berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Sebagai jembatan kerja sama antara Fujian dan Taiwan, Xiamen telah meletakkan dasar yang kokoh bagi industri layar optoelektronik dengan mengandalkan keunggulan lokasinya yang unik dan melalui promosi investasi serta layanan kebijakan "satu perusahaan, satu kebijakan". Setelah bertahun-tahun pengembangan, Xiamen telah membentuk tata letak rantai industri yang relatif lengkap yang mencakup LED, substrat kaca, panel, modul, monitor LCD, mesin lengkap, dll. Sebagai daerah pendukung penting bagi industri tampilan optoelektronik Xiamen, Distrik Huli tidak hanya memiliki kinerja luar biasa dalam tata letak rantai industri regional, namun juga cukup efektif dalam evolusi teknologi perusahaan, sehingga layak untuk diamati dan diteliti secara mendalam.

Untuk memahami dengan lebih jelas kesulitan teknis dan arah pengembangan masa depan di bidang tampilan optoelektronik, reporter The Paper mewawancarai Profesor Huang Kai, wakil dekan Sekolah Sains dan Teknologi Fisika Universitas Xiamen dan direktur eksekutif Xiamen Future Display Lembaga Penelitian Teknologi Laboratorium Inovasi Jiageng. Institut Penelitian Teknologi Tampilan Masa Depan Xiamen, tempat Profesor Huang Kai bekerja, merupakan penghubung penting dalam kerja sama penelitian industri-universitas di industri optoelektronik Xiamen. Sebagai ilmuwan terkemuka di bidang ini, Huang Kai dan timnya berkomitmen untuk memberikan dukungan teknis bagi industri tampilan optoelektronik Xiamen dan memainkan peran penting dalam komunikasi dan koordinasi antara rantai industri hulu dan hilir.

Makalah: Mengapa industri tampilan optoelektronik Xiamen dapat berkembang? Dari mana asal mula teknologi yang relevan?

Huang Kai: Pada awal tahun 2000, Xiamen mulai fokus pada pengembangan industri optoelektronik. Pada saat itu, banyak energi dan sumber daya yang diinvestasikan, termasuk dukungan dari berbagai kementerian dan komisi nasional. Kota Xiamen juga memperkenalkan serangkaian kebijakan untuk mendukung pembangunan dari industri LED. Pada saat itu, Jepang dan Taiwan memiliki kinerja lebih baik dalam LED, namun setelah lebih dari sepuluh tahun pengembangan, Xiamen telah mencapai keunggulan signifikan dalam bidang pencahayaan semikonduktor global. Pada puncaknya, produk lampu LED Xiamen menguasai hampir 40% pasar global. Dalam beberapa tahun terakhir, optoelektronik dan layar mulai menyatu satu sama lain sampai batas tertentu, dan pencahayaan secara bertahap berubah dan terintegrasi erat dengan layar. LED optoelektronik semakin banyak digunakan dalam industri layar. Tidak hanya area penerapannya yang meningkat, namun rantai nilai juga terus meningkat.

Perkembangan Xiamen di bidang tampilan optoelektronik memiliki tingkat kontingensi dan keniscayaan tertentu. Letak geografisnya yang dekat dengan Taiwan, dan perpaduan budaya yang alami telah sangat mendorong perkembangan industri ini. Pada saat yang sama, permulaan Xiamen belum terlambat. Industrialisasi layar optoelektronik global dimulai sekitar tahun 2000. Pada bulan Juni 2003, "Proyek Penerangan Semikonduktor Nasional" diluncurkan, dan Xiamen merespons dengan cepat dan menginvestasikan banyak sumber daya untuk mendukung pengembangan industri. Saat itu bahkan para direktur, wakil direktur, bahkan staf umum kantor kecamatan pun ketika bertemu mereka sedang membicarakan LED, yang memang menciptakan suasana di mana semua orang peduli dan peduli terhadap perkembangan LED. Dari segi sumber teknologi, teknologi LCD dan OLED dalam negeri sebagian besar berasal dari Jepang, Korea Selatan, dan Taiwan. Tiongkok mengeluarkan banyak uang untuk memperkenalkan jalur produksi ini dan mengirim sekelompok tulang punggung teknis ke Jepang untuk belajar di luar negeri selama satu atau dua tahun, mereka membawa kembali teknologi dan pengalaman canggih.

