MicroLED抢攻智能车头灯市场，有望开创蓝海市场
近年来许多厂商纷纷展出microled显示器，在该显示技术量产之前，miniled做为lcd显示器的背光应用产品将会率先上市。然而，这波led的微型化趋势掀起的不仅是显示技术的革命，也将为智能车头灯的应用带来更多可能性。
这几年发光二极管(light emitting diode, led)的微小化，掀起一阵显示器产品的革命。直下式微型led背光模组能提供lcd tv更细腻的区域调光技术(local dimming)，更能提升影像对比与高动态范围(hdr)。
在索尼(sony)推出8k×2k 10公尺宽的超大led显示屏幕cledis(crystal led integrated structure)之后，三星(samsung)也不示弱地推出146英寸4k×2k the wall led显示屏幕。甚至今年首先在瑞士苏黎世推出onyx品牌，也推出了10公尺宽5公尺高并具备4k×2k分辨率的cinema led screen，企图逐步取代投影式的d-cinema。
在中小尺寸方面，友达光电(auo)推出了8英寸1280×480的microled显示器，而和莲光电(jasper display)则推出0.7英寸的硅基背板供microled单色可达1920×1080的超高分辨率，可应用在ar/vr、hud、hmd与智能车头灯等领域，颠覆将led做为传统照明光源的印象。
microled/miniled应用大不同
在风起云涌的潮流中，这些新型态微型发光二极管都被冠以microled之名而风行一时，但是led大小将造成应用端极不一样的面貌，对技术的挑战也有截然不同的难度。尤其是将巨量的微型led转移(mass transfer)至基板的技术，更是一大挑战。
因此或许可以将微型led从尺寸做进一步的分类，以利更深一层的探讨。目前业界常见的分法是：若led尺寸在100μm以上归类为miniled，若是led尺寸小于100μm则归类为microled。
以100μm做为分界的原因多少与传统led制程相关。传统led制程以蓝宝石为基板，其微小化目前只能做到5mil×6mil，亦即127μm×152μm，当尺寸再往下缩，蓝宝石基板的良率就会变差。
因此microled大多以非蓝宝石的基板做开发，例如auo以ltps背板开发8英寸全彩的显示幕，和莲光电则以硅基背板开发出0.55英寸以及0.7英寸的microled等开发套件。
microled与miniled的应用面截然不同，miniled大多应用在大尺寸的直下式背光模组或是直视型显示器，而microled则大多在小尺寸的显示应用，各有各的技术复杂度与挑战。
高亮度优势助microled对抗oled
microled因其高亮度、低功耗特色在近几年受到业界的瞩目。原本有机发光二极管(organic light-emitting diode, oled)已在ar眼镜、手机面板与智能手表等小尺寸应用上，已有不错的成绩。
但是在室外的强光环境，有时其颜色亮度表现不如预期。随着microled的技术趋近成熟，由于microled结构简单，加上无机材质、无残影与寿命长、低功耗与高亮度的优势，让该技术成为能与oled竞争的技术，ledinside更在2018年4月大胆宣称microled即将变成ar显示器产业的新主流。
任何显示技术想要应用在ar眼镜，重点在于轻薄短小。过去的ar眼镜，结构上多以液晶屏幕(liquid-crystal display, lcd)或lcos(liquid crystal on silicon)显示面板加上光源为主，体积与功耗往往成为限制，难以突破。
oled是一种自发光的材料，系统架构上比lcd或lcos面板加背光源来的简单，让ar/vr眼镜可以更轻巧，但是在室外的环境使用-穿透式(see through)应用上，亮度则仍略嫌不足。
但是以vr全罩式、非穿透式应用上，oled仍有其应用的优点。microled跟oled一样也是自发光源，因此系统架构上跟oled都比传统lcd/lcos搭配光源的设计来的简单许多，不仅体积缩小，光效率也提升很多。
但是microled比起oled在亮度上更加明亮，加上功耗低的优点，在穿透式应用上，已呈现对oled逼宫的效果。
建立完整生态圈 巨量转移良率提升
目前做为最微小型的microled的驱动背板专注于1英寸以下的硅基背板，这是利用***多年的半导体技术为深厚的基底，以sram为基本的画素单位，数位式的调变控制(pulse-width modulation, pwm)，控制画素(pixel)的on/off跟不同的功率输出阶层(有点像显示器的gray scale level)。
