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Mini/Micro LED引领风骚 LED产业跟紧智能制造脚步

Mini/Micro LED引领风骚 LED产业跟紧智能制造脚步

智能显示应用让Mini/Micro LED大放异彩,2021年CES展会上,相关新品亮相抢尽风头,市场迎来高速成长期,也带动当前LED产业对智能制造升级的加速推动。

当全球都在关注未来显示发展趋势时,Micro LED是最被看好的技术之一。而市场纷纷看好新时代 Mini/Micro LED 产品开发,许多厂商也投入寻找下一波商机,吸引包括三星电子(Samsung Electronics)、苹果(Apple)、乐金电子(LG Electronics)、Sony等品牌大厂抢进Mini/Micro LED商机。

工研院电子与光电系统研究所(以下称电光所)所长吴志毅解释,Micro LED简单来说是将LED微缩化和矩阵化的技术,将数百万乃至数千万颗小於100微米(μm)、比一根头发还细的LED RGB晶粒,排列整齐放置在基板上,具有高分辨率、低功耗、高亮度、高对比、高色彩饱和度,以及反应速度快、厚度薄、寿命长等特性,技术挑战性高,但也被誉为下时代的主流显示技术。

随着技术演进,LED尺寸正循序渐进的微缩,先由尺寸约100~300μm 的Mini LED,向下微缩至小於100μm的Micro LED,整个LED 产业带来剧烈变革,而其中首要关键就是把LED制程「半导体化」。

工研院电光所博士林建中则指出,半导体是一项非常精密的产业,随着技术越来越进步,同样一片晶圆可以容纳的IC越来越多,Micro LED也是同样的道理。不过,当晶粒越来越小,制程上的难度也会随之提高,这是发展Micro LED技术上需要克服的地方。

随着LED尺寸逐渐微缩,为了达到更高的制程稳定度与良率掌控,生产上的监控与自动化程度就需逐渐走向半导体等级。透过设备联网进行数据收集与分析,使工厂设备与产线生产流程更具智能化,进而达到提高生产效率及提升产品品质的目的。

资策会先前调查,如果将智能制造以4.0作为衡量标准,综观台湾整体电子制造业在智能制造的发展成熟度则是平均落在2.0~2.5分之间。不可讳言这样的结果显示电子制造业在智能制造的推动上是相当缓慢的,为此经济部近年采取齐头并进的做法,希望分别从不同的垂直产业切入,以示范团队或联盟组队的方式,藉由母鸡带小鸡凝聚产业各方力量推动产业转型。

其中率先打头阵的是2018年由台湾电路板协会(TPCA)领头推动PCB产业组成三大智能制造联盟,如今已有所斩获,目前成功将20家中小型PCB业者完成105台旧有设备升级智能联网功能,而其次则是频率元件产业,而依循此模式,LED产业也被视为下一波升级目标。

不过如同PCB产业遭遇一样的问题,晶元光电副总经理施韦表示,目前国内LED产业在推动智能制造进展方面,不论在设备端的智能化或自动化程度,仍远落後於半导体产业,国际竞争力出现逐渐落後的状况。

制程设备提升通讯联网能力是进入智能制造的基本门槛,许多生产设备需得透过共通的数据通讯传输标准,制造系统的整体智能效率才得以展现。因此对於LED产业而言,智能制造的起手式首先就面临很大的挑战。

因此以达成设备端智能化为开端,2020年台湾光电半导体产业协会(TOSIA)也偕晶元光电发布LED产业设备通讯协定。

TOSIA先是於2019年结合工业局推动LED制造业朝智能化发展产业政策,推动企业朝智能化制造升级转型,2020年则是再与会员厂商晶元光电合作,发布LED产业设备通讯协定,以扩大整体LED制造生态链的加速升级。

2016年晶元光电与国内亿光电子,以及数家设备商及系统服务商等共同合作,依据国际LEDECI及国际半导体产业协会(SEMI)规范,完成「LED产业设备通讯应用指南」标准草案第一版英文版本。而晶元光电也在内部建置智能制造生产示范线,并透过LED SECS/GEM标准规范,进行设备联网整合,建立高端生产制造智能系统与经验。

而为加速促成LED标准机联网协定和共同应用模块於其他LED业者及其设备供应商端的使用与推广,2020年TOSIA则是再将「LED产业设备通讯应用指南」完成中文化改版。

据悉,晶元光电结合国内设备业者,率先建置导入数据通讯传输标准的LED智能制造生产示范线,目前经由实务验证,其产品良率已可达设定之目标,未来也将持续精进。

除了热门的5G、 AIoT、电动车商机之外,Micro LED智能显示应用市场同时也是目前国际竞相角逐的大饼,除了技术瓶颈的突破,先就国内产业的设备数据传输规格统一,推动LED产业设备通讯协定进入SEMI标准规范,也可望就此带动整体LED产业往智能制造升级的加速推动,接轨新兴商机卡位国际市场。

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