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【導語】數字光芯Micro LED硅基驅動汽車像素大燈芯片,像素超過16萬個
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micro LED投影再獲突破,應用場景將逐漸打開

來源:投影時代 更新日期:2023-10-30 作者:那山那水
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第412期

    硅基板micro LED顯示,一直是新型顯示產業重點發力的方向之一。其中,低階亮度產品主要服務于可穿戴顯示,例如智能手表、頭戴XR顯示設備等;高階亮度產品則主要服務于投影型的“數字化可編程”光源。

    近日,我國企業數字光芯宣布,成功調試并點亮中國首顆Micro LED硅基驅動汽車像素大燈芯片,像素超過16萬個,技術水平達到“全球領先”程度。分析稱,隨著相關產品技術的進步,micro LED微顯示市場正在打開“應用市場化”的大門。

    加速技術迭代,micro LED汽車大燈持續進步

    汽車大燈的數字化、可編程化創新,始于2018年,奔馳首先展示了采用光閥投影技術的汽車大燈產品。Micro LED顯示應用于汽車大燈則最早開始于2019年的產品雛形。

    據了解,第一代micro LED大燈分辨率基本為16000像素點。近期,我國企業國星光電剛剛展示了52800像素點的micro LED汽車大燈新品。這次數字光芯的超16萬像素新品,可謂再次“刷新了行業紀錄”。

micro LED投影再獲突破,應用場景將逐漸打開

    三年時間,超過10倍的分辨率進步,行業認為micro LED汽車大燈表現出“超乎尋常的技術迭代速度”?紤]到汽車大燈是左右雙燈系統,數字光芯的超16萬像素產品實際提供的雙燈像素成像能力要更高一些。

    作為照明性質的應用micro LED在汽車大燈上的核心技術參數,除了穩定性、壽命等之外,以像素分辨率和亮度為核心。其中,照明應用亮度是“不能打折扣的基礎性能”。因此,不同企業的汽車micro LED數字大燈產品的性能差異,集中表現在“分辨率”水平的不同上。

    特別是與成熟的DLP投影技術比較,micro LED數字大燈的主要劣勢,則體現在“分辨率更低”上。不過micro LED體系在結構上更為緊湊,且有理論性的成本優勢,以及結構中可導致系統整體失效的原件更少的優勢。產品方面,DLP投影大燈則應用較多——例如,采用DLP技術的問界新車M9的智慧大燈,兩個車燈均支持260萬的像素投影顯示。不過新一代保時捷卡宴亦有選用Micro LED前照燈產品。

    綜合來講,DLP技術屬于成熟的投影顯示技術,擁有20多年的產業歷史,結合高亮度LED或者激光光源做汽車大燈,勝在“產業鏈成熟性”。Micro LED顯示則是新興技術,市場概念提出不過10年時間,產品市場處于落地前夕階段。但是,因為直接像素矩陣發光,其對比光閥體系的DLP具有更簡潔的結構。其作為新技術未來進步空間比較大。

micro LED投影再獲突破,應用場景將逐漸打開

    同時,早期LCOS、LCD等投影技術也曾嘗試應用于汽車大燈。但是考慮到液晶材料只能處理“偏振光”,其效率天然比DLP技術、MICRO LED技術至少低50%,目前已經幾乎被市場淘汰。行業認為,數字化、可編程、像素型汽車大燈的未來就將在DLP投影和micro LED投影之間展開。

    特別是近期,德國大陸集團(Continental AG)宣布將Micro LED像素化照明技術應用在車輛周圍照明,以生成動態投影顯示效果,進一步發展了micro LED的應用空間。據悉該5 x 5 x 5 厘米的結構內,可包括Micro LED模塊、電源和GPU等所有其他系統相關組件,可進行360度近場投影,將10,000 lumens亮度分辨率為16,000像素的圖像投影到地面上,起到周遭警示的效果!袠I認為,micro LED像素化投影照明,未來可用于大量的、各種場景的“圖形化”裝飾、氛圍等應用場景,市場開發性非常好。目前micro LED在高亮化市場不僅技術迭代迅速,且新應用場景挖掘也已經提升日程。

