被低估的AR行業(yè)！Micro LED走向輕量化、高亮度，單片全彩成為新焦點

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷）受益于技術(shù)進步、價格親民化和多樣化應用場景的推動，AR智能眼鏡市場呈現(xiàn)快速增長的趨勢。CINNO的數(shù)據(jù)顯示，2023年國內(nèi)消費級AR設(shè)備銷量同比增長138.9%，銷量達到22.7萬臺。在今年第二季度，消費級AR設(shè)備銷量為7.1萬臺，環(huán)比增長8%。

與此同時，微顯示芯片技術(shù)作為AR智能眼鏡的關(guān)鍵技術(shù)，從開年至今已有多家芯片廠商推出新品，并且通過不斷地迭代滿足市場需求。在技術(shù)發(fā)展趨勢上，從單色向單片全彩迭代，成為接下來發(fā)展的重點。為了獲得更多的市場份額，芯片廠商又是如何在各自選擇的技術(shù)路線下，挑戰(zhàn)量產(chǎn)難題的呢？

多款Micro-LED微顯示新品亮相，輕量化、高亮度進展明顯

據(jù)了解，在AR設(shè)備的BOM成本中，光學顯示模組的占比是最大的，其中光引擎（顯示模組）的占比是最大的，為30%，光波導（光學模組）的占比達到15%。處理器芯片的占比為25%，顯存、其他零部件及組裝的占比為15%。

AR產(chǎn)品顯示方案一般有硅基OLED、LCoS和Micro-LED三種。這三種技術(shù)方案各有優(yōu)劣勢，硅基OLED在輕便型設(shè)備中表現(xiàn)突出，LCoS則因成本和色彩表現(xiàn)占優(yōu)，而Micro-LED憑借其綜合性能成為未來的發(fā)展趨勢。

具體來看，硅基OLED的亮度低于1萬尼特、壽命低于5000小時，且其壽命與亮度成平方反比的關(guān)系，無法用于戶外高亮場景。LCoS采用被動發(fā)光技術(shù)，發(fā)光效率低、功耗高、像素點響應速度慢，容易產(chǎn)生拖影現(xiàn)象。

思坦科技FAE技術(shù)專家劉斌芝在行業(yè)論壇上表示，Micro-LED具有百萬尼特亮度足以支持光波導技術(shù)，超低功耗、超高分辨率和納秒級響應速度，是最有希望將AR眼鏡大規(guī)模推向市場的顯示技術(shù)。

在現(xiàn)有的AR智能眼鏡技術(shù)中，光波導+Micro-LED被認為是最有潛力的光學顯示方案。其中光波導方案又分為VST和OST方案。劉斌芝分享了一組數(shù)據(jù)，AR產(chǎn)品采用VST+Micro-LED的入眼亮度一般小于500nit，整機重量小于100g。而采用OST+Micro-LED方案的入眼亮度可以做到大于1500nit，整機重量可以做到小于50g。隨著AR智能產(chǎn)品對輕量化、高亮度需求的提升，Micro-LED搭載光波導的OST方案被認為是最優(yōu)解。

但光波導+Micro-LED的光學顯示方案也存在一定的問題，例如由于制造工藝的限制導致衍射光波導存在亮度不均、色彩失真等顯示缺陷、個體差異性問題，如何提升畫面均勻性和色彩準確性成為提升AR智能眼鏡體驗的關(guān)鍵。

為此，JBD推出了業(yè)內(nèi)首個光波導畫質(zhì)校正方案ARTCs，采用One-shot系統(tǒng)級均勻性補償計算、近眼光波導顯示畫質(zhì)算法等技術(shù)方式提高了亮度均勻性、消除色彩失真和顆粒感，亮度均勻性＞80%，色差0.02。

在近期的光博會上，JBD展示了采用畫質(zhì)校正方案ARTCs的蜂鳥Ⅰ彩色光學模組。根據(jù)介紹，基于蜂鳥Ⅰ彩色光引擎，蜂鳥Ⅰ彩色光學模組配合光波導實現(xiàn)了6000nit的亮度，且典型功耗可以維持在150mw的水平。

蜂鳥Ⅰ彩色光學模組（電子發(fā)燒友網(wǎng)攝）

AR光學顯示方案體驗的提升得益于光學引擎的優(yōu)化和創(chuàng)新。近期業(yè)內(nèi)多家Micro-LED微顯示解決方案商在單色光引擎以及全彩光引擎技術(shù)上都有所突破，并且在光博會上帶來了各自的新品。

在單片全彩方面，鐳昱在9月的光博會上正式發(fā)布量產(chǎn)級全新微顯示系列——PowerMatch 1全彩Micro-LED微顯示屏，屏幕尺寸為0.13英寸，全彩分辨率為320×240，峰值全彩亮度達到了25萬尼特，6350 PPI，同時支持QSPI和MIPI兩種接口。

鐳昱PowerMatch 1（電子發(fā)燒友網(wǎng)攝）

思坦科技也推出了單色以及全彩的Micro-LED微顯示屏，包括0.45英寸、0.2英寸的單片全彩Micro-LED微顯示屏，亮度突破10萬+尼特。

在單色方面，JBD推出了蜂鳥MiniⅡ單色光引擎，在小型化上實現(xiàn)了進一步的突破。體積僅為0.15cc，重量為0.3g，光通量達到8 lm。鴻石智能首次展示了極光A6微顯示芯片，0.12英寸，800萬尼特亮度。

