Новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Являясь мостом для сотрудничества между Фуцзянь и Тайванем, Сямэнь заложил прочную основу для индустрии оптоэлектронных дисплеев, опираясь на свои уникальные преимущества местоположения, а также посредством поощрения инвестиций и политических услуг «одно предприятие, одна политика». После многих лет развития компания Xiamen сформировала относительно полную промышленную цепочку, охватывающую светодиоды, стеклянные подложки, панели, модули, ЖК-мониторы, комплектные машины и т. д. Являясь важным центром развития оптоэлектронной индустрии Сямыня, район Хули не только демонстрирует выдающиеся результаты в структуре региональной производственной цепочки, но также весьма эффективен в корпоративном технологическом развитии, что заслуживает углубленного наблюдения и исследования.

Чтобы более четко разобраться в технических трудностях и направлениях дальнейшего развития в области оптоэлектронных дисплеев, репортер The Paper взял интервью у профессора Хуан Кая, заместителя декана факультета физических наук и технологий Сямэньского университета и исполнительного директора Xiamen Future Display. Технологический научно-исследовательский институт Инновационной лаборатории Цзягенг. Сямэньский научно-исследовательский институт технологий отображения будущего, где работает профессор Хуан Кай, является важным звеном в сотрудничестве между промышленностью, университетами и исследованиями в оптоэлектронной промышленности Сямыня. Будучи выдающимся ученым в этой области, Хуан Кай и его команда стремятся оказывать техническую поддержку индустрии оптоэлектронных дисплеев Сямыня и играют важную роль в коммуникации и координации между верхними и нижними звеньями отраслевой цепочки.

Газета: Почему индустрия оптоэлектронных дисплеев в Сямыне может развиваться? Откуда изначально взялась соответствующая технология?

Хуан Кай: В начале 2000 года Сямэнь начал уделять особое внимание развитию оптоэлектронной промышленности. В то время было инвестировано много энергии и ресурсов, включая поддержку различных национальных министерств и комиссий. Город Сямынь также представил ряд мер по поддержке развития. светодиодной индустрии. В то время Япония и Тайвань преуспевали в сфере светодиодного освещения, но после более чем десяти лет развития Сямэнь добился значительного преимущества в глобальной области полупроводникового освещения. На пике своего развития светодиодное осветительное оборудование Сямыня занимало почти 40% мирового рынка. В последние годы оптоэлектроника и дисплеи стали в определенной степени сливаться друг с другом, а освещение постепенно трансформировалось и тесно интегрировалось с дисплеями. Оптоэлектронные светодиоды все чаще используются в индустрии дисплеев. Не только расширяется область применения, но и постоянно совершенствуется цепочка создания стоимости.

Развитие Сямыня в области оптоэлектронных дисплеев имеет определенную степень случайности и неизбежности. Ее географическое положение близко к Тайваню, а естественное смешение культур значительно способствовало развитию отрасли. В то же время, начало Сямыня не было слишком запоздалым. Глобальная индустриализация оптоэлектронных дисплеев началась примерно в 2000 году. В июне 2003 года был запущен «Национальный проект полупроводникового освещения», и Сямынь быстро отреагировал и вложил много ресурсов в поддержку промышленного развития. В то время даже директора, заместители директора и даже генеральный персонал районного управления говорили о светодиодах, когда встречались, что действительно создавало атмосферу, в которой все были озабочены и озабочены развитием светодиодов. Что касается источников технологий, отечественные технологии LCD и OLED в основном поступают из Японии, Южной Кореи и Тайваня. Китай заплатил много денег за внедрение этих производственных линий и отправил группу технических специалистов в Японию для обучения. Проучившись за границей в течение одного или двух лет, они привезли с собой передовые технологии и опыт.

При поддержке научно-исследовательских сил материкового Китая и Тайваня Китай постепенно разработал и расширил собственную индустрию оптоэлектронных дисплеев. Примерно через 20 лет напряженной работы в Китае сформировалась целая команда специалистов по экологии и талантам оптоэлектронной промышленности, от ученых до инженеров и бизнес-менеджеров.

Доклад: Какова эволюция технологий?

