จอแสดงผล MicroLED: เตรียมพร้อมสำหรับอนาคต?

MicroLED ซึ่งหลายคนเชื่อว่าเป็นเทคโนโลยีการแสดงผลรุ่นต่อไป ได้รับความสนใจจากผู้เล่น LED, จอแสดงผล, OEM, วัสดุ และอื่นๆ ความแตกต่างจาก LCD และ OLED ทำให้ microLED ถือเป็นเทคโนโลยีการแสดงผลเดียวที่ไม่มีข้อจำกัดด้านขนาด แอปพลิเคชั่นที่มีศักยภาพคืออะไร? อะไรคือโฆษณาและความเป็นจริง? คำถามเหล่านี้ถูกกล่าวถึงในรายงาน IDTechEx ใหม่ล่าสุด " จอแสดงผลไมโคร LED ปี 2020-2030: เทคโนโลยี การค้า โอกาส ตลาด และผู้เล่น"

แรงจูงใจต่างๆ ที่ขับเคลื่อนความก้าวหน้าของจอภาพ MicroLED

Samsung Display ได้ประกาศว่าจะยุติธุรกิจ LCD และจะมุ่งเน้นไปที่ธุรกิจ QD LCD และ OLED LG Display หยุดการผลิตจอ LCD ในประเทศ ผู้ค้าในเกาหลีมักจะลดการผลิตแผง LCD และเปลี่ยนไปใช้ QLED และ OLED นอกจากนี้ Panasonic และ JDI ก็กำลังจะออกจากธุรกิจ LCD ด้วย AUO, Innolux และบริษัทไต้หวันอีกสองสามบริษัทกำลังชะลอการลงทุนใน LCD หรือ OLED ในการเปรียบเทียบ การผลิต LCD กำลังเปลี่ยนไปใช้จีนแผ่นดินใหญ่เนื่องจากความสามารถด้านต้นทุน ประสิทธิภาพการผลิตในสายการผลิตใหม่ และการสนับสนุนห่วงโซ่อุตสาหกรรม

ในพื้นที่ OLED การผลิตแผง OLED ถูกครอบงำโดยบริษัทเกาหลีในแง่ของกำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพ วัสดุและอุปกรณ์ต้นน้ำ การใช้งานปลายน้ำ และความสมบูรณ์ของห่วงโซ่อุปทาน ตัวอย่างเช่น SDC และ LGD ได้สนับสนุนบริษัทวัตถุดิบและอุปกรณ์ต้นน้ำ เพื่อสร้างระบบนิเวศที่ดี สำหรับแอพพลิเคชั่นดาวน์สตรีม แผง OLED ขนาดเล็ก/กลางของ Samsung จะถูกส่งไปยังสมาร์ทโฟน Samsung ก่อน ในขณะที่แผง OLED ขนาดใหญ่ของ LGD จะถูกนำเสนอในทีวี LG ก่อน แบรนด์ของพวกเขายังสามารถให้การสนับสนุนและข้อเสนอแนะได้เพียงพอ Samsung และ LG ครองแผง OLED ขนาดเล็ก/กลางและขนาดใหญ่ตามลำดับ

สำหรับวัสดุและอุปกรณ์ต้นน้ำหลัก ญี่ปุ่นและเยอรมนีมีความแข็งแกร่งมาก ข้อได้เปรียบเหล่านี้ไม่เพียงแต่ใช้ได้กับ LCD หรือ OLED เท่านั้น แต่ยังใช้ได้กับจอแสดงผลประเภทใหม่ๆ อีกด้วย

ด้วยภูมิหลังนี้ การมีส่วนร่วมในเทคโนโลยีการแสดงผลแบบใหม่อาจนำโอกาสใหม่ๆ มาสู่ผู้เล่นที่เกี่ยวข้อง เนื่องจากเทคโนโลยีการแสดงผลแบบใหม่สามารถทำลายคลัสเตอร์และข้อดีในภูมิภาคในปัจจุบัน ทำให้เกิดโครงสร้างอุตสาหกรรมใหม่

นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลสำคัญที่ทำให้จอแสดงผล microLED ได้รับความสนใจอย่างมาก นอกจากนี้ จอแสดงผล microLED ยังนำเสนอคุณค่าต่างๆ เช่น ช่วงสีกว้าง ความสว่างสูง ใช้พลังงานต่ำ ความเสถียรที่ยอดเยี่ยมและอายุการใช้งานยาวนาน มุมมองกว้าง ช่วงไดนามิกสูง คอนทราสต์สูง อัตราการรีเฟรชที่รวดเร็ว ความโปร่งใส การเชื่อมต่อที่ราบรื่น และการรวมเซ็นเซอร์ ความสามารถ ฯลฯ ข้อเสนอด้านคุณค่าบางอย่างสามารถจัดหาได้โดยทางเลือกอื่น เช่น LCD, OLED และ QD ในขณะที่ microLED มีข้อเสนอด้านคุณค่าที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งมีผู้คนมากมายติดตาม

