一、行業(yè)趨勢:AR 微顯示爆發(fā),MicroLED 成核心破局點
隨著 AR 技術(shù)從消費級場景(如智能眼鏡)向?qū)I(yè)領(lǐng)域(工業(yè)巡檢、醫(yī)療手術(shù)、軍事仿真)滲透,市場對微顯示屏的 “三高一低”(高像素密度、高亮度、高刷新率、低功耗)需求呈指數(shù)級增長。據(jù) Yole Intelligence 數(shù)據(jù),2024 年全球 AR 微顯示屏市場規(guī)模達 18 億美元,預(yù)計 2030 年將突破 120 億美元,年復(fù)合增長率超 35%。
當(dāng)前主流顯示技術(shù)中,OLED 存在亮度不足(難突破 3000nits)、壽命衰減快的問題,LCoS 則受限于響應(yīng)速度與功耗,而 MicroLED 憑借亮度(可突破 5000nits)、壽命(超 10 萬小時)、響應(yīng)速度(納秒級)的天然優(yōu)勢,成為 AR 微顯示的 “終極解決方案”。但行業(yè)仍面臨三大瓶頸:大尺寸硅基 GaN 外延的性能穩(wěn)定性、精細間距鍵合的良率控制、全彩集成的工藝復(fù)雜度—— 蘇州漢驊半導(dǎo)體的 “超越摩爾 GaN Plus” 平臺,正精準破解這些核心痛點。
二、技術(shù)積淀:從 Demo 到量產(chǎn),漢驊的 MicroLED 進階之路
作為國內(nèi) MicroLED 工藝研發(fā)的先行者,漢驊自 2022 年起持續(xù)刷新行業(yè)技術(shù)高度:
• 2022 年:發(fā)布金屬鍵合路線單綠色 5μm MicroLED 微顯示屏 Demo,首次實現(xiàn)該路線下 5μm 像素間距的均勻發(fā)光及流媒體播放,為后續(xù)精細工藝奠定基礎(chǔ);
• 2023 年:推出全球最小的金屬鍵合路線單綠色 2μm MicroLED Demo,像素密度突破 1000PPI,解決了小尺寸 MicroLED 的電流擴展與發(fā)光均勻性難題;
• 2024 年:完成產(chǎn)線全面升級至 8 英寸制程,通過8英寸對8英寸的100%利用率集成架構(gòu),進一步降低量產(chǎn)成本。同年 11 月發(fā)布基于 hybrid bonding 路線的 8 英寸硅基 GaN MicroLED 紅光微顯示屏,實現(xiàn)紅光波段的高效外延與異構(gòu)集成,填補國內(nèi)該領(lǐng)域技術(shù)空白,為將來像素間距往更小密度發(fā)展時,GaAs紅光效率衰減及工藝難度翻倍的問題提供解決方案。
三、2025 四大里程碑:深耕工藝細節(jié),夯實技術(shù)壁壘
2025 年,漢驊迭代 “外延 - 工藝” 全鏈條能力,以 “超越摩爾 GaN Plus” 為核心定位,達成四大關(guān)鍵突破:
里程碑 1:8 英寸硅基 GaN MicroLED 外延 —— 發(fā)光效率與可靠性雙突破
針對大尺寸硅基GaN的發(fā)光效率、應(yīng)力控制等行業(yè)難題,漢驊通過緩沖層結(jié)構(gòu)設(shè)計、量子阱(MQW)精準調(diào)控優(yōu)化、晶體質(zhì)量提升(GaN002&102)等實現(xiàn)性能雙倍躍升,綜合發(fā)光性能及量產(chǎn)可靠性經(jīng)第三方機構(gòu)測試及下游客戶驗證,已多方位超越市場水平。
里程碑 2:hybrid bonding 工藝 —— 從 3.75μm 通線到 2.5μm 研發(fā),沖刺視網(wǎng)膜級顯示
漢驊 8 英寸 hybrid bonding 全流程突破 “超精細圖形化 - 高良率低溫鍵合 - 可靠性互連” 技術(shù)鏈,目前已達成如下進度:
• 3.75μm 工藝已通線:涵蓋高精度光刻刻蝕、鍍膜、電鍍、拋光( CMP Ra≤0.5nm)、對位鍵合(對位誤差小于500nm)、外延減薄等核心環(huán)節(jié),鍵合良率達 95%以上,電學(xué)良率達70%以上,鍵合界面無剝離,滿足消費電子可靠性標準,可支撐 1600PPI 顯示屏批量生產(chǎn);
• 2.5μm 工藝研發(fā)中:針對性優(yōu)化超精細圖形化難題,同步攻克鍵合對準良率、銅柱互聯(lián)精度等,預(yù)計 2025 年 Q4 通線后,像素密度將提升至 2560PPI,匹配高端 AR 眼鏡的視網(wǎng)膜級顯示需求。
