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Fujian과 대만 간의 협력을 위한 교량 역할을 하는 Xiamen은 고유한 위치 이점을 활용하고 투자 촉진 및 "하나의 기업, 하나의 정책" 정책 서비스를 통해 광전자 디스플레이 산업을 위한 견고한 기반을 마련했습니다. 수년간의 개발 끝에 Xiamen은 LED, 유리 기판, 패널, 모듈, LCD 모니터, 전체 기계 등을 포괄하는 비교적 완전한 산업 체인 레이아웃을 형성했습니다. 샤먼의 광전자 디스플레이 산업의 중요한 운반 지역인 Huli District는 지역 산업 체인의 배치에서 탁월한 성능을 발휘할 뿐만 아니라 심층적인 관찰과 연구가 필요한 기업 기술 발전에도 매우 효과적입니다.

더 페이퍼 기자는 광전자 디스플레이 분야의 기술적 어려움과 향후 발전 방향을 보다 명확하게 정리하기 위해 샤먼대학교 물리과학기술대학 부학장이자 샤먼 미래 디스플레이 전무이사인 황카이(Huang Kai) 교수와 인터뷰를 진행했습니다. Jiageng 혁신 연구소의 기술 연구소. Huang Kai 교수가 근무하는 샤먼 미래 디스플레이 기술 연구소는 샤먼 광전자 산업의 산학연 협력에서 중요한 연결고리입니다. 이 분야의 뛰어난 과학자인 Huang Kai와 그의 팀은 샤먼의 광전자 디스플레이 산업에 기술 지원을 제공하고 산업 체인의 업스트림과 다운스트림 간의 의사소통과 조정에서 중요한 역할을 하기 위해 최선을 다하고 있습니다.

The Paper: 샤먼의 광전자 디스플레이 산업이 발전할 수 있는 이유는 무엇입니까? 관련 기술은 원래 어디서 왔나요?

황 카이: 2000년 초, 샤먼은 광전자 산업 발전에 집중하기 시작했으며, 당시 다양한 국가 부처와 위원회의 지원을 포함해 많은 에너지와 자원이 투자되었습니다. LED산업의 당시 LED 분야에서는 일본과 대만이 더 잘하고 있었지만, 10년 이상의 개발 끝에 샤먼은 전 세계 반도체 조명 분야에서 상당한 우위를 달성했습니다. 전성기에는 샤먼의 LED 조명 제품이 세계 시장의 거의 40%를 차지했습니다. 최근에는 광전자공학과 디스플레이가 어느 정도 융합되기 시작했고, 조명도 점차 변모하며 디스플레이와 긴밀하게 통합되었습니다. 광전자 LED는 디스플레이 산업에서 점점 더 많이 사용되고 있으며, 응용 분야가 증가할 뿐만 아니라 가치 사슬도 지속적으로 개선되고 있습니다.

광전자 디스플레이 분야에서 샤먼의 발전은 어느 정도 우발성과 불가피성을 갖고 있습니다. 지리적 위치는 대만과 가깝고 문화의 자연스러운 융합은 산업 발전을 크게 촉진했습니다. 동시에 샤먼의 시작도 늦지 않았다. 글로벌 광전자 디스플레이 산업화는 2000년경부터 시작됐다. 2003년 6월, "국가 반도체 조명 프로젝트"가 시작되었고 샤먼은 신속하게 대응하고 산업 발전을 지원하기 위해 많은 자원을 투자했습니다. 당시에는 구청 원장, 차장, 일반직원까지 만나면 LED에 대해 이야기를 나누는 모습이 보여 모두가 LED 발전에 관심을 갖고 고민하는 분위기가 조성됐다. 기술 원천 측면에서 국내 LCD 및 OLED 기술은 주로 일본, 한국 및 대만에서 나옵니다. 중국은 이러한 생산 라인을 도입하기 위해 많은 돈을 지불하고 기술 중추 그룹을 일본으로 보내 1~2년 동안 유학한 후 선진 기술과 경험을 가져왔습니다.

