新技術初創公司 MICLEDI Microdisplays（來自比利時 IMEC）的成立是為了響應人們對增強現實 (AR) 眼鏡顯示系統日益增長的興趣。為了滿足新興技術的技術挑戰，MICLEDI 仍然專注于微型顯示模塊，這是 AR 的關鍵任務組件之一。

與用于移動計算和電視顯示器的 OLED 一樣，將光源和像素合并到一個簡化的顯示子系統中，可以為 AR 眼鏡提供解決方案，解決當前可用系統的外形、設計和可穿戴性問題。

資料來源：MICLEDI Microdisplays

MicroLED 解決方案最重要的價值之一是亮度。其他方法（OLED、LCOS、DLP 等）的亮度對于在自然陽光下戶外使用的透明透鏡顯示器而言太低。MicroLED顯示器可以產生 100 萬至 1000 萬尼特，這可以在明亮的陽光下在清晰的鏡頭上創建充滿活力且清晰可見的全彩色圖像。

消費者不想看起來像 Darth Vader 戴著未來的數字顯示“耳機”。他們需要時尚、迷人且舒適的眼鏡，可以全天佩戴，內外兼修。他們希望 AR 眼鏡可以作為無數移動消費計算、通信和圖像捕捉設備（包括手機、手表、平板電腦、相機、無人機和其他便攜式設備）的組合數字顯示器。增強現實眼鏡正逐漸從用于工業、企業和軍事市場的笨重和昂貴的產品轉向輕便、低功耗和價格敏感的消費類產品。

要實現這種演變，視覺性能是關鍵。行業領導者在AR眼鏡系統拓撲的前端和后端方面取得了重大進展。前端包括 AR 眼鏡生態系統的電源/無線/視頻管道部分。后端包括系統的光學部分，它接收來自顯示模塊的光，并通過光學組合器/波導技術將來自發射器的圖像投射到視網膜上。中間的部分是存在剩余挑戰的地方。

選擇的技術

許多公司都押注 microLED 顯示器來解決這一中間挑戰。近年來已經展示了令人印象深刻的 microLED 原型。一些目標規格以及批量生產仍然構成挑戰。MICLEDI 推出了帶有背板集成的?MicroLED工藝流程，使用標準量產設備在 300mm CMOS 生產線中實現。概念驗證是通過與當今批量生產的 3D 堆疊背照式成像器類似的集成方案實現的。

資料來源：MILEDI Microdisplay

與其他微顯示技術相比，MicroLED?顯示模塊的主要區別在于分辨率和亮度。其他參數，例如功率預算、圖像質量、產量和成本，也會影響集成方法。

用于基于波導的 AR 眼鏡的MicroLED?顯示模塊的亮度目標源自這樣一個事實，即顯示模塊產生的光子只有 3% 或更少會到達眼睛，要么被投影光學器件和組合器/波導衰減，要么被浪費以適應人類雙眼距離差異等因素。這意味著對于透明或透明鏡片眼鏡的戶外使用，需要產生 1-1000 萬尼特的“白光”，且功率預算與手機顯示屏相似 (<1W)。非MicroLED光源的亮度限制不足以滿足真正的透明鏡片消費類 AR。

可制造性

采用基于MicroLED的微型顯示器的最大障礙之一是顯示模塊的可制造性。300mm 晶圓制造是該解決方案的一個支持部分。該圖說明了不同像素間距的顯示尺寸，包括超出像素化有源區域的驅動器和接口電路，應用了關于高級節點（<45nm）中背板 ASIC 性能的基本假設。

對于僅 5μm 間距的 FHD 顯示器，先進鑄造廠中曝光工具的光罩尺寸的實際限制正在逼近。這將強烈影響可制造性和產量。為了取得適當的妥協，MICLEDI 為每種顏色設計并優化了MicroLED?面板：紅色、綠色和藍色。

資料來源：MICLEDI Microdisplays

另一個挑戰是將MicroLED?顯示模塊集成到 ASIC 背板上。有許多不同的方法可以實現這一點，目前用于不同類型的顯示器——OLED、LCOS 等。該圖說明了不同的方法。MICLEDI 的論點是，前面板和背板的集成可以在獨立的 300mm 制造流程中最好地實現，使用經過驗證的專有混合晶圓到晶圓鍵合方法以及今天可用于演示的設備。

由于 300mm 晶圓中沒有 LED 起始材料，如果有的話，晶圓應力、彎曲度和與背板 ASIC 晶圓間鍵合的平面度將面臨重大挑戰，因此有必要重構一流的epi 材料到 300mm 硅載體晶圓上，然后可以通過世界級 CMOS 工廠提供的制造工具進行處理。該圖說明了通過將 100 至 200 毫米晶圓的外延芯片切割并重新填充到 300 毫米硅晶圓上來調整 GaN 外延晶圓的尺寸。圖中還展示了隨后制造的MicroLED晶圓，該晶圓已準備好通過專有工藝粘合到 CMOS ASIC 背板上。Epi 小芯片的間距是與所選背板設計和晶圓圖對齊所需的間距的函數。

商業模式

在顯示模塊領域，MicroLED 制造商可以設計、制造和銷售集成的前面板和背板作為集成模塊。對于具有獨特市場需求的大型 OEM，另一種選擇是讓 OEM 設計背板 ASIC，并將設計移植到兼容的晶圓廠，以便與前面板MicroLED集成。對于特別大且有能力的原始設備制造商來說，第三種選擇可能是向他們許可MicroLED制造的獨特元素，并使他們能夠自己生產顯示模塊。

資料來源：MICLEDI Microdisplays

目前，用于軍事、工業和企業解決方案的 AR耳機價格在 1,000 美元到 5,000 美元之間，甚至更高，市場采用僅限于利基應用。隨著基于MicroLED?的顯示模塊的成本、尺寸、分辨率和功率進入滿足消費者規格的領域，需求量將飆升至與手機和平板電腦相媲美的水平。

AR 眼鏡系統拓撲中的三個元素中的每一個的業務模型都是相似的。在這個市場發展階段，前端、后端和中間的專家提供高度專業化和優化的組件，原始設備制造商購買這些組件并將它們集成到他們獨特的 AR 眼鏡中。專業供應商設計、制造和銷售 IC 以啟用前端——無線/GPU/電源。其他專業供應商設計、制造和銷售光學引擎和波導以服務于后端。第三組專業供應商，如 MICLEDI，設計、制造和銷售顯示模塊。有一些原始設備制造商試圖收購前、后、中專業公司以實現完全垂直整合的例子。普遍的市場動態仍然是分散的供應商提供一流的解決方案，

隨著市場的不斷發展，以及高產量、低成本方法的成熟，上述所有三種商業模式很可能都會存在，以適應適當的市場條件和商業實體的需求。

編輯：黃飛