คุณค่าของเทคโนโลยีการแสดงผลต่างๆ ที่มา: IDTechEx

ปัจจัยขับเคลื่อนอีกประการหนึ่งคือจำนวนผู้เล่นที่ติดตามอุตสาหกรรม microLED เพิ่มมากขึ้น MicroLED อาจไม่ใช่จุดสนใจหลักของพวกเขาในขณะนี้ แต่พวกเขายังคงติดตามอย่างใกล้ชิด ในกรณีที่ microLED เริ่มทำงานจริงๆ พวกเขาสามารถตามทันได้อย่างรวดเร็ว แทนที่จะถูกทิ้งไว้ข้างหลัง

การเพิ่มกิจกรรมโดยมุ่งเน้นการพัฒนาที่เปลี่ยนไป

จำนวนกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นจากซัพพลายเออร์จอแสดงผลสามารถเห็นได้จากการลงทุนสะสมขนาดใหญ่ประมาณ 5 พันล้านดอลลาร์ จำนวนการยื่นจดสิทธิบัตรที่เพิ่มขึ้น ตลอดจนต้นแบบ/ผลิตภัณฑ์ที่นำเข้าโดยผู้จำหน่าย microLED เราสามารถเห็นชื่อเช่น AUO, PlayNitride, RiTdisplay, Samsung, LG, Sony, TCL, Tianma, Konka, Glo, Plessey, JBD, X-Display, VueReal, CSOT, Sharp, Kyocera เป็นต้น

อย่างไรก็ตาม ต้นแบบเพื่อพิสูจน์ความพร้อมของเทคโนโลยี/วิทยาศาสตร์กับการผลิตในห้องปฏิบัติการ/ขนาดทดลองนั้นแตกต่างจากผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่ผลิตเป็นจำนวนมาก หลังต้องมีข้อบกพร่องเป็นศูนย์สำหรับสินค้าอุปโภคบริโภค แม้ว่าวิทยาศาสตร์จะได้รับการพิสูจน์แล้ว แต่สิ่งที่ท้าทายกว่าคือปัญหาด้านวิศวกรรมและการผลิต ตัวอย่างเช่น LED ทั่วไปสามารถเข้าถึงประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก (EQE) ได้ถึง ~ 70% ในขณะที่ microLED ขนาดเล็กที่น้อยกว่า 10 µm อาจต้องดิ้นรนเพื่อให้ได้ถึง 20% ไฟ LED สีแดงนั้นท้าทายเป็นพิเศษด้วย EQE ที่ต่ำและคุณสมบัติที่เปราะบาง microLED ขนาดเล็กมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ ซึ่งอาจนำไปสู่ข้อบกพร่องมากขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิต ดังนั้น การแก้ปัญหาด้านวิศวกรรม/การผลิตจึงมีความสำคัญ รวมถึงการย่อขนาดไดย์ ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพสูง การออกแบบชิป และการปรับปรุงเทคนิคการผลิตชิป ปัญหาอื่นๆ ได้แก่ ผลผลิตการถ่ายโอนจำนวนมาก การซ่อมแซมข้อบกพร่อง การทดสอบ ความสม่ำเสมอ การแปลงสี ฯลฯ

ในการผลิตจอแสดงผล microLED นั้น เทคโนโลยีและกระบวนการจำนวนมากเกี่ยวข้องกัน เช่น epitaxy, photolithography, การผลิตชิป, การกำจัดพื้นผิว, การตรวจสอบ, การถ่ายโอนมวล, การเชื่อมและการเชื่อมต่อ, การทดสอบ, การซ่อมแซม, แบ็คเพลนและไดรฟ์ IC เป็นต้น หลังจากหลายปีของการพัฒนา ปัญหาด้านเทคโนโลยีบางอย่างได้รับการแก้ไขแล้ว ในขณะที่ความท้าทายใหม่ ๆ อยู่ตรงหน้าเรา ตัวอย่างเช่น เมื่อหลายปีก่อน ความพยายามหลักมุ่งเน้นไปที่การลดขนาดแม่พิมพ์ การออกแบบชิป และการถ่ายโอนมวล ฯลฯ เมื่อเร็ว ๆ นี้ ผู้เล่นจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ตระหนักดีว่าความเข้าใจอย่างถ่องแท้ของกระบวนการทั้งหมดเป็นกุญแจสำคัญ ดังนั้น ผู้คนจำนวนมากขึ้นจึงพยายามมากขึ้นในด้านเทคโนโลยี เช่น การตรวจสอบ การซ่อมแซม การขับขี่ การปรับปรุงภาพ การจัดการแสง และอุปกรณ์การผลิตที่มีปริมาณมาก