중국 본토와 대만의 과학 연구 인력의 지원으로 중국은 점차 자체 광전자 디스플레이 산업을 발전시키고 확장해 왔습니다. 약 20년의 노력 끝에 중국은 과학자부터 엔지니어, 비즈니스 관리자에 이르기까지 완전한 광전자 산업 생태 및 인재 팀을 육성했습니다.

The Paper: 기술의 진화는 무엇입니까?

황 카이: 2010년을 전후해 노트북이 더 얇아지고 가벼워지기 시작했습니다. 2010년 이전에는 LCD 화면이 주로 사용되었습니다. LCD 자체는 빛을 내지 않으며 디스플레이 기능을 구현하려면 백라이트가 필요합니다. 그 기능은 백라이트를 선택적으로 전송하거나 차단하여 이미지를 얻는 것입니다. 화면은 많은 픽셀로 구성되며 각 픽셀은 빨간색, 녹색, 파란색의 세 가지 하위 픽셀로 나뉩니다. 빨간색 빛을 표시하기 위해 화면은 파란색과 녹색 빛을 차단합니다. 따라서 '밸브' 역할을 하는 액정층 외에 화면을 밝히는 백라이트도 필요하다. 초기 모니터는 백라이트를 위해 작은 형광등을 사용했기 때문에 화면 두께가 제한되었습니다. 2010년경 형광등이 LED 백라이트로 교체되면서 화면 두께가 크게 줄어들었습니다. 백라이트에 사용되는 LED 칩은 불과 수백 마이크론에 불과하고 매우 얇기 때문에 LED 백라이트가 기존 형광등 백라이트를 빠르게 대체했습니다. 이러한 변화는 LED 산업에도 큰 활력을 불어넣어 LED 백라이트가 전체 LED 생산량의 60%를 차지하게 됩니다.

그러다가 백라이트가 필요 없는 OLED(유기발광다이오드) 디스플레이가 등장했습니다. 쇼핑몰 입구, 행사장 스크린 등은 모두 OLED 기술을 사용합니다. 예를 들어 4K 해상도 화면은 가로 4,000픽셀, 세로 2,000픽셀로 총 800만 픽셀을 갖습니다. 각 픽셀은 빨간색, 녹색, 파란색의 세 가지 색상을 표시할 수 있어야 하므로 2,400만 개의 하위 픽셀이 필요하고 각 픽셀 뒤에는 일련의 구동 회로가 있습니다. OLED는 저분자 소재이고 쉽게 산화되기 때문에 발광층 증발 및 후속 패키징이 상대적으로 복잡합니다.

마이크로 LED는 OLED보다 안정성이 높은 무기 소재이므로 패키징 요구 사항이 더 낮습니다. LED와 LCD 등의 기술은 개발 과정에서 서로를 보완해 왔으며 이제는 서서히 경쟁력 있는 기술로 자리잡고 있습니다. 노트북 화면의 대부분은 여전히 ​​LCD이지만 거의 모든 백라이트는 LED를 사용하며 두 가지 백라이트 방식이 등장했습니다. 하나는 도광판을 통해 광섬유로 유도되는 가장자리 장착 LED를 사용하는 것이고, 다른 하나는 여러 개의 미니 백라이트를 사용하는 것입니다. LED 칩은 백라이트 소스 역할을 합니다. 제품에 대한 사용자의 기대가 계속 높아짐에 따라 기술은 계속해서 발전하고 새로운 솔루션이 등장하고 있습니다.