Dengan dukungan kekuatan penelitian ilmiah di Tiongkok daratan dan Taiwan, Tiongkok secara bertahap mengembangkan dan memperluas industri layar optoelektroniknya sendiri. Setelah sekitar 20 tahun kerja keras, Tiongkok telah mengembangkan tim ekologi dan bakat industri optoelektronik yang lengkap mulai dari ilmuwan, insinyur, hingga manajer bisnis.

Makalah: Apa yang dimaksud dengan evolusi teknologi?

Huang Kai: Laptop mulai menjadi lebih tipis dan ringan sekitar tahun 2010. Sebelum tahun 2010, layar LCD lebih banyak digunakan. LCD itu sendiri tidak memancarkan cahaya dan memerlukan lampu latar untuk mewujudkan fungsi tampilan. Fungsinya adalah untuk menghasilkan gambar dengan mentransmisikan atau memblokir cahaya latar secara selektif. Layar terdiri dari banyak piksel, dan setiap piksel dibagi menjadi tiga subpiksel: merah, hijau, dan biru. Untuk menampilkan lampu merah, layar memblokir lampu biru dan hijau. Oleh karena itu, selain lapisan kristal cair yang berfungsi sebagai “katup”, diperlukan juga lampu latar untuk menerangi layar. Monitor awal menggunakan lampu neon kecil untuk penerangan, yang membatasi ketebalan layar. Sekitar tahun 2010, tabung neon digantikan oleh lampu latar LED, yang sangat mengurangi ketebalan layar. Chip LED yang digunakan untuk lampu latar hanya berukuran beberapa ratus mikron dan sangat tipis, sehingga lampu latar LED dengan cepat menggantikan lampu latar neon tradisional. Perubahan ini juga merupakan dorongan besar bagi industri LED, dengan lampu latar LED menyumbang 60% dari keseluruhan output LED.

Lalu muncullah layar OLED (dioda pemancar cahaya organik), yang tidak memerlukan lampu latar. Pintu masuk pusat perbelanjaan, layar venue, dll. semuanya menggunakan teknologi OLED. Misalnya, layar beresolusi 4K memiliki 4.000 piksel secara horizontal dan 2.000 piksel secara vertikal, sehingga totalnya adalah 8 juta piksel. Setiap piksel harus mampu menampilkan tiga warna: merah, hijau, dan biru, sehingga diperlukan 24 juta subpiksel, dan terdapat serangkaian sirkuit penggerak di belakang setiap piksel. Karena OLED adalah bahan molekul kecil dan mudah teroksidasi, penguapan lapisan luminescent dan pengemasan selanjutnya relatif rumit.

Micro-LED adalah bahan anorganik yang lebih stabil dibandingkan OLED sehingga memiliki persyaratan pengemasan yang lebih rendah. Teknologi seperti LED dan LCD telah saling melengkapi dalam proses pengembangan dan kini perlahan menjadi teknologi yang kompetitif. Meskipun sebagian besar layar laptop masih berupa LCD, hampir semua lampu latar menggunakan LED, dan dua metode lampu latar telah muncul: satu adalah dengan menggunakan LED yang dipasang di tepi yang dipandu ke serat optik melalui pelat pemandu cahaya, dan yang lainnya adalah dengan menggunakan beberapa Mini- Chip LED berfungsi sebagai sumber lampu latar. Ketika ekspektasi pengguna terhadap produk terus meningkat, teknologi terus maju dan solusi baru bermunculan.