其中国内的jasper display以其lcos对基板sram的开发经验，转而帮助配合厂商开发microled专用驱动背板。但是过程其实突显了microled产业必须是个宏大的生态体系，因为硅基背板如何去结合microled在一个小于1英寸的硅基背板上，如何巨量转移两百万颗microled而且还要有很高的良率，这都不是单一厂商可以完成的，至少目前还没有看到这样有野心的厂商。
因此做为提供硅基背板与控制器的公司，必须与有能力生产μm等级的led芯片厂商配合，双方找出合作的基础，让microled的晶粒大小与硅基背版画素的pixel大小相当，好让彼此的结合能做到一对一的绝配。
这样硅基背板若是1920×1080结合上同等大小的microled就能达到单色1920×1080的microled显示芯片，读者可以想像这好比一个小于1英寸的超高精细1920×1080的显示屏幕。
光是如何巨量转移结合就是目前许多新创公司的研究题目，英国公司plessey就是这样的microled巨量转移公司，其实该公司的技术应该不叫巨量转移，因为它是利用过去长年在精细的printer head的控制，加上剑桥大学的技术转移，plessey用磊晶成长gan于硅晶圆的技术，在微小的空间制作出百万颗等级的microled晶圆，然后将microled晶圆与硅基背板做结合，即可瞬间将200万颗的microled结合到小于一英寸的硅基控制背板。
这样的技术一般称为monolithic microled，亦即单一成形的microled晶圆贴合技术。这样就克服了巨量转移过程中的损耗产生的良率问题，也节省转移的时间跟成本。以小于一英寸的microled显示芯片而言，似乎monolithic microled是唯一可行的量产技术，目前在德国及美加都有类似的公司开发这monolithic microled的技术。
如何让单色的microled形成全彩又是另一个挑战。简单来说可以用量子点(qds)或是荧光玻璃片(pg)来让microled混色，以四个像素为一个全彩的基础，若是要追求亮度，就以rgbg作为这四个像素的组成。若要颜色好，就以rgrb当作这四个像素的组合。因此原本单色1920×1080的microled就会变成960×540的全彩microled，因为2×2的像素变成了全彩的单元。
microled抢攻智能车头灯市场
超微小自发光的microled已经带动产业的应用革命。首先对高发光效率、高亮度与低功耗对ar与hud的应用生态带来新的冲击，改变过去未能达到的设计目标，进而取代oled成为新宠儿。另外一个全新的应用变革则是一个比较无法联想的领域—智能车头灯。
智能矩阵车头灯smart matrix headlights或许不是新闻，过去德州仪器(ti)也曾搭配激光光源推广其dmd技术。传统车头灯演进从卤素灯hid到发光效率更好的led车灯，但是都还是基础发光效率的进步，投射出的光型没有变化。智能头灯指的是光源可以切割成许多单元，单元可独立控制，因此可以针对路况做出智能的判断与调控。
所以dmd就提供了一个可以切割许多单元控制的反射介面。但是dmd还是需要激光光源与相对应的光学元件，不仅效率降低、系统也变得复杂。当自发光源microled正逐步取代lcd/lcos等需要额外光源跟光学元件的投影技术在ar应用之际，microled也出现在智能头灯的竞争技术蓝图，企图取代需要较复杂光学设计与系统的dmd+光源的解决方案。
microled在智能头灯的技术门槛，主要在于亮度够不够。由于microled越小颗、发光效率越差，因此ar显示器所使用的microled显然在亮度尚无法满足车灯所需，必须用更大的电流与适当的晶粒大小并且发光效率更好的microled。所以在智能头灯应用的microled就不需要超高分辨率，也不用全彩，而是要去找出发光效率与体积的最佳组合的大小。
2018年osram公布其1,024颗microled(从尺寸看应该是miniled)的eviyos智能头灯，这相对应于传统的led车头灯已经是数百倍的倍数数量。所以eniyos的车灯能投影呈现简单的影像与文字示范。将来大电流的驱动、适当尺寸高效率的microled，应该能提供兼顾亮度与分辨率的智能车头灯。
智能车头灯有趣的应用是车辆以相机(camera)、光达(lidar)、红外线与雷达等等不同的侦测组合，全时侦测前方路况，若侦测到行人或对向车辆，车辆的智能处理器会根据专家系统的经验与智能，控制矩阵式头灯的每个microled亮度，避免炫光直接照到其他驾驶的眼睛。
另外，智能矩阵头灯还能将斑马线投射到前方道路，以表示礼让行人；或是投射提醒大货车的显示标志、路面状况等等。一旦能够大量制造生产，这个以microled为核心的智能矩阵头灯将会为交通安全带来巨大的正面影响。
