中國科學院院士、國家第三代半導體技術創(chuàng)新中心（蘇州）主任郝躍在發(fā)布會致辭中表示：“現(xiàn)今，我國正在大力實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，中國科技正向著價值鏈的上游攀升。Micro-LED作為LED發(fā)展新賽道，市場增幅和市場潛力巨大。白皮書經(jīng)過課題研究組半年多時間的梳理、分析、總結，致力于填補Micro-LED產(chǎn)業(yè)分析中‘市場—技術—專利’的研究空白，為企業(yè)的專利構思與布局提供支撐，幫助企業(yè)和研究機構預測技術和產(chǎn)品的創(chuàng)新點，減少科研的盲目性和重復性，同時強化產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)間的協(xié)同合作，為政府的技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展決策提供相關參考。”
白皮書顯示：Micro-LED產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出市場潛力大、技術儲備豐富、創(chuàng)新研發(fā)熱度高漲的特征，全球該領域的專利申請已超過4萬件，正處于爆發(fā)式增長期；從創(chuàng)新主體來看，中國頭部企業(yè)與國際龍頭齊頭并進，在專利申請量Top 15企業(yè)中，中國企業(yè)已占一半以上；從技術上看，Micro-LED產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術難題主要集中于外延&芯片結構、巨量轉移、全彩顯示和顯示驅(qū)動上，上述技術正在加速攻堅進程；此外，白皮書著重從企業(yè)維度進行縱向深度研究，解析了包括三星、蘋果在內(nèi)的多家頭部企業(yè)在各細分領域的技術演進路線。
技術儲備豐富研發(fā)熱度高漲
從技術創(chuàng)新的維度看，根據(jù)智慧芽數(shù)據(jù)顯示，截至2022年6月，Micro-LED全球?qū)＠麅湟殉^4萬件，技術儲備豐富；且從2017年開始，Micro-LED技術研發(fā)活躍度明顯上升，目前正處于爆發(fā)式增長期。
Micro-LED是在一個芯片上集成高密度微小尺寸的LED陣列。相較于現(xiàn)已大規(guī)模量產(chǎn)的LCD技術和OLED技術，Micro-LED的性能優(yōu)勢顯著：長壽命、高對比度、可實現(xiàn)高分辨率、響應速度快、更廣的視角效果、豐富的色彩、超高的亮度和更低的功耗等。
目前Micro-LED芯片已在眼鏡、電視等顯示場景實現(xiàn)產(chǎn)品化，但大部分產(chǎn)品還處于概念階段，未實現(xiàn)大規(guī)模市場推廣。隨著Micro-LED相關的紅光芯片、轉移、全彩顯示等關鍵技術的突破和逐漸成熟，商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化成本大幅度降低，芯片良率進一步提高， Micro-LED預計將率先實現(xiàn)后端的顯示場景應用。
根據(jù)Omdia數(shù)據(jù)顯示，受智能手表和高端電視市場需求影響，全球Micro-LED顯示器的出貨量將從2020年的低水平飆升至1600多萬片，市場需求潛力巨大。
圖：Micro-LED全球技術創(chuàng)新概況
中國頭部企業(yè)與國際巨頭齊頭并進
在全球Micro-LED專利申請量TOP15的企業(yè)中，中國企業(yè)占據(jù)一半以上，其中京東方、華星光電這2家中國企業(yè)已躋身全球前5�？梢娭袊^部企業(yè)在Micro-LED領域具有較強優(yōu)勢，特別是顯示面板類企業(yè)。而在中國頭部企業(yè)之外，韓國三星、LG公司的專利申請量同樣排在全球前列，尤其是三星，技術優(yōu)勢顯著。
白皮書顯示，Micro-LED技術研發(fā)創(chuàng)新較活躍的區(qū)域主要集中在中、美、韓三國。從全球頭部創(chuàng)新主體來看，同樣是中國、韓國、美國企業(yè)占據(jù)更大的優(yōu)勢，且主要以顯示面板、光電類企業(yè)為主。在技術儲備上，全球的頭部企業(yè)技術儲備豐富，與后梯隊的創(chuàng)新主體拉開明顯的差距。
