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        1. Mini LED難在哪?設備廠(chǎng)商這樣看待和應對

          欄目:行業(yè)動(dòng)態(tài) 發(fā)布時(shí)間:2020-03-10

          自Mini LED及Micro LED概念提出以來(lái),有一種盛行的觀(guān)點(diǎn)認為Mini LED將成為Micro LED的過(guò)渡產(chǎn)品。但其實(shí),一些業(yè)者并不這么認為。

          例如,設備廠(chǎng)商K&S認為Mini LED和Micro LED各具特點(diǎn),他們并非誰(shuí)取代誰(shuí)、誰(shuí)是誰(shuí)的過(guò)渡問(wèn)題。在背光和大屏幕直顯領(lǐng)域,Mini LED更合適;而在小屏幕超高清晰領(lǐng)域,Micro LED會(huì )更合適。ASM太平洋則認為Mini LED在顯示領(lǐng)域將會(huì )成為大贏(yíng)家,且不容易被Micro LED所取代。此外,在2018年LEDinside對LED驅動(dòng)IC廠(chǎng)商聚積科技的一次訪(fǎng)談中,聚積董事長(cháng)楊立昌先生也表示不認為Mini LED只是一個(gè)過(guò)渡性產(chǎn)品,當時(shí),他就非??春肕ini LED在背光與RGB顯示領(lǐng)域的應用。

          如我們所見(jiàn),2019年,各種Mini LED產(chǎn)品花式出場(chǎng),潛力開(kāi)始釋放,發(fā)展趨勢也已清晰明朗。是的!2020年起,Mini LED將會(huì )有一番作為。不過(guò),這個(gè)過(guò)程仍存在許多技術(shù)挑戰。由于Mini LED使用量相比傳統LED使用量呈現倍數增長(cháng),無(wú)論是Mini LED背光還是Mini RGB顯示應用,各環(huán)節廠(chǎng)商都必須攻克速度、精度、一致性與良率等問(wèn)題,才能降低成本,從而實(shí)現終極大規模商用化的美好愿景。

          速度、精度、一致性與良率等技術(shù)難題貫穿Mini LED設備、芯片、封裝到應用端整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,LEDinside曾于2019年做過(guò)相關(guān)的專(zhuān)題報道,但主要針對芯片、封裝與應用端。這一次,我們將焦點(diǎn)對準了設備端,了解這些難題在設備端如何體現以及設備廠(chǎng)商如何跨過(guò)這一道道門(mén)檻。
          針對Mini LED設備生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題,封測設備廠(chǎng)商標譜指出振動(dòng)盤(pán)供料系統、機械零部件、檢測系統以及影像系統等方面的問(wèn)題。

          標譜表示,由于尺寸小,集成度高,Mini LED對封測設備的振動(dòng)盤(pán)供料系統提出了高要求。目前,封測設備的振動(dòng)盤(pán)供料系統由于成本和貨期的問(wèn)題,大部分都是采用國產(chǎn)產(chǎn)品。然而,因起步較晚,國產(chǎn)振動(dòng)盤(pán)在控制精度、表面處理和穩定性等方面與進(jìn)口振動(dòng)盤(pán)仍有一定的差距。

          同時(shí),Mini LED設備對機械零部件的整體精度要求也特別高。在實(shí)際操作中,雖然單個(gè)零件的精度可以達到要求,但所有零件組裝成整體之后則難以達到要求。

          此外,標譜還提到,基于Mini LED本身特性以及使用特性,分光分色測試儀和檢測外觀(guān)的影像系統等檢測系統的準確性、可靠性、穩定性以及測試精度都必須滿(mǎn)足更高的要求。

          針對這些設備上的技術(shù)問(wèn)題,標譜已提前多年布局。2014年,標譜建立機加廠(chǎng),并逐年加大投入,采購高精度生產(chǎn)設備,盡量保持自己生產(chǎn)高精度零件,外協(xié)加工普通零件。

          2015年,標譜專(zhuān)門(mén)成立振動(dòng)盤(pán)事業(yè)部,采購高精度5軸加工中心,同時(shí)還建立振動(dòng)盤(pán)研發(fā)實(shí)驗室,實(shí)現全系列振動(dòng)盤(pán)供料系統的研發(fā)設計、生產(chǎn)加工和組裝調試。