Dalam hal chip epitaksi LED, Xiamen berada di posisi terdepan. Substrat chip epitaksi adalah bahan kristal tunggal. Bahan epitaksi tumbuh lapis demi lapis untuk membentuk lapisan fungsional yang berbeda dan doping dari setiap lapisan fungsional berbeda membuat material menjadi kristal. Permukaannya terurai, bergabung kembali, dan tumbuh secara bertahap dengan kontrol presisi pada tingkat nanometer. Secara umum, tren perkembangan teknologi layar adalah kepadatan piksel yang terus meningkat dan ukuran chip yang terus menyusut. Teknologi LCD atau OLED dan Mini-LED dan Micro-LED merupakan teknologi yang kompetitif atau paralel sampai batas tertentu. Saat ini terdapat konsensus bahwa, setidaknya dalam jangka pendek hingga menengah, tidak ada satu teknologi pun yang dapat sepenuhnya menggantikan teknologi lainnya. Setiap teknologi memiliki skenario dan keunggulan yang dapat diterapkan. Misalnya, keunggulan biaya LCD masih memiliki permintaan pasar yang baik.

Makalah: Industri tampaknya percaya bahwa solusi Micro-LED dapat “menaklukkan dunia”. Apakah benar-benar ada solusi “menaklukkan dunia”?

Huang Kai: Secara umum, semakin sulit sesuatu dipersiapkan, semakin sulit pula dihancurkan. Pembuatan Micro-LED memerlukan suhu yang tinggi yaitu seribu derajat, dan senyawa organik biasanya sulit menahan suhu di atas seratus derajat, sehingga diperlukan senyawa anorganik agar lebih stabil. Micro-LED biasanya menggunakan chip di bawah 50 mikron. 5-6 chip dapat ditempatkan searah diameter rambut. Persiapannya sangat sulit. Teknologi transfer mekanis sebelumnya tidak lagi memenuhi persyaratan dan memerlukan penggunaan stamping atau laser .Teknologi perpindahan massa.

Micro-LED telah berkinerja baik pada tahap saat ini. Dengan stabilitas yang sangat baik dan indikator kinerja yang komprehensif, ia telah menjadi teknologi tampilan dengan indikator komprehensif terbaik. Micro-LED memerlukan kecepatan tinggi, presisi tinggi, dan hasil tinggi, yang memberikan persyaratan sangat tinggi pada proses dan peralatan. Sebagai perbandingan, ukuran chip Mini-LED dan LED konvensional umumnya tidak mencapai level mikron, mungkin level milimeter, namun karena jaraknya cukup jauh dari kita, efek tampilannya masih bagus. Solusi tampilan tradisional adalah memblokir dua subpiksel lainnya agar subpiksel yang perlu memancarkan cahaya. Micro-LED menggunakan teknologi self-luminous, dan setiap subpiksel dapat memancarkan cahaya secara independen, sehingga menghasilkan kontras dan warna yang lebih tinggi kinerja. Hal ini memberikan potensi besar dalam aplikasi tampilan, namun juga berarti tantangan manufaktur dan proses yang lebih besar. Biarkan langsung subpiksel yang perlu memancarkan cahaya memancarkan cahaya.

Pada level aplikasi, saat ini hampir hanya Micro-LED yang mampu mencapai layar besar di atas 100 inci. Alasannya adalah Micro-LED dapat disambung dengan mulus. Misalnya, OLED tidak dapat mencapai tampilan area luas dan seragam karena keterbatasan proses penguapan. Selain itu, rangkaian penggerak OLED juga mengalami masalah loss. Untuk layar yang sangat besar, karena adanya bahan resistif, arus yang diperoleh setelah memberikan tegangan pada ujung kiri dan kanan akan berbeda. Ini merupakan masalah yang tidak dapat diatasi bila ukuran layar terlalu besar. Micro-LED dapat mewujudkan penyambungan yang mulus dan dapat menyambung layar besar dengan ukuran berapa pun sesuai kebutuhan. Kemampuan ekstrim laboratorium kami dapat mencapai sekitar 15.000PPI (15.000 piksel per inci).

