MicroLED, considérée par beaucoup comme la prochaine génération de technologie d'affichage, a été poursuivie par les acteurs de la LED, de l'affichage, des OEM, des matériaux, etc. Différenciée des LCD et OLED, la microLED est considérée comme la seule technologie d'affichage qui n'a pas de limitation de taille. Quelles sont les applications potentielles ? Quelles sont les exagérations et les réalités? Ce sont des questions abordées dans le tout nouveau rapport IDTechEx, « Micro-LED Displays 2020-2030 : Technology, Commercialization, Opportunity, Market and Players ».
Diverses motivations stimulent les progrès des écrans MicroLED
Samsung Display a annoncé qu'il mettait fin à l'activité LCD et se concentrerait sur ses activités QD LCD & OLED. LG Display a arrêté sa production nationale d'écrans LCD. Les fournisseurs coréens ont tendance à réduire leur production d'écrans LCD et à passer au QLED et à l'OLED. De plus, Panasonic et JDI se retirent également du marché des écrans LCD. AUO, Innolux et quelques autres sociétés taïwanaises ralentissent leurs investissements dans les écrans LCD ou OLED. À titre de comparaison, la fabrication d'écrans LCD se déplace vers la Chine continentale en raison de la compétence en matière de coûts, de l'efficacité de la production de nouvelles lignes et du soutien de la chaîne industrielle.
Dans le domaine OLED, la production de panneaux OLED est dominée par les entreprises coréennes en termes de capacité de production effective, de matériaux et d'équipements en amont, d'application en aval et d'exhaustivité de la chaîne d'approvisionnement. Par exemple, SDC et LGD ont soutenu des entreprises de matériaux et d'équipements en amont, en créant de bons écosystèmes. Pour les applications en aval, les panneaux OLED de petite/moyenne taille de Samsung sont d'abord fournis aux téléphones intelligents Samsung, tandis que les panneaux OLED de grande taille de LGD sont d'abord proposés aux téléviseurs LG. Leurs marques peuvent également fournir suffisamment de soutien et de commentaires. Samsung et LG dominent respectivement les panneaux OLED de petite/moyenne et grande taille.
En ce qui concerne les matériaux et équipements de base en amont, le Japon et l'Allemagne sont très forts. Leurs avantages peuvent être appliqués non seulement aux écrans LCD ou OLED, mais également à d'autres nouveaux types d'affichage potentiels.
Dans ce contexte, s'impliquer dans une nouvelle technologie d'affichage pourrait apporter de nouvelles opportunités aux acteurs concernés, car une nouvelle technologie d'affichage peut briser les grappes et avantages régionaux actuels, formant une nouvelle structure industrielle.
C'est l'une des raisons importantes pour lesquelles les écrans microLED ont suscité tant d'intérêt. De plus, les écrans microLED offrent des propositions de valeur telles qu'une large gamme de couleurs, une luminance élevée, une faible consommation d'énergie, une excellente stabilité et une longue durée de vie, un grand angle de vue, une plage dynamique élevée, un contraste élevé, un taux de rafraîchissement rapide, la transparence, une connexion transparente et l'intégration de capteurs capacité, etc. Certaines des propositions de valeur peuvent être fournies par des alternatives telles que LCD, OLED et QD, tandis que microLED a ses propositions de valeur uniques qui sont poursuivies par beaucoup.
Propositions de valeur de diverses technologies d'affichage. Source : IDTechEx
Un autre facteur est le nombre croissant d'acteurs qui suivent l'industrie des microLED. MicroLED n'est peut-être pas leur objectif principal pour le moment, mais ils le surveillent de près, juste au cas où la microLED décollerait vraiment, ils pourraient rapidement rattraper leur retard, au lieu d'être laissés pour compte.
