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工商時報【集邦科技TrendForce】 從2014年蘋果收購Micro LED新創公司LuxVue以來，被喻為次世代顯示技術的Micro LED從萌芽期正式進入成長期，並吸引全球廠商持續投入資源研發，但許多技術障礙與設備限制仍難以克服，導致生產成本始終難以降低，Micro LED在商業化的路上仍是走走停停。 Micro LED不只亮度與對比效果超越OLED，又具備反應迅速、低功耗與高可靠度特性，若成功導入行動裝置與汽車應用，前景可說一片看好。然而，Micro LED製造流程繁瑣，使用的原材料、製程耗材、生產設備、檢測儀器及輔助治具等，需求規格嚴謹且精密度相對嚴格。 Micro LED 晶圓製造 Micro LED與LED同樣都以磊晶矽晶圓為基礎，然而Micro LED磊晶的需求遠比傳統LED來得嚴苛。Micro LED晶片大小不超過100微米，僅是傳統LED晶片的1％，因此磊晶的波長一致性至關重要，晶圓若有不平整，可能導致晶片缺陷，增加後續製程開銷。不過現有的磊晶矽晶圓生產設備多為生產傳統LED晶圓而製，幾乎無法滿足Micro LED晶圓的要求。再者，磊晶晶圓上的晶片製程也相當關鍵，可能影響到後續的晶圓結合與轉移等製程。 為突破生產限制，多家磊晶製程MOCVD設備廠商與晶片廠合力發展Micro LED晶片，以提升晶片的效率與品質，同時加速生產放量。例如AIXTRON在今年一月宣布與台灣錼創科技簽訂Micro LED的生產合作協議，Veeco則與德國Micro LED技術廠商ALLOS合作。 Micro LED 轉移技術 若要製作Micro LED顯示器，需先將Micro LED晶片從藍寶石基板移除，轉移至另一個暫存基板上，再視功能與目的需求移到不同的背板上。由於晶片極小且數量龐大，轉移過程倍加困難，如果使用傳統的取放技術來轉移上百萬顆LED，勢必極為耗時又提高生產成本。為加速轉移過程，目前已有多家廠商研發各種轉移技術，如Pick & Place轉移、流體組裝、雷射轉印等。除此之外，要將Micro LED晶片放置到目標基板上並準確排列，也是一項困難的挑戰。為了滿足不同轉移方法的需求，晶片廠商必須與轉移技術廠密切合作，才能提升總體良率與效率。 針對現有各轉移方案的優勢與劣勢，TrendForce旗下LEDinside分析指出，Pick & Place轉移技術可應用在10微米以上的晶片產品，但轉移效率、精準度與穩定度相對較低，eLux等廠商採用的流體組裝技術雖然轉移速度較快，但因過程中可能導致晶片損毀，因此無法保證良率，而索尼以及新創公司如Uniqarta、QMAT等使用的雷射轉印技術，有機會可以轉移尺寸小於10微米的晶片，而且精準度提升，但設備成本相對也較高。 為了維繫目前在Micro LED技術的領先優勢，許多品牌廠商都與巨量轉移技術開發商結盟，例如蘋果收購LuxVue、歐司朗與X-Celeprint合作等。Rohinni則與設備廠商K&S合作開發巨量轉移解決方案，並與京東方成立合資公司，以借力其在放置（placement）技術的優勢。 此外，近期美國專利商標局也公布，蘋果獲得Micro LED晶片轉移和結構技術專利，讓附帶有金屬薄膜層的Micro LED結構能夠更容易大批量轉移和組裝到目標接收基板上，這是Micro LED顯示器最具挑戰的生產過程之一，也證明蘋果在Micro LED技術上仍默默的開發與布局。 Micro LED 檢測與其他 檢測也是製程中的重要環節，在生產過程中必須持續檢測Micro LED晶片功能是否正常，以確保晶片效率並提高整體良率，若檢測到瑕疵就必須維修，但晶片微小化同樣加深檢測困難度，因此各家設備廠商正致力研發更有效及精準的解決方案。 另外，背板材質、全彩解決方案與驅動IC設計也是Micro LED顯示器的生產瓶頸。業界廠商積極進行供應鏈的垂直整合並策略聯盟，帶領Micro LED顯示器邁向實際應用。然而，在Micro LED正式邁向商業化之前，仍有待更創新的技術發展來解決生產製程中的難題，以求降低生產成本跟加速量產速度。 （本文作者為集邦科技TrendForce）