LED 에피택셜 칩 측면에서는 Xiamen이 선두 위치에 있습니다. 에피택셜 칩의 기판은 단결정 소재로, 에피택셜 소재는 층층이 성장하여 다양한 기능층을 형성합니다. 각 기능층의 주요 구성 요소와 도핑이 다릅니다. 결정 속의 물질은 나노미터 수준의 정밀한 제어로 표면이 분해되고 재결합되며 점차적으로 성장합니다. 일반적으로 디스플레이 기술의 발전 추세는 픽셀 밀도가 계속 증가하고 칩 크기가 계속 작아지는 것입니다. LCD나 OLED, 미니LED와 마이크로LED 기술은 어느 정도 경쟁적이거나 병행하는 기술이다. 현재는 적어도 단기 및 중기적으로 어떤 기술도 다른 기술을 완전히 대체할 수 없다는 데 공감대가 형성되어 있습니다. 각 기술에는 적용 가능한 시나리오와 장점이 있습니다. 예를 들어 LCD의 비용 이점으로 인해 여전히 시장 수요가 높습니다.

The Paper: 업계에서는 Micro-LED 솔루션이 "세계를 정복"할 수 있다고 믿는 것 같습니다. 실제로 "세계를 정복"하는 솔루션이 있습니까?

황 카이: 일반적으로 말하면, 준비하기가 어려울수록 파괴하기가 더 어렵습니다. 마이크로 LED를 준비하려면 1000도 이상의 고온이 필요하며, 유기화합물은 보통 100도 이상의 온도를 견디기 어렵기 때문에 무기화합물을 사용하는 것이 좀 더 안정적이어야 한다. 마이크로 LED는 일반적으로 50미크론 미만의 칩을 사용하는데, 5~6개의 칩을 머리카락 직경에 배치할 수 있습니다. 이전의 기계적 전사 기술은 더 이상 요구 사항을 충족할 수 없으며 스탬핑이나 레이저를 사용해야 합니다. 대량 전송 기술.

마이크로 LED는 현 단계에서 우수한 성능을 발휘해 왔으며, 뛰어난 안정성과 종합적인 성능 지표를 바탕으로 최고의 종합 지표를 갖춘 디스플레이 기술로 자리매김했습니다. 마이크로 LED는 고속, 고정밀, 높은 수율을 요구하므로 공정과 장비에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 이에 비해 미니 LED와 기존 LED의 칩 크기는 일반적으로 미크론 수준, 아마도 밀리미터 수준에 도달하지 못하지만 우리와 충분히 멀리 떨어져 있기 때문에 디스플레이 효과는 여전히 좋습니다. 기존 디스플레이 솔루션은 빛을 방출해야 하는 하위 픽셀이 빛을 방출할 수 있도록 다른 두 하위 픽셀을 차단하는 것입니다. 대비 및 색상 성능은 디스플레이 응용 분야에서 큰 잠재력을 제공하지만 제조 및 프로세스 문제도 더 커집니다. 빛을 방출해야 하는 하위 픽셀이 직접 빛을 방출하도록 합니다.

애플리케이션 수준에서는 현재 거의 Micro-LED만이 100인치 이상의 대형 화면을 구현할 수 있습니다. 그 이유는 Micro-LED를 이음매 없이 접합할 수 있기 때문이다. 예를 들어 OLED는 증착 공정의 한계로 인해 대면적과 균일한 디스플레이를 구현할 수 없다. 게다가 OLED 구동 회로에도 손실 문제가 있다. 완전한 대형 화면의 경우 저항성 물질이 있기 때문에 왼쪽과 오른쪽 끝에 전압을 가한 후 얻은 전류가 달라집니다. 이는 화면 크기가 너무 크면 극복할 수 없는 문제입니다. 마이크로 LED는 원활한 접합을 실현할 수 있으며 필요에 따라 모든 크기의 대형 화면을 접합할 수 있으며 동시에 픽셀 밀도가 매우 높을 수 있다는 점이 큰 장점입니다. 우리 연구실의 뛰어난 성능은 약 15,000PPI(인치당 15,000픽셀)를 달성할 수 있습니다.

