近日,甬江實驗室盈諾孵化器園區(qū)企業(yè)溢彩芯光科技(寧波)有限公司(以下簡稱 “溢彩芯光”)傳來喜訊,其成功研發(fā)的國內(nèi)首款鈣鈦礦量子點全彩微米級發(fā)光二極管(Micro LED)芯片,將于今年秋天實現(xiàn)批量供貨。這款突破性的芯片,將率先應(yīng)用于國產(chǎn) AR 眼鏡,為解決行業(yè)痛點、提升產(chǎn)品性能提供強(qiáng)大的 “中國芯” 支撐。
這款 “甬產(chǎn)” 芯片的量產(chǎn),標(biāo)志著我國在新型顯示技術(shù),尤其是 Micro LED 這一前沿領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。首發(fā) AR 眼鏡市場,溢彩芯光志在以高性能、低功耗的 “中國芯”,重塑國產(chǎn) AR 設(shè)備顯示格局,打破國外技術(shù)壟斷,助力國產(chǎn) AR 品牌在全球市場脫穎而出。
目前,該芯片主攻AR眼鏡市場。未來,車載AR-HUD(增強(qiáng)現(xiàn)實平視顯示系統(tǒng))、智能矩陣車燈、口袋投影儀等領(lǐng)域,都是其應(yīng)用舞臺。
憑借創(chuàng)新,溢彩芯光 “面向 AR 應(yīng)用的 Micro LED 微顯示芯片研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化” 項目既奪得 2023 “奇思甬動” 中國(寧波)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽特等獎,也成功入選市級重點研發(fā)項目。未來,企業(yè)與甬江實驗室聯(lián)手建設(shè) Micro LED 研發(fā)中試線,這一強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,恰似為芯片性能的持續(xù)優(yōu)化升級裝上 “超級引擎”,將不斷刷新色彩顯示、發(fā)光效率等核心指標(biāo),為用戶帶來更驚艷的視覺體驗。
在半導(dǎo)體顯示領(lǐng)域,溢彩芯光的團(tuán)隊堪稱 “夢之隊”。核心成員大多畢業(yè)于國內(nèi)外知名高校的光電、材料、半導(dǎo)體等相關(guān)專業(yè),創(chuàng)始人兼總經(jīng)理李飛,在半導(dǎo)體芯片研發(fā)領(lǐng)域深耕十余年,曾主導(dǎo)多個重大芯片研發(fā)項目,其卓越的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力與對顯示技術(shù)趨勢的精準(zhǔn)預(yù)判,為公司發(fā)展戰(zhàn)略指明方向。團(tuán)隊中的技術(shù)骨干,有的來自國際頂尖半導(dǎo)體企業(yè),深度參與過全球領(lǐng)先的顯示芯片研發(fā),積累了前沿的設(shè)計與制造經(jīng)驗;有的扎根量子點材料科研機(jī)構(gòu),對鈣鈦礦量子點材料的研究達(dá)到爐火純青的地步。這支復(fù)合型專業(yè)團(tuán)隊,懷揣著突破國產(chǎn)高端顯示芯片技術(shù)瓶頸的決心,踏上了研發(fā)鈣鈦礦量子點全彩 Micro LED 芯片的艱難征程。
研發(fā)初期,擺在團(tuán)隊面前的是一座又一座技術(shù) “大山”。鈣鈦礦量子點材料雖然具備出色的發(fā)光特性,但在 Micro LED 芯片中的應(yīng)用尚屬前沿探索,缺乏成熟的工藝參考。材料的穩(wěn)定性、與芯片結(jié)構(gòu)的適配性,以及如何實現(xiàn)全彩顯示的精準(zhǔn)控制,都是亟待解決的難題。為攻克材料穩(wěn)定性問題,材料研發(fā)組的成員們一頭扎進(jìn)實驗室,反復(fù)調(diào)配鈣鈦礦量子點材料的配方。他們?nèi)缤?“煉金術(shù)士”,在成千上萬次的實驗中,不斷調(diào)整材料的成分比例、合成溫度與時間,記錄下每一次實驗的數(shù)據(jù)變化。無數(shù)個日夜的堅守后,終于找到了一種能在芯片工作環(huán)境下保持穩(wěn)定性能的配方。
