大尺寸硅衬底Micro LED外延推动国产微显技术新突破

2024年9月，Meta于Meta Connect 2024大会上发布了采用Micro LED微显技术的轻量全彩AR眼镜原型Orion，搭配多种传感器和碳化硅光波导。扎克伯格称其是“世界上最好的AR眼镜”。在Meta官方宣传片中，英伟达CEO黄仁勋称赞这款AR眼镜：“显示、色彩很不错，眼球追踪技术也很棒。”

新标杆产品将智能眼镜背后关键的微型显示技术又一次推到了科技探索的话题中心。代表新世代显示技术的Micro LED，在大尺寸显示领域展示出其优异性能后，在微显示领域也在逐渐绽放光彩。TrendForce集邦咨询估计，到2030年，Micro LED技术在AR眼镜领域应用占比将达到44%。

Micro LED微显示在亮度和可靠性上拥有传统技术无法比拟的优势，然而从样品进入规模商用尚需时日。我国产学研界正孜孜不倦地联合推动Micro LED微显示的技术进步和产业落地。

近日，国内企业与高校科研团队强强联合，在Micro LED微显示关键技术上取得最新突破，并在核心国际学术期刊上发表重要成果。

国产Micro LED微显示研究喜讯连连

为突破Micro LED微显示的全彩瓶颈，今年9月，湖南大学研究团队联合湖南师范大学、诺视科技公司、晶能光电公司，在学术期刊Advanced Materials发表了量子点色转换像素集成的Micro LED全彩集成工艺，并制备了40万尼特超高亮度、3300PPI超高分辨率的0.39英寸Micro LED全彩微显示芯片。

图片来源：Advanced Materials

一个月后，湖南大学研究团队联合诺视科技、晶能光电、数字光芯等合作者，针对现有Micro LED微显示屏在亮度和均匀性难以达到实际应用要求的难题，又在知名学术期刊Light: Science & Applications上发表了研究成果和解决方案。

图片来源：Light: Science & Applications

联合团队成功开发了包括大尺寸高质量硅衬底Micro LED外延片制备工艺、非对准键合集成技术、和原子级侧壁钝化技术的IC级GaN基Micro LED晶圆制造技术，在硅衬底GaN外延片上实现了目前公开报道最高亮度的1000万尼特的绿光Micro LED微显模组。

两项Micro LED微显示研究成果的背后，均是国内LED行业最前沿技术的整合与协作。其中，晶能光电提供了行业尖端的大尺寸硅衬底Micro LED外延晶圆。

大尺寸硅衬底外延是Micro LED微显技术发展基石

目前Micro LED的外延片生长及后续芯片工艺上，主要有两种技术路线，一种是使用4/6英寸的蓝宝石衬底进行外延生长；另一种路线则采用8英寸或更大尺寸的硅衬底进行Micro LED外延。随着微米级像素的Micro LED微显示产品进入类IC制程，大尺寸的硅衬底GaN基Micro LED外延技术路线逐渐体现出高衬底去除良率、高CMOS键合良率、大尺寸、低成本、低翘曲等优越特性。

可以预见，硅衬底外延技术的进一步成熟将成为Micro LED微显示产业化落地的关键推手。

大尺寸的硅衬底外延技术更加符合当下Micro LED应用的发展趋势。

尽管发展时间更长，成熟度更高的蓝宝石衬底GaN LED技术在普通照明领域稳居主流。但海内外少数LED企业早已捕捉到行业风向，并以更长远的目光看见大尺寸硅衬底外延在Micro LED领域的巨大潜力，率先开启研发之路，而晶能光电则是国内硅衬底Micro LED外延技术的先行者。

晶能光电作为国内少有专注于硅衬底GaN技术的LED企业，已将硅衬底GaN基LED技术成熟应用于手机闪光灯，移动照明、车载照明等领域，并持续将硅衬底GaN基LED外延产品从4英寸往8英寸以及12英寸方向升级，大幅优化技术性能与成本。

而早在2018年，晶能光电就率先在国内开展大尺寸硅衬底上GaN基蓝、绿、红Micro LED外延技术的研发工作。

2020年，晶能光电推出8英寸硅衬底InGaN红光外延技术；2021年，晶能光电制备出了像素密度为1000PPI的硅衬底InGaN红、绿、蓝三基色Micro LED阵列；

晶能光电硅衬底GaN基RGB Micro LED阵列

2022年，晶能光电突破8英寸硅衬底InGaN基三基色Micro LED外延关键技术，成功制备5微米pitch的Micro LED三基色阵列；

2023年，晶能光电发布12英寸硅衬底InGaN基红、绿、蓝全系列三基色Micro LED外延技术成果，为Micro LED增效降本打下基础，继续推动微显示技术发展。

晶能光电12英寸硅衬底红、绿、蓝光InGaN基LED外延片快检EL点亮效果

目前，晶能光电已具备365-650nm全色系硅衬底GaN LED外延技术，并开发出4-12英寸硅衬底GaN基红\绿\蓝Micro LED外延，已向全球研究机构和企业提供标准厚度8inch CMOS匹配的高质量外延片产品。

针对万级像素矩阵车灯和车载HUD应用，晶能光电已开发蓝光Micro LED外延结构，在1000A/cm2下能够实现20%以上的外量子效率。

未来，晶能光电在大尺寸硅衬底GaN基Micro LED外延技术领域将持续深耕，也将更密切地与中下游合作伙伴协作探索，推动我国Micro LED微显技术的产业化落地。

总结

LED行业正在快步走向Micro LED时代，在成本和良率的驱动下，向大尺寸硅衬底Micro LED外延晶圆升级已是Micro LED产业化的重要发展趋势。

在全球企业积极深入研究与挖掘Micro LED技术在微显示领域应用潜能的背景下，晶能光电通过持续研究完善硅衬底Micro LED外延技术，助力国内Micro LED微显示技术屡屡取得领先成果。未来，晶能光电也将携手中国LED产业研同仁，共同继续突破Micro LED技术难题，引领中国LED行业站在Micro LED技术最尖端。

文：LEDinside Irving

更多Micro LED市场趋势与数据，点击小程序了解《2024 Micro LED市场趋势与技术成本分析》报告。

▶关于集邦