Micro-led,产业详解

AI智能眼镜的硬件发展经历三个阶段:无摄像头智能眼镜(Al眼镜)→带摄像头智能眼镜(Al眼镜)→带显示屏智能眼镜(AR眼镜)。
我们认为,Al眼镜既是Al Agent发展下催生的新智能可穿戴设备,也是下一代移动终端AR的过渡产品,目前无摄像头智能眼镜和带摄像头智能眼镜技术较为成熟,市场上已经存在成熟的产品,而此前AR眼镜在显示、算力、重量等方面仍有较多需要改进的地方,推广速度较慢。
AR整机产品中光学显示单元是最核心的部分,占据整机成本43%,一定程度上决定AR产品未来能否量产和进行大规模推广的速度。以AR眼镜为例,AR眼镜主要可分为光学显示、传感器、摄像头、计算处理器、存储、音频等核心模块。据艾瑞咨询数据,AR整机产品中光学显示单元占整机成本43%,计算单元(主控芯片)占整机成本31%,存储部分占整机成本15%,感知单元(摄像头、传感器、陀螺仪等)占整机成本9%。
显示方案需与光学方案适配,MicroLED成为光波导终极搭档。目前市场已推出的显示方案有LCOS、DLP、LBS、Micro OLED和MicroLED方案,由于不同的光学方案对屏幕亮度需求不同,适配的光学方案和微显示屏方案结合可以发挥1+1>2的效果。目前“Micro OLED+BirdBath”方案已成为一个可以均衡成本和显示效果的快速落地方案,加速消费级AR眼镜的铺开。但是由于未来主流光学方案——光波导技术光效极低,MicroOLED难以实现正常的入眼亮度,而MicroLED在亮度、对比度、刷新率、功耗、体积等多方面具备优势,与光波导技术适配。被认为是AR近眼显示应用的终极方案,近年来搭载“光波导+MicroLED”方案的AR眼镜数量逐年提升。

Micro-LED 相关信息总结

1. 基本概念与显示原理

定义:Micro-LED 即 LED 微缩化和矩阵化技术,将 LED 结构设计进行薄膜化、微小化、阵列化,使像素单元缩小至 100μm(P0.1)以下,同时实现每个像素单独定址、单独驱动发光。
原理:每个微型 LED 在通电后发出的光线经过透镜模组后在显示屏上产生单色像素点,这些像素点通过滤色器后产生最终的彩色图像。由于 Micro-LED 中每个微型 LED 由可单独控制的 RGB 子像素组成,因此可以精确控制输出图像的色彩和亮度。

2. 技术优势

性能优势

具备高亮度(全彩 100,000nit,单色 10,000,000nit)、高对比度(1,000,000:1)、高分辨率、高 PPI(>3000 PPI)、高刷新率(>240Hz)、高色域、低功耗、快速响应(ns 级)、长寿命(>10 万小时)等优点。
继承了无机 LED 的特性,可进一步提升响应时间、功耗和色域等性能,并有效改善 Micro OLED 亮度低和寿命短的问题。
与 OLED、LCD 等技术相比,在各个功能性指标方面(PPI、功耗、亮度、薄度、显色指数、柔性面板适应度)都具备一定优势。

产品方向

Micro LED产品形态目前有两大发展方向:1)用于中大尺寸显示领域、低像素密度(低PPl)的MicroLED显示屏,主要应用于可穿戴设备、大尺寸电视或标牌广告大屏等;2)用于微显示领域、高像素密度(高PPI)的MicroLED显示屏,主要应用的AR/VR/MR领域,本文主要聚焦应用于AR眼镜的高像素密度Micro LED技术。

应用优势

被认为是 AR 近眼显示应用的终极方案,与光波导技术适配,在亮度、对比度、刷新率、功耗、体积等多方面具备优势,可解决 Micro OLED 难以实现正常入眼亮度的问题。
在大尺寸商显、高端 TV、车载、可穿戴、AR/VR 等大中小微尺寸产品中均可应用。

3. 技术难点

全彩显示为核心难点:目前 Micro LED 全彩方案主要包括合光方案、量子点色转换、三色堆叠以及单片直接外延。其中合光方案是相对成熟的路线,但模组体积有待进一步缩小,三色堆叠和单片外延方案工艺难度较高,仍处于实验室阶段。

