AR眼镜市场爆发在即，硅衬底GaN助力Micro-LED抢占先机

随着AI人工智能技术的深度赋能，硬件性能的快速提升，以及创新企业的积极探索与科技大厂的强势入局，2025年AR眼镜市场热度持续升温，带动AR眼镜行业迈入一个全新的发展时期。

在AR眼镜的热潮下，终端产品对于高亮度、高分辨率、低功耗的Micro-LED微显示技术的应用也逐渐增多。据LEDinside不完全统计，截至目前，2025年已发布15款搭载Micro-LED微显示技术的AR眼镜新品。

尽管终端应用持续增长，但从显示产业链的角度来看，Micro-LED微显示技术通向规模化应用的发展仍道阻且长。

在2025年集邦咨询自发光显示研讨会上，晶能光电硅衬底GaN外延工艺专家郭啸就指出，目前，Micro-LED微显示技术仍在芯片、全彩化显示、驱动、检测、成本等方面上面临着挑战，晶能光电正从上游外延环节着手优化这些问题。

晶能光电硅衬底GaN外延工艺专家 郭啸

Micro-LED微显技术落地难，传统衬底技术遇瓶颈

TrendForce《2025近眼显示市场趋势与技术分析》（了解报告>）此前预测，到2030年，搭载Micro-LED微显技术的AR装置出货量将达到2千万台，渗透率达65.0%。

行业对Micro-LED微显示技术前景看好，且经过业界的长期努力，该技术已取得了巨大进展，但目前产业化的落地难问题依旧存在。

郭啸认为，Micro-LED微显示技术的挑战分布在全产业链，在驱动方面，RGB三色芯片的电压差异大、亮度一致性难以控制，同时CMOS和外延的尺寸匹配困难且功耗偏高；在检测方面，AOI和PL检测筛选难度大；在芯片方面，外延波长一致性、Particle（颗粒物）控制都是难题；在全彩化方面，无论是三色合光、量子点转色还是垂直堆叠，都存在各自的难点，技术还未成熟。

而在所有挑战中，成本与集成是Micro-LED微显示技术的核心难题之一，这直接指向了Micro-LED微显示的键合工艺和衬底材料的选择。

目前，Micro-LED微显示的键合方式主要有Die to Die、Die to Wafer、Wafer to Wafer（W2W）等。

郭啸认为，总体来看，W2W键合技术更适合Micro-LED微显示应用。这种工艺先将硅基CMOS晶圆和LED外延片进行热压键合，然后再通过湿法或激光剥离的方式将衬底去除。

W2W键合方式的优势在于对位精度要求不高，但另一方面，该技术却也对外延良率及均匀性，以及键合过程中产生的翘曲控制有着极其严格的要求，这都对以传统蓝宝石材料为衬底的外延片提出了新挑战。

首先是关键的晶圆键合W2W工艺上所存在的尺寸错配问题。目前，驱动Micro-LED的硅基CMOS晶圆已能做到8英寸至12英寸，但承载LED的蓝宝石衬底外延片主流尺寸最大仅为6英寸。这种大对小的错配导致蓝宝石衬底外延片无法和最先进硅CMOS制程兼容。

其次，尺寸原因也限制了Micro-LED降本的路径。向更大尺寸晶圆发展（如12英寸）以摊薄单位芯片成本是Micro-LED的重要降本路径，但6英寸的蓝宝石衬底物理极限使其无法享受这一红利。

最后，蓝宝石与硅两种不同材料的组合，也带来了巨大的工艺挑战。在热压键合过程中，两者因热膨胀系数不同（热失配）极易导致晶圆翘曲，这大幅增加了工艺难度，也直接威胁到最终产品的良率和色彩均匀性。

因此，蓝宝石衬底与硅基CMOS应用所产生的工艺瓶颈，成为阻碍Micro-LED微显技术实现高良率、低成本制造的最大障碍之一。行业迫切需要一种能够与硅基CMOS完美匹配的衬底技术，而硅衬底技术正是在这一背景下逐渐走上舞台中央，晶能光电则成为该技术的主要开发者。

晶能光电硅衬底GaN技术助力Micro-LED微显产业落地

相较蓝宝石衬底技术，硅衬底更适合Micro-LED微显示技术的制造应用。

硅衬底具备容易实现大尺寸、低衬底成本、高波长一致性、同质键合翘曲小、无损去除、CMOS兼容性等优势，可充分借助集成电路的工艺和设备，实现高良率、低成本、高效率的Micro-LED微显模组制造。

基于以上特点，硅衬底外延技术也被行业认为是未来Micro-LED微显示产业化落地的关键推手。

然而，硅衬底外延技术尚在发展期，晶能光电成为行业内为数不多持续推动硅衬底外延技术发展的企业之一。

面对Micro-LED一系列落地难的瓶颈，晶能光电基于硅衬底GaN技术给出了解决方案。

针对尺寸不匹配的难题，晶能光电率先实现了12英寸大尺寸硅衬底GaN基红、绿、蓝三基色Micro-LED外延技术的落地。

通过采用异质外延的应力积累和释放模型优化生长，以及创新地利用晶格应力诱导位错反应，晶能光电实现在总外延层厚度5μm的条件下，稳定重复生长位错密度1.5E8/cm²的硅衬底GaN外延层，解决了大尺寸硅衬底外延材料晶体质量问题。

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（图片来源：晶能光电）

针对Micro-LED全彩难题，晶能光电也开发了365nm~650nm的全色系8英寸硅衬底LED外延片。其中，量产的硅衬底垂直结构蓝、绿、紫外LED中功率芯片的EQE与蓝宝石衬底量产垂直结构基本相同。

而在红光效率这一Micro-LED行业难题上，晶能光电也已掌握了国际领先的硅衬底InGaN红光外延技术，并将在未来继续提升InGaN红光效率。

而在Micro-LED的矩阵车灯应用下，晶能光电开发了基于硅衬底GaN的万级像素车灯产品。

基于硅衬底GaN的万级像素Micro-LED车灯（图片来源：晶能光电）

此外，晶能光电也在积极开发基于硅衬底的高PPI Micro-LED阵列技术，率先制备了全InGaN系列的三基色Micro-LED微显示矩阵，全面推动Micro-LED微显示技术的发展。

全InGaN系列三基色Micro-LED微显示矩阵（图 片来源：晶能光电）

如今，晶能光电的大尺寸硅衬底GaN材料已获得诺视科技、鸿石智能等知名微显示企业的应用，开发出超高亮度和单片全彩Micro-LED微显示芯片，并在推动产品的量产，继续加快着Micro-LED微显示产业化脚步。

小结

在硅衬底GaN材料领域，晶能光电已经深耕了近20年 ，其产业链已经覆盖外延芯片、器件模组，形成了GaN LED技术在外延芯片器件市场的闭环反馈与迭代升级能力。

如今，晶能光电正积极参与赋能AR眼镜产业发展，通过硅衬底GaN技术助力AR眼镜关键部件Micro-LED微显示屏的成熟落地。

未来，随着以晶能光电为代表的全产业链龙头企业推动硅衬底GaN Micro-LED技术上向8英寸和12英寸的持续演进，Micro-LED微显屏的成本下降速度和良率爬坡速度将超出行业预期。

文：LEDinsideIrving

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