在解決芯片結(jié)構(gòu)適配問題時,芯片設(shè)計團(tuán)隊與工藝制造團(tuán)隊展開了緊密協(xié)作。他們采用跨學(xué)科的創(chuàng)新思路,將微納加工技術(shù)與材料科學(xué)相結(jié)合,嘗試了多種芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。從最初的理論建模,到制作出微小的實驗芯片樣品,再到在顯微鏡下對芯片結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整,每一步都凝聚著團(tuán)隊成員的心血。為了優(yōu)化轉(zhuǎn)光層厚度,提升出光效率,工程師們連續(xù)數(shù)月泡在無塵車間,不斷改進(jìn)光刻、蒸鍍等工藝參數(shù),通過反復(fù)測試與迭代,最終實現(xiàn)了轉(zhuǎn)光層厚度的極致減薄,同時保證了芯片的良品率。
在全彩顯示的精準(zhǔn)控制方面,團(tuán)隊面臨著信號處理與色彩校準(zhǔn)的雙重挑戰(zhàn)。軟件算法團(tuán)隊與硬件設(shè)計團(tuán)隊聯(lián)合攻關(guān),開發(fā)出一套全新的數(shù)字信號處理算法。他們通過模擬不同場景下的顯示需求,對算法進(jìn)行優(yōu)化,確保芯片能夠?qū)?shù)字信號精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為光電信號,實現(xiàn)紅、綠、藍(lán)三原色的精確配比。在色彩校準(zhǔn)階段,團(tuán)隊搭建了高精度的色彩測試平臺,對每一批次的芯片進(jìn)行嚴(yán)格檢測,根據(jù)測試結(jié)果對芯片參數(shù)進(jìn)行微調(diào),最終使芯片的色彩還原度達(dá)到了行業(yè)領(lǐng)先水平。
歷經(jīng)兩年的艱苦攻關(guān),無數(shù)次的失敗與重來,溢彩芯光團(tuán)隊終于迎來了勝利的曙光。這款凝聚著團(tuán)隊智慧與汗水的鈣鈦礦量子點全彩 Micro LED 芯片,不僅在性能上超越了傳統(tǒng)方案,更填補(bǔ)了國內(nèi)在該領(lǐng)域的技術(shù)空白。高溫高濕加速老化實驗中,芯片超 500 小時的壽命表現(xiàn),以及將功耗壓制在 500 毫瓦以內(nèi)的優(yōu)異成績,是對團(tuán)隊努力最好的證明。
在 AR 眼鏡的核心顯示系統(tǒng)中,芯片扮演著至關(guān)重要的角色。溢彩芯光創(chuàng)始人、總經(jīng)理李飛形象地比喻道:“這款芯片就好比 AR 眼鏡的‘翻譯官’,負(fù)責(zé)將接收到的數(shù)字信號精準(zhǔn)、高效地轉(zhuǎn)化為清晰的光電信號! 相較于傳統(tǒng)顯示芯片方案,溢彩芯光的鈣鈦礦量子點 Micro LED 芯片擁有令人矚目的獨(dú)特優(yōu)勢。
當(dāng)環(huán)保成為全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主旋律,溢彩芯光勇立潮頭,摒棄傳統(tǒng)量子點材料中常見的重金屬鎘,從生產(chǎn)源頭到終端產(chǎn)品,全方位踐行綠色環(huán)保理念,成為半導(dǎo)體顯示行業(yè)的 “綠色先鋒”。在成本控制方面,企業(yè)憑借對材料體系和生產(chǎn)工藝的深度革新,大幅削減制造成本,如同為 AR 設(shè)備裝上了 “親民價引擎”,有力推動國產(chǎn) AR 設(shè)備邁向大眾消費(fèi)市場。而在性能表現(xiàn)上,芯片轉(zhuǎn)光層厚度的極致減薄堪稱 “黑科技”,顯著提升出光效率,不僅將功耗牢牢壓制在 500 毫瓦以內(nèi),徹底終結(jié) AR 眼鏡 “電量焦慮癥”,更以超高的發(fā)光效率,為用戶在強(qiáng)光下也能清晰體驗 AR 世界掃清障礙,讓虛擬與現(xiàn)實的交融更加明亮、順暢。