圖：Micro-LED全球&中國主要創(chuàng)新主體
四大關鍵技術突破在望
當前，可靠性技術的應用是影響Micro-LED產(chǎn)業(yè)化進程的主要因素之一，具體集中在外延&芯片結構、巨量轉移、全彩顯示和顯示驅(qū)動等技術領域。白皮書顯示：上述四大關鍵技術均已有了一定量的技術儲備，且正在加速技術攻堅，為產(chǎn)業(yè)化落地奠定基礎。
在外延&芯片結構領域，全球?qū)＠季挚偭砍^3500件。在該領域的技術挑戰(zhàn)中，突破量子效率問題是當前行業(yè)的熱點研發(fā)方向。由于該問題是因為制造過程中等離子體刻蝕產(chǎn)生的側壁損傷引入了非輻射復合中心和漏電流而引起的，因此行業(yè)主流通過改進芯片結構、改進制造工藝、避免刻蝕工藝三種方式以改進側壁損傷。
圖：外延&芯片結構領域改進側壁損傷技術流派
在巨量轉移領域，全球?qū)＠季挚偭砍^3300件。由于Micro-LED發(fā)光層和驅(qū)動基板生長工藝差異，巨量轉移是必須突破的關鍵技術之一。以一臺4K電視為例，需要轉移的晶粒高達2400萬顆，即使一次轉移1萬顆，也需要重復2400次，因而轉移過程中的轉移效率、精度、良率問題將重點影響轉移后的顯示性能。當前，該領域主要有五大技術流派：分子作用力、靜電、磁力轉移、激光轉印、自組裝，其中分子作用力方向的專利布局數(shù)量較高。
圖：巨量轉移領域技術流派
在全彩顯示領域，全球?qū)＠季挚偭砍^2000件。全彩顯示能力是Micro-LED技術的關鍵技術指標。Micro-LED彩色化實現(xiàn)方法主要包括RGB三色LED法、波長轉換法和3D納米線法。由于目前波長轉換技術可形成高分辨率，較其他方法對驅(qū)動集成要求低，整體商品化成本也較低，因此該技術成為了研發(fā)熱點，主要應用單色紫外光LED或藍光LED搭配色彩轉換材料來達成全彩化，著重關注關注量子轉換效率和光串擾問題的突破。
圖：全彩顯示領域波長轉換方法技術路線
在顯示驅(qū)動領域，全球?qū)＠季挚偭砍^1700件。Micro-LED是電流驅(qū)動型發(fā)光器件，其驅(qū)動方式一般分為被動驅(qū)動和主動驅(qū)動。由于被動驅(qū)動在Micro-LED應用上擁有諸多劣勢，因此，以CMOS和TFT為代表的主動驅(qū)動設計方案或?qū)⒊蔀镸icro-LED技術發(fā)展的良伴。舉例來看，在CMOS驅(qū)動技術中，為突破Micro-LED和驅(qū)動矩陣精準對準困難的問題，當前業(yè)界正重點研發(fā)Micro-LED與CMOS驅(qū)動電路的鍵合技術。
圖：顯示驅(qū)動領域CMOS驅(qū)動轉移鍵合技術路線
深度洞悉頭部企業(yè)技術路線
隨著Micro-LED產(chǎn)業(yè)化進程的加快，上下游產(chǎn)業(yè)鏈逐漸清晰，白皮書深度刻畫了全球Micro-LED產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)圖譜，并從供應鏈的角度，揭示了當前該產(chǎn)業(yè)中各大主流廠商之間的合作關系。研究顯示，當下頭部廠商已逐漸形成各自穩(wěn)定的供應關系，其中三星的供應鏈構建尤為完善。
圖：Micro-LED各大主流廠商合作和供應鏈關系
此外，從技術研發(fā)的視角，白皮書不僅著重分析了三星與蘋果兩家Micro-LED頭部企業(yè)的技術全貌，更是在四大關鍵技術分析的同時，融入了企業(yè)維度進行縱向深入研究，解析了包括三星、蘋果、Play Nitride、XDC、Aledia、英特爾、華星光電在內(nèi)的多家頭部企業(yè)在各細分領域的技術演進路線。
如在巨量轉移技術領域中，蘋果是全球在該領域布局專利最多的創(chuàng)新主體。白皮書通過解讀蘋果與其收購的Luxvue的核心專利家族，呈現(xiàn)了蘋果圍繞巨量轉移技術構建的技術護城河。
圖：蘋果/Luxvue巨量轉移相關核心專利家族解讀
另外，在外延&芯片結構技術領域中，Play Nitride是全球在該領域布局專利最多的創(chuàng)新主體。白皮書描繪了該公司利用多種技術手段改進側壁損傷的技術路線，如通過改變芯片結構方式，在P/N半導體層何電極之間設置電流調(diào)控結構、斜角LED結構；或通過避免刻蝕工藝的方式，基于隧道效應提升發(fā)光效率等。
圖：Play Nitride改進側壁損傷技術路線