          另外,標譜成立之初的核心團隊就包含影像工程師,并于2019年獨立形成檢測系統研發(fā)部。此部門(mén)主要收集試產(chǎn)和售后反饋的客戶(hù)需求,通過(guò)分析客戶(hù)需求來(lái)設計更新、更高、更準的測試系統。

          值得一提的是,標譜大力投入的研發(fā)部門(mén)一直致力于設計更合理的方案,以減少人工操作,減少設備維護保養,這一點(diǎn)在大規模生產(chǎn)過(guò)程中意義重大。
          華騰半導體主要提到了分光編帶設備以及測試設備的速度與精度問(wèn)題。

          華騰表示,第一個(gè)難點(diǎn)在于分光編帶設備的速度。與傳統設備相比,Mini LED自動(dòng)分光編帶設備產(chǎn)能較低,但其對機臺的運行速度卻有更高的要求。由于目前Mini LED多采用集成封裝的形式,芯片用量是傳統用量的N倍,相應的測試時(shí)間會(huì )成倍增長(cháng),因此設備的速度必須比傳統的設備快很多,產(chǎn)能才不至于受到很大的影響。

          第二個(gè)難點(diǎn)在于測試精度。以亮度指標為例,傳統3顆LED芯片的測試要求偏差在3%以?xún)?,而對于Mini LED來(lái)說(shuō),3N顆芯片的測試偏差仍然需要控制在3%以?xún)?,這是一個(gè)很大的挑戰。

          但是,對于設備的這些關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),華騰已經(jīng)有了自己的解決方案。據其介紹,公司設備在小間距LED上的良好表現,讓華騰成為有機會(huì )最早進(jìn)入MiniLED領(lǐng)域的設備廠(chǎng)商之一。據了解,華騰已針對Mini LED推出了具備高精度和高良率等特點(diǎn)的全自動(dòng)測試分選機(HT7600)和全自動(dòng)編帶機(HT6000)。
          梭特科技指出了分選機和固晶機取放(Pick & Place)過(guò)程中面臨的難題。

          梭特表示,現行的方式依舊是采取一顆一顆芯片進(jìn)行取放或COB打件(Die Bond)方式,速度和精度不足就會(huì )導致高成本問(wèn)題,這也是目前阻礙Mini LED量產(chǎn)的問(wèn)題之一。
          鑒于此,梭特預計今年下半年推出FOB 先進(jìn)封裝制程系列設備,此設備能夠幫助LED顯示屏客戶(hù)解決生產(chǎn)成本問(wèn)題。據介紹,此設備主要是利用高精度和高速的混Bin排片技術(shù),再通過(guò)巨量轉移將RGB 芯片同時(shí)移載到同一片載具上, 最后再一次性進(jìn)行高效率的固晶制程。

          ASM太平洋則強調了焊接、返修及自動(dòng)化作業(yè)等過(guò)程中的速度與良率之間的關(guān)系問(wèn)題。

          ASM太平洋表示,提升生產(chǎn)速度是ASM太平洋研發(fā)的必然項目。然而,高速度雖有助降低生產(chǎn)成本,但同時(shí)還需考慮良率問(wèn)題;尤其是針對尺寸越細小的Mini LED,若良率稍低,便會(huì )加重返修工序,進(jìn)而增加生產(chǎn)成本。所以,廠(chǎng)商需平衡速度與良率之間的關(guān)系,才能在競賽中獲勝。

          目前,ASM太平洋已推出了全自動(dòng)巨量焊接產(chǎn)線(xiàn)Ocean Line,并且,其高速、高精度焊接、返修機臺、自動(dòng)化方案均已接單投產(chǎn)。

          巨量轉移設備廠(chǎng)商K&S指出了速度、精度與良率三個(gè)研發(fā)難點(diǎn)以及它們與成本之間的關(guān)系。

          K&S認為,Mini LED的終端應用產(chǎn)品對Mini LED的使用量極大,因此這些產(chǎn)品對速度、精度、良率的要求沒(méi)有上限。同時(shí),速度、精度與良率還直接與最終產(chǎn)品的成本掛鉤,而成本則是目前阻礙Mini LED量產(chǎn)的一個(gè)瓶頸問(wèn)題。因此,未來(lái)K&S會(huì )持續專(zhuān)注于提升巨量轉移設備的速度、精度與良率。K&S還提出,對整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)講,如何降低Mini LED Die的生產(chǎn)成本也是未來(lái)要攻克的問(wèn)題。