Selain itu, kecerahan Micro-LED juga jauh lebih tinggi dibandingkan teknologi layar lainnya. Bisa mencapai beberapa juta nits, sedangkan kecerahan maksimum OLED hanya sekitar 10.000 nits. Hal ini terutama terkait dengan sifat materialnya. Micro-LED menggunakan bahan anorganik yang memiliki stabilitas dan daya tahan lebih tinggi. Sebaliknya, bahan organik yang digunakan dalam OLED memiliki stabilitas yang buruk. Ketika arus besar disuntikkan, bahan organik mudah terurai, dan efek termalnya relatif kuat sehingga menyebabkan bahan terbakar.

Tampilan layar yang saat ini dihasilkan oleh laboratorium kami memiliki kerapatan piksel lebih dari 60 mikron. Tidak peduli seberapa dekat layar ditempatkan, tidak ada satu pun piksel yang dapat dilihat. Tampilan LED pada awalnya terutama digunakan untuk aplikasi teknik, namun sekarang secara teknis telah menembus batasan ini dan dapat bergerak menuju pasar elektronik konsumen. Namun, jalan yang harus ditempuh dalam hal industrialisasi masih panjang, dan tantangan utamanya adalah biaya yang saat ini masih sangat tinggi.

Makalah: Dari pencahayaan LED hingga tampilan LED, bagaimana perubahan ini terjadi?

Huang Kai: Justru karena perkembangan industri pencahayaan LED, industri tampilan di masa depan akan diperluas dan secara bertahap meluas ke rantai nilai kelas atas. Tanpa Tiongkok, LED mungkin berhenti menyala. Orang Cina sangat pandai membuat sesuatu terlihat murah. Dari akhir abad terakhir hingga awal tahun 2000, sebelum lokalisasi, harga sebuah LED adalah US$6.

Industri semikonduktor ditandai dengan peningkatan kinerja yang stabil seiring dengan penurunan biaya. Ciri penting dari industri semikonduktor adalah ketika harga produk menurun, skala pasar akan berkembang pesat dan secara bertahap memasuki ribuan rumah tangga. Setelah ditingkatkan, hal ini tidak hanya dapat mengurangi biaya, namun juga menghasilkan aplikasi baru. Biaya produksi yang awalnya tinggi membuat LED paling banyak hanya digunakan untuk penerangan, namun kini LED dapat digunakan secara luas di bidang tampilan.

Untuk LED, persyaratan kinerja chip yang digunakan pada layar jauh lebih tinggi dibandingkan yang digunakan pada pencahayaan. Misalnya, tampilan layar memerlukan keseragaman kromatisitas. Tidak bisa lebih terang di sini dan lebih merah di sana.

Saat ini, pabrik chip LED terbesar di dunia adalah Sanan Optoelektronik, diikuti oleh Jingyuan Optoelektronik dan Qianzhao Optoelektronik. Perlu dicatat bahwa dua dari tiga lokasi tersebut berada di Xiamen. Xiamen memiliki keunggulan yang relatif kuat dalam industri ini dan telah menjajaki lebih banyak skenario penerapan. Selain itu, selama hambatan teknis terbentuk, perusahaan-perusahaan tersebut dapat memiliki kemampuan output yang kuat. Industri teknologi tinggi tidak memiliki batasan pasar regional yang jelas seperti industri lainnya. Mereka menghadapi pasar global. Kuncinya terletak pada seberapa besar pangsa pasar yang dapat diperoleh setiap kota di pasar global.

Makalah: Dari perspektif teknologi persiapan chip, apa perbedaan utama antara chip di bidang tampilan dan chip di sirkuit terpadu?