또한, 마이크로 LED의 밝기는 다른 디스플레이 기술보다 훨씬 높으며, 이는 수백만 니트에 달할 수 있지만, OLED의 최대 밝기는 약 10,000니트에 불과합니다. 이는 주로 재료 특성과 관련이 있습니다. Micro-LED는 안정성과 내구성이 더 높은 무기 재료를 사용합니다. 반면, OLED에 사용되는 유기재료는 큰 전류를 주입하면 분해되기 쉽고, 열효과도 상대적으로 강해 재료가 타버리는 현상이 발생한다.

현재 우리 연구실에서 생산할 수 있는 디스플레이 화면은 픽셀 밀도가 60미크론 이상입니다. 화면을 아무리 가까이 놓아도 개별 픽셀을 볼 수 없습니다. 이는 이미 휴대폰 화면의 디스플레이 효과와 비슷합니다. LED 디스플레이는 원래 엔지니어링 용도로 주로 사용되었지만 이제는 기술적으로 이러한 한계를 극복하고 가전제품 시장으로 진출할 수 있습니다. 그러나 산업화 측면에서 아직 갈 길이 멀고, 가장 큰 과제는 현재의 비용이 여전히 매우 높다는 점입니다.

The Paper: LED 조명에서 LED 디스플레이로, 이 변화는 어떻게 일어났나요?

황 카이: 미래 디스플레이 산업이 점차 Value Chain의 High-End까지 확대되고 확장되는 것은 바로 LED 조명 산업의 발전 때문입니다. 중국이 없으면 LED가 점등에서 멈출 수도 있습니다. 중국인들은 특히 물건을 싸게 보이게 만드는 데 능숙합니다. 국산화 이전인 2000년대 말부터 2000년 초까지 LED 가격은 6달러 수준이었다. 이제 LED 가격은 1원도 안 되는 수준이다.

반도체 산업은 비용이 감소함에 따라 성능이 꾸준히 향상되는 것이 특징입니다. 반도체 산업의 중요한 특징은 제품 단가가 낮아지면서 시장 규모가 급속도로 확대되고 점차 수천 가구에 진입한다는 점이다. 규모를 확장하면 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 새로운 애플리케이션을 생성할 수도 있습니다. 원래는 높은 생산 비용으로 인해 LED는 대부분 조명용으로만 사용되었지만 이제는 LED가 디스플레이 분야에서도 널리 사용될 수 있습니다.

LED의 경우 디스플레이에 사용되는 칩의 성능 요구 사항은 조명에 사용되는 칩보다 훨씬 높습니다. 예를 들어, 디스플레이 화면에는 색도 균일성이 필요합니다. 여기서는 더 밝아지고 저기서는 더 붉어질 수 없습니다.

현재 세계 최대 LED 칩 공장은 Sanan Optoelectronics이며, Jingyuan Optoelectronics와 Qianzhao Optoelectronics가 그 뒤를 잇고 있습니다. 3곳 중 2곳이 샤먼에 있다는 점은 주목할 만하다. 샤먼은 이 업계에서 상대적으로 강력한 이점을 갖고 있으며 더 많은 응용 시나리오를 탐구했습니다. 또한 기술장벽이 형성되어 있는 한 이들 기업은 강력한 생산능력을 보유할 수 있다. 첨단산업은 다른 산업처럼 뚜렷한 지역적 시장 제한이 없으며 글로벌 시장에 직면해 있다. 관건은 각 도시가 글로벌 시장에서 얼마나 큰 점유율을 차지하느냐에 달려 있다.

The Paper: 칩 준비 기술의 관점에서 디스플레이 분야 칩과 집적 회로 칩의 주요 차이점은 무엇입니까?