Хуан Кай: Ноутбуки начали становиться тоньше и легче примерно в 2010 году. До 2010 года в основном использовались ЖК-экраны. Сам ЖК-дисплей не излучает свет и требует подсветки для реализации функции отображения. Его функция заключается в получении изображения путем выборочной передачи или блокировки подсветки. Экран состоит из множества пикселей, каждый пиксель разделен на три субпикселя: красный, зеленый и синий. Для отображения красного света экран блокирует синий и зеленый свет. Следовательно, помимо жидкокристаллического слоя, выполняющего роль «клапана», для освещения экрана необходима еще и подсветка. В ранних мониторах для подсветки использовались небольшие люминесцентные лампы, что ограничивало толщину экрана. Примерно в 2010 году люминесцентные лампы были заменены светодиодной подсветкой, что значительно уменьшило толщину экрана. Светодиодные чипы, используемые для подсветки, имеют толщину всего несколько сотен микрон и очень тонкие, поэтому светодиодная подсветка быстро заменила традиционную флуоресцентную подсветку. Это изменение также является огромным стимулом для светодиодной индустрии: на долю светодиодной подсветки приходится 60% всего производства светодиодов.

Затем появились дисплеи OLED (органические светодиоды), не требующие подсветки. Входы в торговые центры, экраны на площадках и т. д. — все использует технологию OLED. Например, экран с разрешением 4K имеет 4000 пикселей по горизонтали и 2000 пикселей по вертикали, всего 8 миллионов пикселей. Каждый пиксель должен отображать три цвета: красный, зеленый и синий, поэтому необходимо 24 миллиона субпикселей, и за каждым пикселем стоит набор управляющих схем. Поскольку OLED представляет собой низкомолекулярный материал и легко окисляется, испарение люминесцентного слоя и последующая упаковка являются относительно сложными.

Micro-LED — это неорганический материал, который более стабилен, чем OLED, и поэтому требует меньших требований к упаковке. Такие технологии, как светодиоды и ЖК-дисплеи, дополняли друг друга в процессе разработки и теперь постепенно становятся конкурентоспособными технологиями. Хотя большинство экранов ноутбуков по-прежнему представляют собой ЖК-дисплеи, почти во всех подсветках используются светодиоды, и появилось два метода подсветки: один заключается в использовании светодиодов, монтируемых на краях и направляемых в оптические волокна через световодные пластины, а другой заключается в использовании нескольких мини-экранов. Светодиодные чипы служат источниками подсветки. Ожидания пользователей в отношении продуктов продолжают расти, технологии продолжают развиваться и появляются новые решения.

По производству светодиодных эпитаксиальных чипов Сямынь занимает лидирующие позиции. Подложка эпитаксиального чипа представляет собой монокристаллический материал. Эпитаксиальный материал растет слой за слоем, образуя различные функциональные слои. Основные компоненты и легирование каждого функционального слоя различны. Для этого необходимо точно контролировать приток газа при высоких температурах. превратить материал в кристалл. Поверхность разлагается, рекомбинируется и постепенно растет с точностью контроля на нанометровом уровне. Вообще говоря, тенденция развития технологии отображения такова, что плотность пикселей продолжает увеличиваться, а размер чипа продолжает уменьшаться. Технологии LCD или OLED, а также Mini-LED и Micro-LED в определенной степени являются конкурентными или параллельными технологиями. В настоящее время существует консенсус в отношении того, что, по крайней мере в краткосрочной и среднесрочной перспективе, ни одна технология не сможет полностью заменить другие технологии. Каждая технология имеет свои применимые сценарии и преимущества. Например, ценовое преимущество ЖК-дисплеев обеспечивает им хороший рыночный спрос.

Газета: Кажется, индустрия верит, что решение Micro-LED может «завоевать мир». Существует ли действительно решение «завоевать мир»?

Хуан Кай: Вообще говоря, чем сложнее что-то подготовить, тем сложнее это уничтожить. Для изготовления Micro-LED требуется высокая температура в тысячу градусов, а органическим соединениям обычно трудно выдерживать температуру выше ста градусов, поэтому неорганические соединения должны быть более стабильными. В микросветодиодах обычно используются чипы размером менее 50 микрон. Их можно разместить по диаметру волоса. Предыдущая технология механического переноса уже не соответствует требованиям и требует использования тиснения или лазера. Технология массообмена.