Augmentation des activités avec des axes de développement décalés
Le nombre croissant d'activités des fournisseurs d'écrans peut être vu par l'investissement cumulé important d'environ 5 milliards de dollars, le nombre croissant de dépôts de brevets, ainsi que les prototypes/produits apportés par les fournisseurs de microLED. On peut voir des noms tels que AUO, PlayNitride, RiTdisplay, Samsung, LG, Sony, TCL, Tianma, Konka, Glo, Plessey, JBD, X-Display, VueReal, CSOT, Sharp, Kyocera, etc.
Cependant, les prototypes pour prouver la maturité technologique/scientifique avec une production à l'échelle du laboratoire/usine sont très différents des produits commerciaux fabriqués en série. Ce dernier exige le zéro défaut pour les produits de consommation. Bien que la science y ait été prouvée, ce qui est plus difficile, ce sont les problèmes d'ingénierie et de fabrication. Par exemple, les LED conventionnelles peuvent atteindre des rendements quantiques externes (EQE) jusqu'à environ 70 %, tandis que les minuscules microLED de moins de 10 µm peuvent avoir du mal à atteindre 20 %. Les LED rouges sont particulièrement difficiles avec des EQE faibles et une fonction fragile. Les microLED minuscules ont une grande surface, ce qui peut entraîner plus de défauts au cours du processus de fabrication. Par conséquent, il est important de résoudre les défis d'ingénierie/de fabrication, y compris la miniaturisation de la taille des puces tout en maintenant la haute efficacité, la conception des puces et l'amélioration des techniques de fabrication des puces. D'autres problèmes incluent le rendement du transfert de masse, la réparation des défauts, les tests, l'uniformité, la conversion des couleurs, etc.
Pour fabriquer un écran microLED, de nombreuses technologies et processus sont impliqués, tels que l'épitaxie, la photolithographie, la fabrication de puces, le retrait de substrat, l'inspection, le transfert de masse, la liaison et l'interconnexion, les tests, la réparation, le fond de panier et le circuit intégré de commande, etc. Après des années de développement, certaines difficultés technologiques ont été résolues, tandis que de nouveaux défis nous attendent. Par exemple, il y a plusieurs années, les efforts majeurs se concentraient sur la miniaturisation des matrices, la conception de puces et le transfert de masse, etc. Récemment, de plus en plus d'acteurs se rendent compte qu'une compréhension complète de tous les processus est essentielle. Par conséquent, un nombre croissant de personnes consacrent également plus d'efforts à des technologies telles que l'inspection, la réparation, la conduite, l'amélioration de l'image, la gestion de l'éclairage et les équipements de production à haut volume.
Remaniement de l'offre sous COVID-19
L'une des plus grandes discussions qui se déroulent actuellement dans le monde est COVID-19. Avec de plus en plus de pays ayant le COVID-19 sous contrôle, la question n'est pas seulement la santé publique, mais aussi les effets à plus long terme qu'il nous entraîne dans les aspects sociaux, économiques et politiques.
Impliquant plusieurs industries existantes et de nouvelles industries, les écrans micoLED peuvent façonner la chaîne d'approvisionnement des LED et des écrans existante, entraînant une nouvelle longue et complexe. De nouvelles approches technologiques et de nouveaux produits peuvent également offrir de nouvelles opportunités aux acteurs, tels que l'industrie CMOS peut prendre position dans la chaîne d'approvisionnement des micro-écrans à base de microLED.
Expérimenté avec COVID-19, l'économie mondiale et la construction de la chaîne d'approvisionnement pourraient être influencées.
Les perceptions de COVID-19 en février et après sont assez différentes. En février, la situation du COVID-19 était la plus grave en Chine. Par conséquent, de nombreuses analyses se sont concentrées sur la sécurité de la chaîne d'approvisionnement. Le risque a été discuté à plusieurs reprises pour s'appuyer davantage sur les chaînes d'approvisionnement industrielles mondiales en Chine. Alors qu'à partir de mars, la pandémie mondiale a fait voir les gens sous un angle plus large. Premièrement, la croissance de l'économie mondiale a été sévèrement dégradée partout dans le monde et les taux de chômage ont augmenté, même avec le soutien du gouvernement de certains pays. Deuxièmement, l'industrie de la consommation a été profondément touchée. L'achat de produits moins nécessaires sera réduit à la fois pour les consommateurs et les unités commerciales. Troisièmement, les marchés financiers ont été touchés. Ensuite, mais non des moindres, l'impact sur la chaîne d'approvisionnement mondiale restera, à la fois pour maintenant et dans l'avenir.