事實上,在 AR 眼鏡領(lǐng)域,Micro LED 微顯示芯片的應(yīng)用已逐漸嶄露頭角,多個成功案例為行業(yè)發(fā)展提供了借鑒。鐳昱半導(dǎo)體作為行業(yè)佼佼者,于 2023 年成功點亮全球首款適配 AR 眼鏡的單片全彩 Micro LED 微顯示屏。其 0.11 及 0.22 英寸單片全彩芯片實現(xiàn)了 3.5 微米超小像素間距,像素點密度高達(dá) 7000PPI,全彩亮度達(dá) 10 萬尼特,以超小尺寸、超高像素密度及亮度,重新定義了 AR 眼鏡的顯示標(biāo)準(zhǔn),為用戶帶來了更為清晰、逼真的視覺體驗,助力消費(fèi)級 AR 設(shè)備在性能與佩戴舒適度上達(dá)到新的平衡。2025 年,鐳昱更是推出體積僅 0.18cc 的 PowerMatch® 1 全彩 Micro - LED 光引擎,憑借超小體積,可無感置入鏡腿之中,極大推動了 AR 眼鏡的輕量化進(jìn)程,且其在全彩顯示上,通過自主研發(fā)的量子點光刻技術(shù),實現(xiàn)了 108.5% DCI - P3 的廣色域和高色純度,畫面效果細(xì)膩豐富 。
國內(nèi)企業(yè)鴻石智能也在積極發(fā)力。其推出的極光 A6 微顯示芯片,尺寸僅 0.12 英寸,卻具備 8000000nits 超高亮度和 6800PPI,單綠顯示。該芯片運(yùn)用先進(jìn)的 8 英寸 Wafer 級硅基氮化鎵芯片生產(chǎn)、自研量子點轉(zhuǎn)換和像素隔離防串?dāng)_微透鏡等技術(shù),即便在芯片外端增加光機(jī)鏡頭和波導(dǎo)片后,仍能保證入眼亮度峰值達(dá)到 1000 - 2000nits,有效解決了 AR 眼鏡在室外強(qiáng)光環(huán)境下畫面失真、暗部表現(xiàn)不佳的難題,確保全天候佩戴時顯示畫面的穩(wěn)定與鮮艷 。
此外,在 2024 年,中國臺灣 LED 廠商宏齊科技聯(lián)合臺工研院與智慧眼鏡制造商追風(fēng)科技,推出中國臺灣首款 MicroLED AR 智慧眼鏡。其核心的 MicroLED 顯示面板經(jīng)光學(xué)優(yōu)化,亮度高達(dá) 3000nits,相比當(dāng)?shù)卦谑鄣?OLED AR 眼鏡,亮度提升了 5 - 10 倍,成功攻克 AR 眼鏡在強(qiáng)光環(huán)境下亮度不足的難關(guān),為用戶在復(fù)雜戶外環(huán)境中使用 AR 眼鏡提供了可能 。
同年,諾視科技成功點亮全球首款 XGA 垂直堆疊全彩 Micro - LED 微顯示芯片,采用 WLVSP(晶圓級垂直堆疊像素)技術(shù)方案集成 RGB 三色和 CMOS 驅(qū)動背板,在 Micro LED 微顯示領(lǐng)域取得重要突破,為 AR 眼鏡的全彩顯示技術(shù)發(fā)展注入新動力。
作為全球唯一能夠?qū)崿F(xiàn) Micro LED 顯示量產(chǎn)的企業(yè),JBD(上海顯耀顯示科技有限公司)在 AR 眼鏡領(lǐng)域也成績斐然。其將半導(dǎo)體工藝創(chuàng)新性地應(yīng)用于微顯示領(lǐng)域,成功把顯示屏幕縮小至米粒大小,為輕薄型 AR 眼鏡的誕生創(chuàng)造了條件。JBD 生產(chǎn)的 MicroLED 微顯示屏,像素間距覆蓋 400 dpi 到 10,000 dpi 的寬廣范圍,支持多種分辨率,具備高亮度、高 EQE 以及高可靠性等優(yōu)勢,在全球范圍內(nèi)已助力超過 25 款 AR 眼鏡成功上市,成為眾多國內(nèi)外 AR 眼鏡制造商的關(guān)鍵供應(yīng)商 。
以影目科技的 INMO Go 為例,這款超輕量級(僅 52g)消費(fèi)級 AR 眼鏡,采用 JBD 提供的 Micro - LED 顯示技術(shù),搭配單目衍射光波導(dǎo)方案,雖為單綠色顯示,卻在消息提示等輕量級應(yīng)用場景中表現(xiàn)出色,實現(xiàn)了無線化與顯示效果的較好平衡,為用戶帶來便捷的使用體驗 。星紀(jì)魅族的 StarV Air2 同樣選擇了 MicroLED 微顯示方案,其搭載的 JBD 生產(chǎn)的 MicroLED 單綠光引擎,體積小巧至 0.15CC,配合產(chǎn)品在光學(xué)設(shè)計、人體工學(xué)設(shè)計上的優(yōu)化,以及全面融入的 AI 能力,為用戶打造出全天候隨身 AI 終端,滿足翻譯、導(dǎo)航等多元帶顯示功能場景需求 。
此次溢彩芯光鈣鈦礦量子點全彩 Micro LED 芯片的量產(chǎn),不僅是企業(yè)自身發(fā)展的重要里程碑,也為寧波乃至全國的半導(dǎo)體及顯示產(chǎn)業(yè)注入了新的活力,有望推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)新的跨越。