其他难点

衬底制备:存在波长均匀性、缺陷控制和侧壁损伤的问题。Micro LED 外延片单片波长变化标准差需要控制在 0.8nm 以内,缺陷密度需控制在 0.1/cm²以下,微缩制程下侧壁损伤会导致可用发光面积大幅减少。
芯片结构:分为倒装结构和垂直结构。垂直结构可进一步缩小芯片尺寸,但生产垂直结构芯片制备技术更复杂,成本仍处于较高水平,量产能力仍需提高。
键合工艺:传统的键合方法存在对位精度、弯曲效应、锂凹陷等难点,晶圆级单片混合集成工艺可实现规模量产,但也面临一些挑战。

4. 市场前景

AR 眼镜领域:随着技术突破和量产落地,预计到 2030 年,搭载 Micro LED 的 AR 眼镜占比有望从 2024 年的 18%提升至 44%,出货量有望达到 1122 万台,按照 1 台眼镜配置 2 个 Micro LED 屏幕计算,则 Micro LED 出货量有望超过 2200 万台。
整体市场规模:据 TrendForce 预测,2024 年搭载 Micro OLED 的 AR 眼镜占比为 54%,搭载 Micro LED 的 AR 眼镜占比仅为 18%。据 VR 陀螺预测,2030 年 AR 眼镜的出货量有望达到 2550 万台。据东吴证券预测,未来到 2028 年,随着难点问题逐步攻破,Micro-LED 将被陆续用于 AR 眼镜,打开近 300 亿元市场空间。

5. 厂商布局

主要厂商:包括 JBD、镭显光电、思坦科技、诺视科技、赛富乐斯等。

各厂商情况

JBD:成立于 2015 年,拥有自主设计、MOCVD 材料生长、Micro LED 微显示面板加工制造与封装测试、软件硬件驱动设计等技术。提供多样化 Micro LED 全彩解决方案组合,亮度技术指标持续突破。位于合肥的 Micro LED 微显示屏产线一期项目已于 2023 年 10 月正式竣工,一期项目可支持每月数十万套微显示屏出货,整体建成后可形成 1.2 亿套 Micro LED 微显示屏的年产能。已有 30 款以上基于 JBD Micro LED 方案的轻薄型 AR 智能眼镜正式公布。

镭显光电:成立于 2019 年,专注于高性能、高量产性全彩 Micro-LED 微显示屏研发和生产。采用量子点色转换方案实现 Micro LED 微显示屏单片全彩,2025 年 2 月推出 PowerMatch® 1 全彩 Micro-LED 光引擎,亮度提升至 50 万尼特(白平衡),光通量为 0.5 流明,体积仅为 0.18cc,重量仅 0.5g。目前公司已向多家下游客户送样,并开展原型机合作。

思坦科技:成立于 2018 年,是专业从事 Micro-LED 半导体显示技术研发、生产、销售的国家级专精特新“小巨人”。当前布局 0.13"、0.2"、0.45"三大 Micro LED 产品线,同时提供 Micro LED 驱动芯片和发光芯片的设计与代工服务。厦门量产线正式建成落地,设计年产能达 600 万套显示芯片。
诺视科技:成立于 2021 年 10 月,致力于商业化 Micro-LED 显示芯片技术。自主研发 VSP(垂直堆叠像素)技术,2024 年 4 月成功点亮全球首款 XGA 垂直堆叠全彩 Micro-LED 微显示芯片,同年 8 月推出量产级单片全彩 XGA Micro LED 芯片,峰值亮度突破 50 万尼特。2025 年 3 月 19 日,Micro LED 微显示芯片一期量产线正式投入生产。
赛富乐斯:成立于 2017 年,是业界领先的原位量子点(QD in chip)Micro LED 显示解决方案提供商。自主研发 NPQD (纳米孔量子点) 技术,2025 年正式发布 T3 系列 0.13 英寸单片全彩 Micro LED 微显示屏,分辨率为 320×240,子像素间距为 4µm。同时公司也积极向终端应用拓展,目前正与合作伙伴利亚德共同开发基于 T1 - 0.13 英寸单色微显示屏的 AR 眼镜,并计划于 2025 年底推出搭载 T3 - 0.13 英寸全彩显示屏的新一代 AR 眼镜。2023 年 12 月贯通全国首条大尺寸硅基 Micro LED 微显示屏产线,2025 年 6 月 Micro-LED 显示芯片和模组生产项目在六安市金安区正式投产。

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