Micro-LED хорошо зарекомендовал себя на текущем этапе благодаря своей превосходной стабильности и комплексным показателям производительности, он стал технологией отображения с лучшими комплексными показателями. Micro-LED требует высокой скорости, высокой точности и высокой производительности, что предъявляет чрезвычайно высокие требования к процессам и оборудованию. Для сравнения, размер чипа Mini-LED и обычных светодиодов обычно не достигает уровня микрона, а может быть, и уровня миллиметра, но поскольку он находится достаточно далеко от нас, эффект отображения по-прежнему хорош. Традиционное решение для дисплея состоит в том, чтобы заблокировать два других субпикселя, чтобы субпиксель, который должен излучать свет, использует технологию самосветления, и каждый субпиксель может излучать свет независимо, тем самым достигая более высокой контрастности и цвета. Это дает ему большой потенциал в области дисплеев, но также означает более серьезные производственные и технологические проблемы. Непосредственно позвольте субпикселям, которые должны излучать свет, излучать свет.

На уровне приложений в настоящее время почти только Micro-LED может обеспечить большие экраны более 100 дюймов. Причина в том, что Micro-LED можно легко соединить. Например, OLED не может обеспечить большую площадь и однородность отображения из-за ограничений процесса испарения. Кроме того, схема управления OLED также имеет проблемы с потерями. Для полного большого экрана из-за наличия резистивных материалов ток, получаемый после подачи напряжения на левый и правый концы, будет разным. Это непреодолимая проблема, когда размер экрана слишком велик. Micro-LED позволяет осуществлять бесшовное соединение и соединять большие экраны любого размера в соответствии с потребностями. В то же время плотность пикселей может быть очень высокой, что является основным преимуществом. Максимальные возможности нашей лаборатории позволяют достичь разрешения около 15 000PPI (15 000 пикселей на дюйм).

Кроме того, яркость Micro-LED также значительно выше, чем у других технологий отображения. Она может достигать нескольких миллионов нит, тогда как максимальная яркость OLED составляет всего около 10 000 нит. В основном это связано со свойствами материала. В Micro-LED используются неорганические материалы, которые обладают более высокой стабильностью и долговечностью. Напротив, органические материалы, используемые в органических светодиодах, имеют низкую стабильность. При подаче большого тока органические материалы легко разлагаются, а термический эффект относительно силен, что приводит к выгоранию материалов.

Экраны дисплеев, которые в настоящее время может производить наша лаборатория, имеют плотность пикселей более 60 микрон. Как бы близко ни располагался экран, отдельные пиксели не видны. Это уже сравнимо с эффектом отображения экрана мобильного телефона. Светодиодные дисплеи изначально использовались в основном для инженерных приложений, но теперь они технически преодолели это ограничение и могут перейти на рынок бытовой электроники. Однако с точки зрения индустриализации еще предстоит пройти долгий путь, и главная проблема заключается в том, что текущие затраты все еще очень высоки.

The Paper: От светодиодного освещения к светодиодному дисплею, как произошел этот переход?

Хуан Кай: Именно благодаря развитию индустрии светодиодного освещения будущая индустрия дисплеев будет расширяться и постепенно распространяться на верхний уровень цепочки создания стоимости. Без Китая светодиодное освещение может остановиться. Китайцы особенно хороши в том, чтобы что-то выглядело как выгодная сделка. С конца прошлого века до начала 2000 года, до локализации, цена светодиода составляла 6 долларов США. Сейчас цена светодиода меньше копейки.

Полупроводниковая промышленность характеризуется устойчивым улучшением производительности по мере снижения затрат. Важной особенностью полупроводниковой промышленности является то, что по мере снижения себестоимости продукции масштабы рынка будут быстро расширяться и постепенно охватят тысячи домохозяйств. После масштабирования это позволит не только снизить затраты, но и создать новые приложения. Из-за первоначальной высокой стоимости производства светодиоды использовались в основном только для освещения, но теперь светодиоды можно широко использовать в области дисплеев.