    行業普遍看好micro LED直顯投影技術

    Micro LED汽車前大燈創意的前身是矩陣式ADB(自適應遠光燈) 前大燈技術。該技術目前已在中低價位車型中量產應用,代表性車型有比亞迪海豹、傳祺 GS8、卡羅拉。但是傳統LED封裝尺寸的限制,讓ADB的分辨率最終停留在一百像素左右。而采用micro LED技術,如國星光電產品LED晶體間距尺寸為 30微米,則可以最終形成與DLP投影光閥相當的像素數量。

micro LED投影再獲突破,應用場景將逐漸打開

    Micro LED汽車前大燈是ADB的升級版,這一點已經成為汽車整車和汽車照明行業的共識。不完全統計,目前已經有FORVIA、大茂偉瑞柯、星宇股份、日亞、英飛凌、現代摩比斯、三星電子、三安光電、ams OSRAM、國星光電、晶能光電等企業參與到micro LED前大燈產業鏈中。

    Micro LED在汽車照明中的可行性、參與性和技術延續性“非常好”。行業專家指出,micro LED顯示技術多年發展,一直在尋找落地的“首個大規模場景”,目前看來“車載”可能正在成為“最優先”的選項。

    對此,從技術角度看,車載micro LED的主要技術需求是“夠亮”,反而在可穿戴等產品上需要的“極致分辨率”指標上可以“折中”。即目前車載大燈micro LED以數萬像素為主,并向十幾萬像素前進,這與顯示產品動輒高清、超高清的標準需求比,在“巨量轉移、嵌合工藝”等方面,降低了2個數量級的難度。同時,更低的像素集成度,有利于實現足夠亮的性能指標——micro LED顯示的一個固有優勢也是“更亮”。這讓亮度指標從來不是micro LED車燈的“瓶頸”。

micro LED投影再獲突破,應用場景將逐漸打開

    場景可用性和現有技術能力、工藝成熟度的平衡性上,micro LED前大燈具有很好的“實用化條件”。相對而言,DLP車載大燈,主要技術難度不在像素數量上,而在于“亮度”。與傳統智能投影機、家用投影顯示需要的亮度比較,車載大燈更類似于“準工程投影機”的亮度。雖然不需要彩色顯示,但是高亮依然是必然的成本因素。DLP車載大燈同時具有高亮和高分辨率特點,固然“性能拉滿”,但是也難免“成本拉滿”。

    更何況高亮度的micro LED像素照明,目標并不只是車載前大燈產品。在場景烘托、藝術照明、裝飾性照明等場景,micro LED都可以發揮“力量”。甚至,micro LED也渴望“進化成真正的投影顯示”。目前,長虹正在進行這方面的研發。

    針對數字光芯的16萬像素micro LED產品,有分析認為720P(1280x720)投影顯示作為入門級分辨率,如果采用三片式投影技術構型,最低需要92.16萬個像素——距離16萬像素只有不到6倍的差異?紤]到過去3年micro LED前大燈像素數進步了10倍,這讓很多人認為“micro LED直顯投影‘技術可行性上已經很接近成功’”。

    更為重要的是,與DLP技術投影系統比較,micro LED直顯投影不存在“單一或者少數企業”壟斷關鍵部件和技術的情況。因此,micro LED的前大燈迭代速度才會如此之快。這是一個充分競爭,甚至比較內卷的行業,可以想象為了提高產品競爭力、開拓更多應用場景,廠商們會在技術指標上不斷創新。

    Micro LED投影大市場已經來了嗎

    2022年全球汽車銷量約為8163萬輛,而2023年1-7月的世界汽車銷量為4960萬輛,同比增長10%。對應到汽車前大燈的需求數量則要“乘以2”。

micro LED投影再獲突破,應用場景將逐漸打開

    對比而言,2022年全球投影機銷量為1700萬臺。其中少部分產品采用三片光閥結構,絕大多數采用單光閥結構?梢,實際上micro LED投影照明產品率先發力汽車前大燈,不僅可以避免像素能力不足的問題,亦是“先抓更大的市場”的選擇。但是,另一個角度看,如果車載大燈市場成功,將為micro LED投影顯示進入更多“場景”提供“技術彈藥和根據地”。

    值得一提的是本文主角“數字光芯”亦有開發LCOS投影光閥產品,其產品線涉及投影儀,AR/VR,HUD,數字照明,3D打印等。此前其曾成功流片4800萬像素(超8K)的LCOS光閥產品。數字光芯的愿景是實現“數字化的任意光場控制,進而深入社會生活的任何場景”。 數字光芯具有中科院系、南京江寧區國資和中微半導體的背景,是一家原創性、領先性光半導體設計研發企業。

    總之,像素化的micro LED車大燈的發展已經進入一個嶄新的時期。從最初的路線探索,到技術大幅度進步、進入應用市場初期,這意味著一個新的細分行業正在誕生。這也將給micro LED顯示與投影照明應用,帶來更多可以想象的空間與發展的信心。

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