台厂led技术领先 开创蓝海市场有望
***靠着半导体技术在it产业建立了无可取代的重要地位，虽然it代工的oem/odm利润不断被侵蚀，台积电在晶圆上下游产业仍然占据无法撼动的龙头地位。当***led产业面临中国的低价竞争威胁，势必要走出不一样的蓝海策略。
最近透过miniled与microled的研发与应用热潮，***产业再度领先在这个潮流的前端。其中在微小尺寸的microled显示器，***jasper display与客户合力开发的microled显示器屡屡出现在国际大展，并吸引其他国际大厂慕名前来开发智能车头灯等microled应用。
除了microled的应用外，也将其硅基背板与控制器技术发展成x-on-silicon的数位异质整合应用平台。若是在硅基背板上结合反射式液晶就成为传统熟知的lcos面板，可应用于高阶显示器、高分辨率的3d打印机(3d printer)或是做为slm(spatial light modulator)、应用在医学以及3d立体显示的应用。
最近更有厂商以mems的micro-mirror微结构结合硅基背板平台，开发出类似德州仪器的dmd芯片。唯有不断的以创新精神去开发出蓝海的应用才是***厂商能灵活的在中国低价竞争的现实困境中脱颖而出，创造出***特有的附加价值与贡献。
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随着智能时代的发展 如何保证网络安全非常重要
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这几年发光二极管(light emitting diode, led)的微小化，掀起一阵显示器产品的革命。直下式微型led背光模组能提供lcd tv更细腻的区域调光技术(local dimming)，更能提升影像对比与高动态范围(hdr)。
在索尼(sony)推出8k×2k 10公尺宽的超大led显示屏幕cledis(crystal led integrated structure)之后，三星(samsung)也不示弱地推出146英寸4k×2k the wall led显示屏幕。甚至今年首先在瑞士苏黎世推出onyx品牌，也推出了10公尺宽5公尺高并具备4k×2k分辨率的cinema led screen，企图逐步取代投影式的d-cinema。
在中小尺寸方面，友达光电(auo)推出了8英寸1280×480的microled显示器，而和莲光电(jasper display)则推出0.7英寸的硅基背板供microled单色可达1920×1080的超高分辨率，可应用在ar/vr、hud、hmd与智能车头灯等领域，颠覆将led做为传统照明光源的印象。
microled/miniled应用大不同
在风起云涌的潮流中，这些新型态微型发光二极管都被冠以microled之名而风行一时，但是led大小将造成应用端极不一样的面貌，对技术的挑战也有截然不同的难度。尤其是将巨量的微型led转移(mass transfer)至基板的技术，更是一大挑战。
因此或许可以将微型led从尺寸做进一步的分类，以利更深一层的探讨。目前业界常见的分法是：若led尺寸在100μm以上归类为miniled，若是led尺寸小于100μm则归类为microled。
以100μm做为分界的原因多少与传统led制程相关。传统led制程以蓝宝石为基板，其微小化目前只能做到5mil×6mil，亦即127μm×152μm，当尺寸再往下缩，蓝宝石基板的良率就会变差。
因此microled大多以非蓝宝石的基板做开发，例如auo以ltps背板开发8英寸全彩的显示幕，和莲光电则以硅基背板开发出0.55英寸以及0.7英寸的microled等开发套件。
microled与miniled的应用面截然不同，miniled大多应用在大尺寸的直下式背光模组或是直视型显示器，而microled则大多在小尺寸的显示应用，各有各的技术复杂度与挑战。
高亮度优势助microled对抗oled
microled因其高亮度、低功耗特色在近几年受到业界的瞩目。原本有机发光二极管(organic light-emitting diode, oled)已在ar眼镜、手机面板与智能手表等小尺寸应用上，已有不错的成绩。
但是在室外的强光环境，有时其颜色亮度表现不如预期。随着microled的技术趋近成熟，由于microled结构简单，加上无机材质、无残影与寿命长、低功耗与高亮度的优势，让该技术成为能与oled竞争的技术，ledinside更在2018年4月大胆宣称microled即将变成ar显示器产业的新主流。