Il a été admis par beaucoup que la pandémie mondiale de COVID-19 rendra les relations américano-chinoises plus tendues. En outre, la mondialisation est en déclin avec des frontières fermées, des restrictions de voyage, des conditions d'exportation et des chaînes d'approvisionnement paralysées. D'une part, IDTechEx a entendu dire par quelques petites entreprises qu'elles avaient délibérément choisi de s'associer à des entreprises moins susceptibles d'être affectées par la guerre commerciale. D'un autre côté, bien que la mondialisation soit toujours la tendance générale, les clusters régionaux pourraient jouer un rôle plus important dans la construction de la chaîne d'approvisionnement que le réseau mondial à l'avenir. 
Demand and supply of MicroLED displays. Source: IDTechEx
Marchés d'applications pour les écrans MicroLED
La demande d'écrans microLED peut être analysée sous deux aspects :
• Remplacement sur le marché d'affichage existant
• Création d'un nouveau marché d'affichage
Pour les premiers, les 8 applications présentées ci-dessous sont les plus abordées. Ce sont la réalité augmentée/mixte (AR/MR), la réalité virtuelle (VR), les grands écrans vidéo, les téléviseurs et les moniteurs, les écrans automobiles, les téléphones portables, les montres intelligentes et les appareils portables, les tablettes et les ordinateurs portables.
Remplacement sur les marchés d'applications existants
Par exemple, les écrans LCD, qui dominent le marché actuel des écrans, sont appliqués dans presque tous les écrans de moins de 65″. Les écrans LCD ont leur limitation intrinsèque pour aller plus loin. Les OLED prennent une part de marché croissante principalement dans les écrans de téléphones intelligents. Les QD-LCD sont commercialisés en tant que téléviseurs haut de gamme et sont acceptés par un nombre croissant de consommateurs. Les écrans LED sont déjà utilisés dans les grands écrans publics. Pour rivaliser avec eux, microLED doit identifier leurs propositions de valeur uniques ou leur combinaison de propositions de valeur pour offrir des avantages.
D'autre part, ce qui peut être proposé à ce stade fixe la limite. Par exemple, afin d'être compétitifs, les microLED doivent être fabriquées dans des tailles minuscules. Cependant, les minuscules microLED ont une efficacité bien inférieure à celle des LED traditionnelles utilisées pour l'éclairage à semi-conducteurs. Les microLED à faible efficacité peuvent ne pas être en mesure d'offrir la proposition de valeur « faible consommation d'énergie » pour les applications qui nécessitent de petites LED et une faible consommation d'énergie.
En termes de coût, le coût du plan avant d'un écran microLED typique dépend du nombre de LED, au lieu de la surface, qui est différente de l'OLED et de l'écran LCD. C'est pourquoi la fabrication d'un téléphone intelligent avec la même résolution qu'un téléviseur peut entraîner une projection de coût similaire, plutôt que des ordres de grandeur inférieurs aux attentes.
Par conséquent, il est important de comprendre les différentes approches technologiques derrière chaque application et d'obtenir des évaluations claires de leurs possibilités et opportunités.
Créer un nouveau marché d'affichage nécessite des fonctionnalités qui ne peuvent pas être activées par des alternatives. Des exemples typiques incluent des écrans avec une forme personnalisée et des écrans avec des intégrations de capteurs. Les nouveaux écrans émergents élargissent notre imagination au-delà des écrans existants et aident à se rendre dans le monde avec des écrans omniprésents.
Heure de publication : 22 janvier-2021