发挥氮化镓特性，Porotech攻克红光Micro LED技术瓶颈

近年来Micro LED技术不断突破，加上元宇宙、车用领域带动次世代显示技术的需求，商用化这一目标仿佛近在咫尺。其中，红光Micro LED芯片一直是技术瓶颈，但英国Micro LED公司却将材料的劣势化为优势，甚至有效缩短制程、降低成本，这到底怎么做到？《科技新报》特地专访Porotech执行长兼创办人朱彤彤，来了解该公司的技术独到之处。
Micro LED技术提供商Porotech成立于2018年4月、2019年11月从剑桥大学分拆，Porotech执行长朱彤彤表示，过去在剑桥大学常做磊晶相关材料，一开始做雷射、量子光源，没特定选做Micro LED，但因了解材料的优点、缺点和本身问题，深知如何发挥材料特性，发现通过“纳米波谱架构”可有效发挥氮化镓特性，这个材料跟硅基、CMOS结合后优势更强，经过技术、市场潜力等多方位评估后，决定从Micro LED切入。因为深刻了解氮化镓的材料特性，Porotech去年发表全球第一套氮化铟镓（InGaN）基的红光、蓝光、绿光的Micro LED显示器，打破红、绿、蓝必须通过不同材料的瓶颈，有效解决红光Micro LED必须混合多种材料系统的问题，且不再受限于任何基板，可有效降低成本问题。▲ 全球第一套氮化铟镓（InGaN）基的红光显示器。（Source：Porotech）朱彤彤指出，这项技术会尽快实现产品化，目前已经与面板厂合作，提供材料和芯片来供巨量转移和面板制程，终端市场主要是大尺寸屏幕和手机。而Porotech主要技术聚焦于“动态画素调整”，顾名思义是可动态调整颜色。朱彤彤解释，只要通过一颗芯片、同一个像素，就能散发任何人眼所见的任何色彩，通过电流密度、电压驱动，让氮化镓实现所有颜色，“只要给它一个讯号，就能改变颜色，按一下钮就是绿色，也可以是蓝色、红色”。不过，“动态画素调整”不光是LED问题，需要特制背板和驱动方式，寻找供应链及合作厂商，提供客户做自己的Micro Display，所以需要长时间布局。朱彤彤也透露，今年下半年会展示真正的动态调光、多色显示模块，预计8月底、9月初会有第一批样机。由于这项技术通过驱动方式决定颜色亮度，材料端必须固定规格，确认电流密度、电压的数值可调成何种颜色；此外，要将三种颜色整合在一颗芯片上，也是较困难的部分。▲ 通过不同数值驱动，可以展现不同颜色。（Source：Porotech）朱彤彤指出，由于没有传统子像素（sub pixel），这种技术有助于在同样分辨率条件下，Micro LED发光区域较大、芯片尺寸也较大、效率也高，系统端在整合时无须考虑材料间的匹配程度，也不需要让红色、绿色、蓝色各磊晶长一次，或垂直堆栈。此外，在消除Micro LED关键制造障碍后，还能解决修复功能，提高产量，并降低生产成本和上市时间。朱彤彤表示，“氮化镓有这种特性，单色颜色纯度会飘移，颜色会跟着密度动，所以我们利用材料体系特性，反而可以将单色做得非常纯，只要将材料限制和导致颜色不纯的因素去掉，同时利用颜色飘移，将它做到最大化，就能实现全彩。”研究Micro LED必须用半导体思维在被问及Micro LED最大瓶颈，朱彤彤认为，过去传统LED与半导体有各自的生态，但Micro LED不一样，必须将两个结合在一起，从材料、思维、产线甚至整个产业，都要像半导体的思维迈进，“必须考虑良率和后续硅基背板，加上系统整合，在Micro LED产业中，不是最亮才是效率最好，还要考虑到后续芯片、驱动方式和SOC匹配程度。”他认为，现在最大问题是要做到跟半导体一样的精度、质量、良率，才能跟硅基进行匹配和整合，“不是LED归为LED、半导体归为半导体，两者必须结合，除了有半导体的强势表现，还必须发挥氮化镓LED特性。”Micro LED不再是传统LED，而是必须以半导体思维执行。朱彤彤认为，Micro LED未来不光是“显示要求”，长远必须将Micro LED做到终端SOC上面，在沟通效率、功能性上改进，目前芯片太多仍不是最终端的解决方案。也因此，朱彤彤希望Porotech成为系统整合解决方案的提供商，从原本做材料、外延片，到后来芯片、Micro Display，下一步是光学，最后是提供光模块（Optical Module）解决方案。至于最大竞争对手，朱彤彤开玩笑说道，“目前最大竞争对手就是OLED！”，希望以开放合作的心态，与其他Micro LED公司一起做事、学习。他认为，Micro LED是现在唯一一次机会，值得大家尝试，做到跟半导体一样做到达12英寸。此外，也希望通过Micro LED这个机会，将化合物半导体上升一个档次，与硅基对齐，当做到12英寸时，Micro LED功能性和应用场景将有更好的发挥。

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