從上述新品來看，Micro-LED顯示屏主要是朝著超高亮度、高環(huán)境對比度、高分辨率以及小體積的方向發(fā)展，在亮度方面，最高可以達到百萬尼特等級，以滿足陣列、衍射光波導的需求。與此同時，小型化、輕量化、智能化、立體化、高畫質(zhì)以及低功耗已經(jīng)成為Micro-LED顯示產(chǎn)品的重要迭代方向。


單片全彩成為焦點，芯片廠商各有技術(shù)優(yōu)勢

單片全彩是Micro-LED微顯示技術(shù)的挑戰(zhàn)之一，也是行業(yè)內(nèi)各大芯片廠商重點投入研發(fā)攻克的方向。不僅僅是芯片廠商，終端廠商也期待用上全彩的顯示方案，提升產(chǎn)品的使用體驗和競爭優(yōu)勢。

在終端應用中，單色Micro-LED顯示方案是應用最多的，包括魅族 MYVU標準版、李未可 MetaLens S3、OPPO Air Glass 2等。采用全彩Micro-LED方案的有雷鳥創(chuàng)新。2023年10月發(fā)布的雷鳥X2 Lite采用全彩Micro LED+衍射光波導方案，被認為是業(yè)內(nèi)第一款真正意義上實現(xiàn)了雙目全彩Micro-LED+光波導方案的AR智能眼鏡。

目前，單片全彩Micro-LED受限于技術(shù)成熟度、工藝復雜度、量產(chǎn)難度等多個問題，在應用端并不常見。從市場的角度來看，單片全彩Micro-LED有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ虼艘渤蔀楫a(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)以及學術(shù)界都在關(guān)注的焦點。

資料顯示，Micro-LED的全彩化主要有棱鏡合色（X-cube），量子點轉(zhuǎn)換，垂直堆疊等技術(shù)路徑。不同技術(shù)路線都有芯片廠商在布局。棱鏡合色是將附于三個不同面的紅、綠、藍單色 微顯示面板進行光學合色，達成全彩顯示效果。據(jù)了解，雷鳥 X2正是采用了該方案。鐳昱科技、鴻石智能、思坦科技采用的是量子點轉(zhuǎn)換。諾視科技采用的是垂直堆疊。JBD也在2023年根據(jù)垂直堆疊發(fā)布了單片全彩的Demo。

雖說部分廠商用了同一種技術(shù)路線，但在核心技術(shù)的布局上各有不同。鐳昱創(chuàng)始人兼CEO莊永漳在接受電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪時表示，鐳昱重構(gòu)了單片集成技術(shù)，采用大尺寸晶圓級鍵合技術(shù)，配合自研光刻式量子點工藝（QDPR），在精度、效率以及量產(chǎn)可行性上具備優(yōu)勢。思坦科技通過自主研發(fā)的量子點轉(zhuǎn)色方案，可以讓Micro-LED的sRGB色域提高到139.4%，呈現(xiàn)出色彩細節(jié)度更高的圖像效果。鴻石智能預告，公司將發(fā)布首個0.12英寸、超100萬尼特亮度的單片全彩Micro-LED顯示芯片。

諾視科技在8月宣布推出量產(chǎn)級單片全彩XGA Micro-LED微顯示芯片，峰值亮度超過50萬尼特。該產(chǎn)品基于諾視WLVSP（晶圓級堆疊）技術(shù)平臺，將RGB三原色化合物和硅基CMOS驅(qū)動背板在垂直方向上進行堆疊集成。諾視科技介紹，公司打通垂直堆疊工藝流程，實現(xiàn)AlGaInP和GaN材料體系的單片集成。

但不管是棱鏡合色、量子點轉(zhuǎn)換，還是垂直堆疊都存在技術(shù)難點，包括工藝成熟度、材料、成本、量產(chǎn)可行性等方面。巨大的市場之下，如何加快 Micro-LED微顯示芯片的量產(chǎn)步伐，是業(yè)內(nèi)都在關(guān)注的問題。

在量產(chǎn)進程上，思坦科技在今年6月宣布廈門Micro-LED量產(chǎn)基地正式投產(chǎn)。諾視科技預計將在2025年量產(chǎn)單片全彩微顯示芯片。鴻石智能在不斷提升工藝成熟度，為大批量產(chǎn)做鋪墊。為了適配更多下游客戶的產(chǎn)品，芯片廠商推出全彩Micro-LED也從支持單一接口，到同時支持多個接口。

小結(jié)：

微顯示芯片隨著AR行業(yè)的發(fā)展也逐漸實現(xiàn)迭代。在全彩化方面，不同的芯片廠商選擇了不同的技術(shù)路線，最終誰能夠率先實現(xiàn)量產(chǎn)值得期待。

隨著技術(shù)的發(fā)展，筆者認為，AR智能眼鏡行業(yè)將在光學顯示上迎來兩大發(fā)展趨勢：一是AR智能眼鏡隨著AI技術(shù)而進化，微顯示芯片如何配合AR智能眼鏡發(fā)揮出AI交互載體的潛力，需要進一步思考。二是AR行業(yè)正處于快速發(fā)展階段，光學顯示方案在未來幾年不會被某一種方案“統(tǒng)一”，而是呈現(xiàn)多樣化的格局。電子發(fā)燒友網(wǎng)關(guān)注到，不同于光波導技術(shù)，Gyges Labs的近眼顯示光學系統(tǒng)/解決方案基于自主研發(fā)的DigiWindow技術(shù)，顯示模組體積最小可達2*2*2mm，并且基于該技術(shù)推出全球首款隱顯眼鏡。越來越多光學顯示方案廠商的出現(xiàn)，將讓AR智能眼鏡產(chǎn)品變得更多樣化。