Huang Kai: Chip optoelektronik menggunakan proses epitaksi fase uap, sedangkan chip sirkuit terpadu menggunakan proses epitaksi fase cair. Chip pada bidang tampilan diklasifikasikan menurut fungsinya. Chip perangkat optoelektronik disebut chip optoelektronik, perangkat konversi daya disebut chip daya, dan chip frekuensi radio. Chip sirkuit terpadu memerlukan presisi lateral yang sangat tinggi, dan alur perlu diukir pada wafer silikon, dengan lebar alur mencapai tingkat nanometer. Chip LED memiliki fitur khusus tersendiri, yaitu memerlukan akurasi vertikal yang sangat tinggi. Chip LED diukir pada substrat dengan fotolitografi. Gallium arsenida atau safir biasanya digunakan sebagai bahan substrat. Bahan tersebut ditumbuhkan melalui suhu tinggi. Substratnya berukuran enam inci atau empat inci, bukan melalui kristal tunggal. Selama proses pertumbuhan material, diperlukan penyesuaian yang konstan. Biasanya terdapat struktur sumur kuantum di tengah LED. Jumlah total lapisan bisa mencapai ratusan lapisan, dan ketebalan setiap lapisan perlu dikontrol secara tepat kurang dari satu nanometer. Dalam kasus ekstrim, bahkan satu lapisan molekuler pun perlu dikontrol hingga akurasi sekitar 0,2 nanometer.

Dari sudut pandang kesulitan teknis, kami telah menaklukkan teknologi chip LED sebelumnya. Dibandingkan dengan chip sirkuit terpadu, masing-masing chip memiliki kesulitan teknis yang berbeda. Ketika suatu industri menguasai teknologi-teknologi utama dan mengambil posisi terdepan, seluruh rantai industri secara bertahap akan menyeimbangkan untuk memastikan bahwa industri tersebut tetap berada di garis depan. Jika suatu permasalahan tertahan dan tidak terselesaikan dalam jangka waktu yang lama, maka akan semakin rentan terhadap kendala dan berdampak pada berbagai aspek seperti peralatan, bahan baku, dan proses.

Ukuran chip LED juga terus menyusut. Pada wafer epitaksi yang sama, jumlah chip Micro-LED sepuluh kali lebih banyak dibandingkan Mini-LED, namun biayanya tidak akan meningkat banyak. Ketika rantai industri benar-benar matang, Micro-LED sebenarnya dapat mengurangi biaya. Biaya utama berasal dari proses transfer. Mikro-LED mentransfer chip ke piksel melalui transfer massa, kemudian merangkumnya, mengoleskan lem di atasnya, menutupinya dengan pelat kaca dan bidang belakang driver, dan kemudian dapat dinyalakan.

Makalah: Bagaimana posisi Institut Penelitian Teknologi Tampilan Masa Depan di seluruh industri tampilan optoelektronik di Xiamen?

Huang Kai: Ketika berencana mendirikan lembaga ini, misi yang diberikan oleh Kota Xiamen kepada kami sangat jelas, yaitu mendukung pengembangan industri terkait di Xiamen dan membantu memperkuat rantai industri yang ada. Kota Xiamen memiliki visi yang sangat tinggi, sehingga sepanjang proses pengembangan, kami telah menjalin interaksi yang baik dengan perusahaan seperti Sanan Optoelektronik dan Tianma Microelectronics. Lembaga ini diintegrasikan ke dalam pembangunan terpadu Laboratorium Jiageng dalam bentuk platform yang relatif independen.

Kami terutama mengembangkan serangkaian teknologi, melakukan transfer teknologi, dan menginkubasi serta mentransformasikannya ketika sudah matang. Kami adalah yang pertama di Tiongkok yang mengembangkan lembaga penelitian dan pengembangan baru untuk Micro-LED. Komunikasi dan interaksi kami dengan perusahaan serta penelitian dan pengembangan bersama relatif matang, dan mitra kerja sama kami adalah produsen LED terbesar di China.

Lembaga penelitian bukanlah unit produksi massal, tetapi banyak pemasok bahan pembantu yang bekerja sama dengan kami karena kami memiliki jalur percobaan bahan baru yang dikembangkan oleh berbagai perusahaan dapat mengirimkan beberapa sampel kepada kami untuk verifikasi. Dengan cara ini, ketika perusahaan menjual, mereka dapat mengutip data yang kami buktikan di sini. Hal ini juga menjadi salah satu fungsi penting platform kami, yang dapat mendorong rasa saling percaya antara industri hulu dan hilir.