황 카이: 광전자 칩은 기상 에피택시 공정을 사용하는 반면, 집적 회로 칩은 액상 에피택시 공정을 사용합니다. 디스플레이 분야의 칩은 기능에 따라 광전자소자의 칩을 광전자칩, 전력변환소자를 파워칩, 무선주파수칩으로 분류한다. 집적 회로 칩은 매우 높은 측면 정밀도를 요구하며, 홈의 폭이 나노미터 수준에 도달하도록 실리콘 웨이퍼에 홈을 새겨야 합니다. LED 칩에는 매우 높은 수직 정확도가 요구되는 특별한 기능이 있습니다. LED 칩은 포토리소그래피를 통해 기판에 조각되는데 기판 재료로는 일반적으로 단결정을 사용하는 것이 아닌 6인치 또는 4인치 기판을 사용합니다. 성장 과정에서 재료는 지속적으로 조정되어야 합니다. 일반적으로 LED 중앙에는 양자 우물 구조가 있으며 총 층 수는 수백 개에 달할 수 있으며 각 층의 두께는 1개 미만으로 정밀하게 제어되어야 합니다. 나노미터. 극단적인 경우 분자층 하나라도 0.2나노미터 정도의 정확도로 제어해야 한다.

기술적 난이도 측면에서 볼 때 우리는 LED 칩 기술을 더 일찍 정복했습니다. 집적회로 칩과 비교했을 때, 각각은 기술적 어려움이 다릅니다. 한 산업이 핵심 기술을 정복하고 선두 위치를 차지하면 전체 산업 체인은 점차 균형을 유지하여 선두를 유지할 것입니다. 특정 문제가 오랫동안 해결되지 않고 정체되어 있으면 제약에 점점 취약해지고 장비, 기본 원자재, 프로세스 등 다양한 측면에 영향을 미치게 됩니다.

LED 칩의 크기도 지속적으로 줄어들고 있습니다. 동일한 에피택셜 웨이퍼에 마이크로 LED 칩 수는 미니 LED보다 10배 많지만 가격은 크게 오르지 않는다. 산업 체인이 진정으로 성숙해지면 Micro-LED는 실제로 비용을 절감할 수 있습니다. 주요 비용은 전사 과정에서 발생하는데, 마이크로 LED는 대량 전사를 통해 칩을 픽셀로 전사한 후 캡슐화하고 접착제를 바르고 유리판과 드라이버 백플레인으로 덮은 다음 전원을 켤 수 있습니다.

논문: 샤먼의 전체 광전자 디스플레이 산업에서 미래 디스플레이 기술 연구소의 위치는 무엇입니까?

황 카이: 연구소 설립을 계획할 때 샤먼시가 우리에게 준 사명은 매우 명확했습니다. 그것은 샤먼 관련 산업의 발전을 지원하고 기존 산업 체인을 강화하는 데 도움을 주는 것이었습니다. Xiamen City는 매우 높은 비전을 가지고 있으므로 개발 과정 전반에 걸쳐 Sanan Optoelectronics 및 Tianma Microelectronics와 같은 회사와 좋은 상호 작용을 형성했습니다. 연구소는 상대적으로 독립적인 플랫폼 형태로 Jiageng 연구소의 통합 구축에 통합되었습니다.

우리는 주로 일련의 기술을 개발하고, 기술 이전을 수행하며, 성숙되면 이를 인큐베이팅하고 변환합니다. 우리는 중국 최초로 마이크로 LED에 대한 새로운 R&D 기관을 개발했습니다. 우리의 기업과의 의사소통과 상호 작용, 공동 연구 및 개발은 상대적으로 성숙했으며, 우리의 협력 파트너는 모두 중국 최대의 LED 제조업체입니다.

연구소는 대량생산을 하는 기관은 아니지만, 다양한 기업에서 개발한 신소재의 샘플을 보내 검증할 수 있는 실험라인을 보유하고 있어 많은 부자재 공급업체들이 협력하고 있습니다. 이러한 방식으로 회사는 판매할 때 여기서 검증한 데이터를 인용할 수 있습니다. 이는 또한 업스트림 산업과 다운스트림 산업 간의 상호 신뢰를 구축할 수 있는 플랫폼의 중요한 기능 중 하나입니다.