Что касается светодиодов, требования к производительности чипов, используемых в дисплеях, намного выше, чем те, которые используются в освещении. Например, экран дисплея требует однородности цветности. Он не может быть ярче здесь и краснее там.

В настоящее время крупнейшим в мире заводом по производству светодиодных чипов является компания Sanan Optoelectronics, за ней следуют Jingyuan Optoelectronics и Qianzhao Optoelectronics. Стоит отметить, что два из трех находятся в Сямыне. Сямынь имеет относительно сильные преимущества в этой отрасли и исследовал больше сценариев применения. Кроме того, пока формируются технические барьеры, эти компании могут иметь сильные производственные возможности. У высокотехнологичных отраслей нет очевидных региональных рыночных ограничений, как у других отраслей. Ключевым моментом является то, какую долю каждый город может получить на мировом рынке.

Доклад: Каковы основные различия между чипами в области дисплеев и чипами в интегральных схемах с точки зрения технологии подготовки чипов?

Хуан Кай: В оптоэлектронных чипах используется процесс парофазной эпитаксии, а в микросхемах интегральных схем используется процесс жидкофазной эпитаксии. Микросхемы в области отображения классифицируются по их функциям. Микросхемы оптоэлектронных устройств называются оптоэлектронными чипами, устройства преобразования энергии - силовыми чипами, а радиочастотные чипы. Чипы интегральных схем требуют очень высокой поперечной точности, и на кремниевой пластине необходимо вырезать канавки, ширина которых достигает нанометрового уровня. Светодиодные чипы имеют свои особенности. Они требуют очень высокой вертикальной точности. Светодиодные чипы вырезаются на подложке методом фотолитографии. В качестве материала подложки обычно используется арсенид галлия. Материал выращивается при высокой температуре. Размер подложки составляет шесть или четыре дюйма, а не методом рисования. Материал необходимо постоянно корректировать в процессе роста. Обычно в середине светодиода имеется структура с квантовой ямой. Общее количество слоев может достигать сотен, а толщину каждого слоя необходимо точно контролировать ниже одного. нанометр. В крайних случаях даже один молекулярный слой приходится контролировать с точностью около 0,2 нанометра.

С точки зрения технических сложностей, мы ранее победили технологию светодиодных чипов. По сравнению с интегральными микросхемами, каждый из них имеет различные технические трудности. Как только отрасль овладеет ключевыми технологиями и займет лидирующие позиции, вся отраслевая цепочка постепенно сбалансируется, чтобы гарантировать, что она останется на переднем крае. Если определенная проблема застряла и остается нерешенной в течение длительного времени, она станет все более восприимчивой к ограничениям и затронет различные аспекты, такие как оборудование, основное сырье и процессы.

Размер светодиодных чипов также постоянно уменьшается. На той же эпитаксиальной пластине количество микросхем Micro-LED в десять раз больше, чем у Mini-LED, но стоимость сильно не увеличится. Когда отраслевая цепочка действительно станет зрелой, Micro-LED действительно сможет снизить затраты. Основная стоимость связана с процессом переноса. Micro-LED переносит чип в пиксель посредством массообмена, затем инкапсулирует его, наносит на него клей, покрывает его стеклянной пластиной и объединительной платой драйвера, а затем его можно включить.

Доклад: Каково позиционирование Научно-исследовательского института технологий отображения будущего во всей индустрии оптоэлектронных дисплеев Сямыня?

Хуан Кай: При планировании создания института миссия, данная нам городом Сямэнь, была очень четкой: поддержать развитие смежных отраслей Сямыня и помочь укрепить существующую производственную цепочку. У города Сямынь очень большое видение, поэтому на протяжении всего процесса развития мы наладили хорошее взаимодействие с такими компаниями, как Sanan Optoelectronics и Tianma Microelectronics. Институт интегрирован в комплексную конструкцию Лаборатории Цзяген в виде относительно независимой площадки.