任何显示技术想要应用在ar眼镜，重点在于轻薄短小。过去的ar眼镜，结构上多以液晶屏幕(liquid-crystal display, lcd)或lcos(liquid crystal on silicon)显示面板加上光源为主，体积与功耗往往成为限制，难以突破。
oled是一种自发光的材料，系统架构上比lcd或lcos面板加背光源来的简单，让ar/vr眼镜可以更轻巧，但是在室外的环境使用-穿透式(see through)应用上，亮度则仍略嫌不足。
但是以vr全罩式、非穿透式应用上，oled仍有其应用的优点。microled跟oled一样也是自发光源，因此系统架构上跟oled都比传统lcd/lcos搭配光源的设计来的简单许多，不仅体积缩小，光效率也提升很多。
但是microled比起oled在亮度上更加明亮，加上功耗低的优点，在穿透式应用上，已呈现对oled逼宫的效果。
建立完整生态圈 巨量转移良率提升
目前做为最微小型的microled的驱动背板专注于1英寸以下的硅基背板，这是利用***多年的半导体技术为深厚的基底，以sram为基本的画素单位，数位式的调变控制(pulse-width modulation, pwm)，控制画素(pixel)的on/off跟不同的功率输出阶层(有点像显示器的gray scale level)。
其中国内的jasper display以其lcos对基板sram的开发经验，转而帮助配合厂商开发microled专用驱动背板。但是过程其实突显了microled产业必须是个宏大的生态体系，因为硅基背板如何去结合microled在一个小于1英寸的硅基背板上，如何巨量转移两百万颗microled而且还要有很高的良率，这都不是单一厂商可以完成的，至少目前还没有看到这样有野心的厂商。
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这样的技术一般称为monolithic microled，亦即单一成形的microled晶圆贴合技术。这样就克服了巨量转移过程中的损耗产生的良率问题，也节省转移的时间跟成本。以小于一英寸的microled显示芯片而言，似乎monolithic microled是唯一可行的量产技术，目前在德国及美加都有类似的公司开发这monolithic microled的技术。
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microled在智能头灯的技术门槛，主要在于亮度够不够。由于microled越小颗、发光效率越差，因此ar显示器所使用的microled显然在亮度尚无法满足车灯所需，必须用更大的电流与适当的晶粒大小并且发光效率更好的microled。所以在智能头灯应用的microled就不需要超高分辨率，也不用全彩，而是要去找出发光效率与体积的最佳组合的大小。
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智能车头灯有趣的应用是车辆以相机(camera)、光达(lidar)、红外线与雷达等等不同的侦测组合，全时侦测前方路况，若侦测到行人或对向车辆，车辆的智能处理器会根据专家系统的经验与智能，控制矩阵式头灯的每个microled亮度，避免炫光直接照到其他驾驶的眼睛。
另外，智能矩阵头灯还能将斑马线投射到前方道路，以表示礼让行人；或是投射提醒大货车的显示标志、路面状况等等。一旦能够大量制造生产，这个以microled为核心的智能矩阵头灯将会为交通安全带来巨大的正面影响。
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***靠着半导体技术在it产业建立了无可取代的重要地位，虽然it代工的oem/odm利润不断被侵蚀，台积电在晶圆上下游产业仍然占据无法撼动的龙头地位。当***led产业面临中国的低价竞争威胁，势必要走出不一样的蓝海策略。
最近透过miniled与microled的研发与应用热潮，***产业再度领先在这个潮流的前端。其中在微小尺寸的microled显示器，***jasper display与客户合力开发的microled显示器屡屡出现在国际大展，并吸引其他国际大厂慕名前来开发智能车头灯等microled应用。
除了microled的应用外，也将其硅基背板与控制器技术发展成x-on-silicon的数位异质整合应用平台。若是在硅基背板上结合反射式液晶就成为传统熟知的lcos面板，可应用于高阶显示器、高分辨率的3d打印机(3d printer)或是做为slm(spatial light modulator)、应用在医学以及3d立体显示的应用。
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