샤먼은 이 분야와의 연계를 계속해서 강화하고 있습니다. 이제 산업이 어느 정도 규모로 모였음에도 불구하고 업스트림과 다운스트림 간의 체인이 충분히 완성되지 않았으며 관련 장비 및 기본 원자재의 개발 및 생산 능력이 여전히 부족합니다. 제조업에서는 이미 상대적으로 뛰어난 수준을 보이며 국내 선두주자로 평가받고 있다. 우리는 서비스 산업뿐만 아니라 체인에서 더 많은 가치를 창출하는 데 있어 더 깊은 수준에서 과학 및 기술 성과의 변화를 촉진하는 역할을 수행하기를 희망합니다.

독립적인 연구 개발이든, 관련 팀의 도입을 지원하든, 산업 체인의 일부 업스트림 및 다운스트림 회사의 도입을 지원하든, 우리가 해야 할 일은 확고한 것입니다. 기본 원자재가 샤먼에서 현지 생산되는지 여부에 대해서는 구체적인 상황에 대한 자세한 분석이 필요합니다. '정원 도시'로서 샤먼이 화학 산업 발전에 적합한지 여부는 지방 정부와 논의해야 합니다. 우리는 상응하는 연구 개발을 확실히 수행할 것이지만, 연구 개발 이후 샤먼에서 구현하기에 적합한지는 추가 논의가 필요합니다.

The Paper: 연구소는 어떤 방식으로 혁신을 장려합니까?

황 카이: 우리 R&D 팀은 Xiamen University의 시간제 교사와 연구소에서 고용한 전임 엔지니어로 구성되어 있습니다. 이 엔지니어 그룹은 우리에게 특히 중요합니다. 그들은 우리의 현재 성과에 큰 공헌을 했습니다.

대학의 과학 연구 방향은 산업계와 다른 경우가 많습니다. 대학의 평가 지표에 너무 많은 관심을 기울이면 기술 개발과 산업 서비스에 해로울 수 있습니다. 예를 들어, 엔지니어는 특정 프로세스를 탐구하는 데 집중해야 하는데, 이는 대학에서 논문을 작성할 수 없는 것일 수 있습니다.

연구소는 현재 매우 우수한 입출력 비율을 보유하고 있으며 칩의 일부 주요 지표는 이미 국제 수준보다 앞서 있습니다. 예를 들어 2미크론 마이크로 LED의 발광효율은 청색광의 경우 41%, 녹색광의 경우 34%에 달한다. 그러나 국제적으로 보고된 최고 수준은 청색광의 경우 약 12%, 녹색광의 경우 8%에 불과하다. 이는 주로 이 분야에 대한 샤먼대학교의 과학적 연구 강점과 엔지니어들이 프로세스 탐색, 세부 매개변수 조정 및 다양한 지표 개선에 집중할 수 있는 제도적 이점에 기인합니다.

이익이 주요 목표라면 회사의 R&D 진행은 작은 단계로 이루어질 수 있습니다. 즉, 오늘은 약간 앞서고 내일은 상대를 능가할 만큼 충분한 과학 연구 자원을 투자하여 더 열심히 일할 것입니다. 이러한 접근 방식은 획기적인 진전을 이루기가 어려운 경우가 많습니다. 그리고 우리는 엔지니어링 팀이 연구 개발에 집중할 수 있기 때문에 일부 기술에서 국제 동료보다 훨씬 앞서 나갈 수 있습니다.

우리는 주로 재정적 보상과 엔지니어에 대한 높은 수준의 존중을 통해 혁신을 장려합니다. 비교적 순수한 과학 연구 단위로서 우리는 실패를 두려워하지 않고 혁신을 장려합니다. 우리 과학 연구자들은 상대적으로 풍부한 경험과 탄탄한 기초 과학 연구 역량을 갖추고 있습니다. 그들이 제안하는 아이디어 중 다수는 산업 경험을 통해 얻은 것입니다. 이러한 아이디어의 타당성을 필터링하고 판단함으로써 우리는 더 나은 연구 방향을 형성할 수 있습니다.