里程碑 3:hybrid bonding 多層堆疊 —— 加速全彩商業(yè)化進程
漢驊創(chuàng)新融合 3DIC 工藝架構(gòu),開發(fā)出 MicroLED 多層堆疊技術(shù),破解傳統(tǒng)全彩方案瓶頸:
• 堆疊架構(gòu)設(shè)計:基于 8 英寸硅基集成 CMOS 驅(qū)動電路,中間層堆疊紅 / 綠 / 藍三色 MicroLED 外延晶圓,頂層為透明封裝保護層,各層通過 hybrid bonding 實現(xiàn)原子級互連,解決 Side-by-Side 方案的像素密度限制與 Chip-on-Board 方案的封裝復(fù)雜度問題;
• 商業(yè)化價值:該技術(shù)符合目前AR眼鏡終端需求的輕量化、小型化、高亮度需求,目前已對外開放研發(fā)代工服務(wù),已與國內(nèi)頭部下游 AR 顯示模組廠商啟動合作開發(fā),預(yù)計 2026 年實現(xiàn)小批量生產(chǎn),推動 AR 微顯示從單色向全彩升級。
里程碑 4:8 英寸金屬鍵合路線 —— 全面通線,開啟量產(chǎn)服務(wù)
基于前期金屬鍵合的技術(shù)積累,漢驊 2025 年完成 8 英寸金屬鍵合路線全流程通線,實現(xiàn)三大維度升級:
• 產(chǎn)能:晶圓尺寸兼容性從 4 英寸升級至 8 英寸,月產(chǎn)能達100片 8 英寸晶圓;
• 工藝可靠性:采用同質(zhì)襯底鍵合,避免熱失配帶來的高應(yīng)力大翹曲,提高產(chǎn)品可靠性;采用傳統(tǒng)金屬鍵合路線,有效降低工藝成本;優(yōu)化減薄,刻蝕工藝,產(chǎn)生高精度高深寬比器件結(jié)構(gòu),助力器件光學(xué)性能的提升。
• 服務(wù)能力:對外提供 “研發(fā)樣品 - 量產(chǎn)代工” 全周期服務(wù),可支持小間距像素定制,服務(wù)覆蓋消費電子(AR 眼鏡)、專業(yè)顯示(醫(yī)療)等領(lǐng)域。
四、定位解讀:超越摩爾 GaN Plus——GaN 外延 ×3DIC 工藝的集成創(chuàng)新
在 “摩爾定律” 逼近物理極限的背景下,漢驊 “超越摩爾 GaN Plus” 定位的核心,是打破 “外延材料” 與 “先進工藝” 的技術(shù)壁壘,構(gòu)建 “GaN 外延 ×3DIC 工藝” 的集成平臺:
• 技術(shù)融合:以 8 英寸硅基 GaN 外延為 “光源核心”,解決 MicroLED 的發(fā)光性能與量產(chǎn)穩(wěn)定性問題;以 hybrid bonding、金屬鍵合、多層堆疊等 3DIC 工藝為 “集成橋梁”,解決異構(gòu)集成的效率與成本問題,形成 “材料 - 工藝 - 代工” 的技術(shù)閉環(huán);
• 服務(wù)價值:下游客戶可基于漢驊的 8 英寸外延晶圓同步開展鍵合工藝開發(fā),無需擔(dān)心不同供應(yīng)商的技術(shù)兼容性;漢驊還可提供定制化解決方案(如特定波長、像素間距、封裝形式),縮短客戶產(chǎn)品從研發(fā)到量產(chǎn)落地的周期。
行業(yè)意義:首次實現(xiàn) 8 英寸晶圓級 MicroLED “外延 - 鍵合 - 集成” 的全流程集合產(chǎn)線,為客戶提供大尺寸硅基 GaN 外延與多種3DIC異/同質(zhì)集成工藝服務(wù),推動 AR 微顯示核心零部件加速成熟。
五、結(jié)語:賦能下游,共促 AR 微顯示商業(yè)化落地
從 2μm Demo 到 8 英寸量產(chǎn)線,從GaN材料供應(yīng)商到 “超越摩爾 GaN Plus” 先進半導(dǎo)體平臺,漢驊半導(dǎo)體始終以 “解決行業(yè)痛點” 為核心,通過技術(shù)迭代與工藝創(chuàng)新,為下游客戶提供從微顯示外延材料到全流程代工的一站式服務(wù)。未來,漢驊將持續(xù)深耕 GaN 外延與 3DIC 工藝的融合創(chuàng)新,加速 MicroLED 微顯示的規(guī)模化量產(chǎn),助力 AR 技術(shù)在更多專業(yè)場景落地,推動全球顯示產(chǎn)業(yè)進入 “MicroLED 時代”。