2022年10月13日,芯元基在Micro-LED微显示屏方面又向前迈进了一大步,利用现有OLED驱动技术,成功实现了0.41 inch 单色Micro-LED微显示屏视频显示。

制作出的微显示屏,在没有进行Demura的情况下,显示均匀性就已经达到同行同类产品进行Demura后的显示水准,进一步显示出了芯元基的技术优势。

AR眼镜由于体积限制,为满足体验舒适度和高分辨率等要求,显示模组必须做到轻量化,这就要求其中最核心的显示芯片必须面积小且分辨率高,这对LED芯片制备工艺提出了至高的要求。

芯元基从去年10月份正式进入Micro LED领域,仅用了三个多月时间,在今年1月份,就先后研发出了16*27微米直显用薄膜倒装Micro LED芯片以及适合微显示的pitch 8μm Micro LED 芯片阵列,目前这两款产品均已与国内相关龙头企业达成合作并获得订单。时隔半年,公司又在pitch 小于4μm以下 Micro LED 芯片阵列研发上取得突破

2022727日,公司在Micro LED微显示方面又取得重大研发进展,突破了像素pitch小于4μm的关键工艺,成功点亮了0.12 inch pitch 3.75μm的适合AR眼镜显示用的Micro LED芯片阵列,为提供高端AR微显示产品奠定了基础。且该产品像素的尺寸只有2μm,这款高难度产品是芯元基在精度并不高的光刻机上制作出来的,每个像素性能(电学和光学)的均匀性非常好,足以体现芯元基低位错密度外延结构的技术优势和公司的创新实力。

2022年8月29日,上海芯元基半导体科技有限公司再次传出在micro LED微显示方面取得重大研发进展,成功点亮了InGaN基红光适合微显示的pitch 8umMicro LED芯片阵列。至此芯元基完成了微显示芯片全彩化方案所需的GRB三种单色光源,且全部是基于InGaN的材料体系,加速了微显示的全彩化产业化进程。

当前微显示行业所需的红光基本以AlInGaP四元材料体系为主,但由于AlInGaP材料的载流子扩散长度大和表面复合速度高等因素,导致其光效会随着尺寸的缩小而急剧下降,无法满足微显示所需的亮度要求;且其芯片制程与InGaN蓝绿光不同会导致制程复杂增加固定资本投入和产线管理成本,其外延MOCVD也与蓝绿光无法兼容。同时,AlInGaP在生长过程中需用到P源,含有剧毒,也不适合可持续发展战略。
InGaN基红光开发一直是业界难题,研发进展可谓困难重重。本次研究成果由芯元基与北京大学物理学院王新强教授团队、材料科学姑苏实验室合作研究完成,在王新强教授团队和材料科学姑苏实验室提供的氮化物红光外延片上,芯元基成功开发出的InGaN基红光芯片,虽仍然存在一系列问题,但这对行业的发展依然是一个重大进步!
目前,芯元基半导体已经形成了以蓝宝石复合图形衬底技术(DPSS)、化学剥离技术和晶圆级批量转移技术等为核心的完整技术体系,这些技术是制造高端光电子器件的核心技术,在中国、美国、日本及中国台湾等国家和地区均已获专利授权,打破了该领域技术的国外垄断,技术水平位于全球前列。
针对Micro LED芯片的单屏全彩方案,国内外众多研究机构和企业先后提出了RGB并列、RGB垂直堆叠、量子点色转换等多种方案,但受制于衬底剥离和巨量转移的工艺难度,目前尚未有可量产的成熟工艺路线面世,制约了Micro LED的商业化应用进程。其中RGB三色垂直堆叠结构由美国Sundiode公司于2021年4月提出,国内尚未见相关企业有类似结构的点亮报道。 

芯元基半导体针对RGB垂直堆叠结构全彩方案,利用自身独有的蓝宝石衬底化学剥离技术和转移技术,蓝绿两色Micro LED芯片垂直堆叠在一个芯片上,通过探针加电进行点亮测试,实现了单一芯片四种颜色模式的分别点亮。

芯元基半导体第三代半导体氮化镓项目2020年签约安徽池州高新区。项目规划用地约100亩,分两期建设。其中,一期投资2亿元,打造一条GaN基DPSS衬底生产线,一条UVA365nm芯片生产线,并建设配套设施等;二期投资4亿元,建设行政、生产一体化厂房及配套。该项目总投资6亿元,预计今年11月投产。

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作者 sun, keting