          據介紹,巨量轉移設備生產(chǎn)過(guò)程涉及高速高精度驅動(dòng)與控制、機械運動(dòng)與其他很多物理化學(xué)特性的應用、光學(xué)識別與計算等,量產(chǎn)難度極高。該公司已與Rohinni公司共同推出了Mini LED巨量轉移設備 PIXALUX,此設備在速度、精度與良率上都具有明顯的優(yōu)勢?,F階段,K&S的Mini LED巨量轉移設備已在客戶(hù)方得以應用,并開(kāi)始生產(chǎn)。

          北方華創(chuàng )主要強調設備的整體性能,除速度、精度等技術(shù)難點(diǎn)以外,還有一致性的問(wèn)題。

          北方華創(chuàng )表示,Mini LED提高對設備精細程度的要求。伴隨芯片尺寸的縮小,LED芯片工藝方面需要更好的一致性、更少的顆粒和更優(yōu)的膜層質(zhì)量。在一致性方面,Mini LED顯示產(chǎn)品對芯片的電流和顏色的一致性,Mini COB封裝技術(shù)的光學(xué)一致性和PCB板墨色一致性,以及像素間的混光一致性和表面一致性等皆需要提升到更高的水平。

          北方華創(chuàng )認為,LED行業(yè)目前已處于紅海市場(chǎng),Mini LED作為新的產(chǎn)品應用,需要在初期以更優(yōu)越的性能打開(kāi)市場(chǎng),而設備作為首要環(huán)節,需要最先提高相關(guān)技術(shù)水平。同時(shí),隨著(zhù)市場(chǎng)的發(fā)展,終端產(chǎn)品的價(jià)格逐漸下降,從設備端來(lái)看,則需要加快實(shí)現高性?xún)r(jià)比的需求。對北方華創(chuàng )而言,現有的設備技術(shù)已可以滿(mǎn)足Mini LED技術(shù)要求,公司在機型和腔室類(lèi)型方面配置靈活。另外,北方華創(chuàng )還指出,無(wú)論是Mini LED還是Micro LED,后段制程的難點(diǎn)會(huì )多于前段制程。

          綜上,設備環(huán)節面臨的技術(shù)難題,相關(guān)廠(chǎng)商已有相應的解決方案。如LEDinside所了解,設備端已準備就緒,那么從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來(lái)看,進(jìn)展如何?

          北方華創(chuàng )表示,從外延芯片端看,目前量產(chǎn)技術(shù)基本完善;從封裝端看,此環(huán)節面臨的問(wèn)題相對更多(如封裝形式);從產(chǎn)品端來(lái)看,背光和顯示領(lǐng)域的應用會(huì )率先進(jìn)入大眾視野,而背光應用的潛力已無(wú)須懷疑,顯示領(lǐng)域也有較大的機會(huì )可以導入大規模使用。

          ASM太平洋指出,目前來(lái)看,Mini LED 產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展尚未達到完善及成熟的程度。例如,在芯片供應方面,3x5mil、2x4mil 等 Mini LED 芯片還有待量產(chǎn)。在基板方面,適用于Mini LED 的基板價(jià)格高企,且占整體物料成本的比重高達甚至超過(guò)5成,因此,良率和成本都有待優(yōu)化。但ASM太平洋認為,在背光應用上,LCD 配合Mini LED背光的方案完全有能力與OLED方案比拼;在顯示應用上,Mini LED的應用將有機會(huì )從超小間距顯示屏市場(chǎng)擴大至間距大于P0.7的顯示屏市場(chǎng)。

          根據LEDinside分析,憑借局部調光、更高對比度和更高穩定性等特點(diǎn),加上物料成本低等相對的成本優(yōu)勢,Mini LED已成功切入背光市場(chǎng)和RGB顯示市場(chǎng)。并且,Mini LED于2019年正式在顯示器領(lǐng)域與OLED直接競爭?;贛ini LED強勁的需求量以及廣泛的應用場(chǎng)景,各大廠(chǎng)商均看好Mini LED的前景,接下來(lái),只要產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節協(xié)力進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本,Mini LED產(chǎn)品將很快能夠全面打開(kāi)市場(chǎng),進(jìn)而提高市占率。

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