В основном мы разрабатываем ряд технологий, осуществляем передачу технологий, а также инкубируем и трансформируем их по мере их зрелости. Мы первые в Китае, кто разработал новое научно-исследовательское учреждение для Micro-LED. Наше общение и взаимодействие с предприятиями, а также совместные исследования и разработки являются относительно зрелыми, а нашими партнерами по сотрудничеству являются крупнейшие производители светодиодов в Китае.

Научно-исследовательский институт не является серийным предприятием, но с нами сотрудничают многие поставщики вспомогательных материалов, поскольку у нас есть экспериментальная линия. Новые материалы, разработанные различными компаниями, могут прислать нам на проверку образцы. Таким образом, когда компании продают, они могут ссылаться на данные, которые мы здесь проверили. Это также одна из важных функций нашей платформы, которая может способствовать взаимному доверию между добывающими и перерабатывающими отраслями.

Сямынь продолжает укреплять свои связи в этой области. Хотя в настоящее время отрасль достигла определенного масштаба, цепочка между добычей и переработкой не является достаточно полной, а возможности разработки и производства соответствующего оборудования и основного сырья все еще отсутствуют. С точки зрения производства оно уже относительно выдающееся и считается лидером в стране. Мы надеемся и дальше играть роль в содействии трансформации научных и технологических достижений на более глубоком уровне не только в сфере услуг, но и в создании большей стоимости в цепочке.

Будь то независимые исследования и разработки, помощь во внедрении соответствующих команд или внедрение некоторых добывающих и перерабатывающих компаний в отраслевую цепочку, нам нужно делать серьезные вещи. Что касается того, производится ли основное сырье в Сямыне, то это требует детального анализа конкретных обстоятельств. Поскольку Сямэнь является «городом-садом», необходимо обсудить с местным правительством вопрос о том, подходит ли Сямэнь для развития химической промышленности. Мы обязательно проведем соответствующие исследования и разработки, но целесообразность их внедрения в Сямыне после исследований и разработок требует дальнейшего обсуждения.

Доклад: Каким образом институт поощряет инновации?

Хуан Кай: Наша команда по исследованиям и разработкам состоит из преподавателей Сямэньского университета, работающих по совместительству, и инженеров, нанятых институтом на полную ставку. Эта группа инженеров особенно важна для нас. Они внесли большой вклад в наши текущие достижения.

Научно-исследовательская ориентация университетов часто отличается от отраслевой. Слишком большое внимание к показателям оценки университетов может нанести ущерб развитию технологий и промышленных услуг. Например, инженерам необходимо сосредоточиться на изучении определенного процесса, о котором они, вероятно, не смогут написать диссертацию в колледже.

В настоящее время институт имеет очень хорошее соотношение ввода-вывода, а некоторые ключевые показатели чипа уже опережают международный уровень. Например, светоотдача двухмикронного микросветодиода достигла 41% для синего света и 34% для зеленого света. Однако лучший уровень, зарегистрированный на международном уровне, составляет около 12% для синего света и только 8% для зеленого света. В основном это связано с научными исследованиями Сямэньского университета в этой области и нашими институциональными преимуществами, которые позволяют инженерам сосредоточиться на изучении процесса, настройке подробных параметров и улучшении различных показателей.

Если прибыль является основной целью, прогресс в исследованиях и разработках компании может осуществляться небольшими шагами, то есть сегодня вы немного впереди, а завтра я буду работать усерднее, инвестируя ровно столько ресурсов научных исследований, чтобы превзойти противника. При таком подходе зачастую трудно добиться прорывного прогресса. И мы можем значительно опережать наших международных коллег в некоторых технологиях, во многом потому, что наша команда инженеров может сосредоточиться на исследованиях и разработках.

Мы стимулируем инновации в первую очередь посредством финансового вознаграждения и высокого уровня уважения к нашим инженерам. Как относительно чистое научно-исследовательское подразделение, мы не боимся неудач и поощряем инновации. Наши научные исследователи обладают относительно богатым опытом и сильными фундаментальными научными возможностями. Многие из выдвинутых ими идей прошли промышленный опыт. Фильтруя и оценивая осуществимость этих идей, мы можем сформировать лучшие направления исследований.