示系统中。

      这是我们在硅基OLED的研究历程。2012年依靠着国家平板显示中心开展硅基OLE的研究工作。2014年已经开发出第一款1800ppi彩色硅基OLED产品。2017年PPI提升到2200。2019年开发出2600ppi比较高分辨率的产品。去年开发出7.8微米,3300ppi的产品。今年,马上要点亮的一款产品像素达到6.3vm,PPI达到4100,亮度也会提高到3000以上的产品。所以硅基OLED前景广阔,路也比较曲折,从2000年开始到现在经过20多年的发展,伴随着5G产业的发展重新把硅基OLED推到风口浪尖上。

      小结。5G发展将带动AR/VR产业发展,显示产业将进入沉浸式和交互式体验时代,我们对产品需求必然进入到下一个阶段,不然一直在第二阶段会导致投入产出不成正比,不断内耗。硅基OLED在体积、功耗、像素密度上的优势,使之具有在AR/VR应用潜力,但需要解决亮度和寿命等问题。硅基OLED涉及半导体技术和显示技术,其性能提升需要产业链协同发展,迫切需要上游材料和设备的助力。

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    tv.zol.com.cn true https://tv.zol.com.cn/769/7695671.html report 6662     中国电子科技集团公司第五十五研究所、微显示事业部主任/南京国兆光电科技有限公司总经理杨建兵:  我们分析显示产业的发展都是从两个方面进行分析,一个是技术驱动层面,另外一个是人的需求层面。每个产业发展在技术驱动方面对产业的影响更大。&n...
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