Xiamen terus memperkuat hubungannya di bidang ini. Meskipun industri kini telah berkumpul pada skala tertentu, rantai antara hulu dan hilir belum cukup lengkap, serta kemampuan pengembangan dan produksi peralatan terkait serta bahan baku dasar masih kurang. Dari segi manufaktur, sudah relatif unggul dan dianggap sebagai pemimpin di negara ini. Kami berharap dapat lebih berperan dalam mendorong transformasi pencapaian ilmu pengetahuan dan teknologi pada tingkat yang lebih dalam, tidak hanya di industri jasa, namun juga dalam menciptakan nilai lebih dalam rantai tersebut.

Baik itu penelitian dan pengembangan independen, atau membantu pengenalan tim terkait, atau pengenalan beberapa perusahaan hulu dan hilir dalam rantai industri, yang harus kita lakukan adalah hal-hal yang solid. Mengenai apakah bahan baku dasar diproduksi secara lokal di Xiamen, hal ini memerlukan analisis rinci mengenai keadaan tertentu. Sebagai "kota taman", apakah Xiamen cocok untuk mengembangkan industri kimia perlu didiskusikan dengan pemerintah setempat. Kami pasti akan melakukan penelitian dan pengembangan terkait, tetapi apakah cocok diterapkan di Xiamen setelah penelitian dan pengembangan memerlukan diskusi lebih lanjut.

Makalah: Dengan cara apa lembaga ini mendorong inovasi?

Huang Kai: Tim R&D kami terdiri dari guru paruh waktu dari Universitas Xiamen dan insinyur penuh waktu yang dipekerjakan oleh institut tersebut. Kelompok insinyur ini sangat penting bagi kami. Mereka telah memberikan kontribusi besar terhadap pencapaian kami saat ini.

Orientasi penelitian ilmiah di perguruan tinggi seringkali berbeda dengan industri. Terlalu memperhatikan indikator penilaian perguruan tinggi dapat merugikan perkembangan teknologi dan jasa industri. Misalnya, para insinyur perlu fokus untuk mengeksplorasi proses tertentu, yang mungkin bukan sesuatu yang bisa mereka tulis untuk tesis di perguruan tinggi.

Lembaga ini saat ini memiliki rasio input-output yang sangat baik, dan beberapa indikator utama chip tersebut sudah berada di depan tingkat internasional. Misalnya, efisiensi pencahayaan Micro-LED dua mikron telah mencapai 41% untuk lampu biru dan 34% untuk lampu hijau. Namun, tingkat terbaik yang dilaporkan secara internasional adalah sekitar 12% untuk lampu biru dan hanya 8% untuk lampu hijau. Hal ini terutama disebabkan oleh kekuatan penelitian ilmiah Universitas Xiamen di bidang ini dan keunggulan kelembagaan kami, yang memungkinkan para insinyur untuk fokus mengeksplorasi proses, fokus pada penyesuaian parameter terperinci, dan meningkatkan berbagai indikator.

Jika keuntungan adalah tujuan utama, kemajuan penelitian dan pengembangan perusahaan dapat dilakukan dalam langkah-langkah kecil. Artinya, Anda sedikit lebih maju hari ini, dan saya akan bekerja lebih keras besok, dan menginvestasikan lebih banyak sumber daya penelitian ilmiah daripada lawan. Pendekatan ini seringkali sulit mencapai kemajuan terobosan. Dan kami mampu menjadi yang terdepan dibandingkan rekan-rekan internasional kami dalam beberapa teknologi, terutama karena tim teknik kami dapat fokus pada penelitian dan pengembangan.

Kami memberi insentif pada inovasi terutama melalui imbalan finansial dan rasa hormat yang tinggi kepada para insinyur kami. Sebagai unit penelitian ilmiah yang relatif murni, kami tidak takut gagal dan mendorong inovasi. Peneliti ilmiah kami memiliki pengalaman yang relatif kaya dan kemampuan penelitian ilmiah dasar yang kuat. Banyak ide yang mereka kemukakan telah melalui pengalaman industri. Dengan menyaring dan menilai kelayakan ide-ide tersebut, kita dapat membentuk arah penelitian yang lebih baik.