การจัดหาที่สับเปลี่ยนภายใต้ COVID-19

หนึ่งในการสนทนาที่ใหญ่ที่สุดในโลกในขณะนี้คือ COVID-19 ด้วยประเทศต่างๆ ที่ควบคุมโรคโควิด-19 มากขึ้นเรื่อยๆ คำถามจึงไม่ใช่แค่เรื่องสาธารณสุขเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลกระทบระยะยาวที่ส่งถึงเราในด้านสังคม เศรษฐกิจ และการเมืองด้วย

จอภาพ micoLED เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมที่มีอยู่หลายอุตสาหกรรมและอุตสาหกรรมใหม่ อาจกำหนดรูปแบบ LED ที่มีอยู่และห่วงโซ่อุปทานของจอแสดงผล ส่งผลให้เกิดรูปแบบใหม่ที่ซับซ้อนและยาวนาน แนวทางเทคโนโลยีใหม่และผลิตภัณฑ์ใหม่ยังสามารถให้โอกาสใหม่แก่ผู้เล่น เช่น อุตสาหกรรม CMOS สามารถดำรงตำแหน่งในห่วงโซ่อุปทานไมโครดิสเพลย์แบบ microLED ได้

จากประสบการณ์กับ COVID-19 เศรษฐกิจโลกและการสร้างห่วงโซ่อุปทานอาจได้รับอิทธิพล

การรับรู้ของ COVID-19 ในเดือนกุมภาพันธ์และหลังจากนั้นค่อนข้างแตกต่างกัน ในเดือนกุมภาพันธ์ สถานการณ์ของ COVID-19 นั้นรุนแรงที่สุดในประเทศจีน ดังนั้น การวิเคราะห์จำนวนมากจึงเน้นที่ความปลอดภัยของห่วงโซ่อุปทาน มีการหารือเกี่ยวกับความเสี่ยงหลายครั้งเพื่อให้พึ่งพาห่วงโซ่อุปทานอุตสาหกรรมทั่วโลกในจีนต่อไป ตั้งแต่เดือนมีนาคม การระบาดใหญ่ทั่วโลกทำให้ผู้คนมองจากมุมที่กว้างขึ้น ประการแรก การเติบโตของเศรษฐกิจโลกถูกลดระดับอย่างรุนแรงไปทั่วโลก และอัตราการว่างงานเพิ่มขึ้น แม้ว่าจะได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลบางประเทศ ประการที่สอง อุตสาหกรรมผู้บริโภคได้รับผลกระทบอย่างมาก การซื้อผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นน้อยลงจะลดลงทั้งสำหรับผู้บริโภคและหน่วยธุรกิจ ประการที่สาม ตลาดการเงินได้รับผลกระทบ ต่อไปแต่ไม่ท้ายสุด ผลกระทบต่อห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกจะยังคงอยู่ ทั้งในปัจจุบันและในอนาคต

หลายคนยอมรับแล้วว่าการระบาดใหญ่ทั่วโลกของโควิด-19 จะทำให้ความสัมพันธ์ระหว่างสหรัฐฯ กับจีนตึงเครียดมากขึ้น นอกจากนี้ โลกาภิวัตน์กำลังถดถอยด้วยการปิดพรมแดน การจำกัดการเดินทาง เงื่อนไขการส่งออก และห่วงโซ่อุปทานที่เป็นอัมพาต ในอีกด้านหนึ่ง IDTechEx ได้ยินจากบริษัทเล็กๆ สองสามแห่งว่าพวกเขาจงใจเลือกที่จะเป็นพันธมิตรกับบริษัทที่ไม่น่าจะได้รับผลกระทบจากสงครามการค้า ในทางกลับกัน แม้ว่าโลกาภิวัตน์ยังคงเป็นกระแสทั่วไป แต่คลัสเตอร์ระดับภูมิภาคอาจมีบทบาทสำคัญในการสร้างห่วงโซ่อุปทานมากกว่าเครือข่ายทั่วโลกในอนาคต

Demand and supply of MicroLED displays. Source: IDTechEx

ตลาดแอปพลิเคชันสำหรับจอภาพ MicroLED

ความต้องการจอแสดงผล microLED สามารถวิเคราะห์ได้จากสองด้าน:
• การแทนที่ในตลาดการแสดงผลที่มีอยู่
• การสร้างตลาดการแสดงผลใหม่

สำหรับอดีต 8 แอปพลิเคชันที่แสดงด้านล่างได้รับการแก้ไขมากที่สุด สิ่งเหล่านี้คือเทคโนโลยีความจริงเสริม/ความเป็นจริงผสม (AR/MR), ความเป็นจริงเสมือน (VR), จอภาพวิดีโอขนาดใหญ่, ทีวีและจอภาพ, จอภาพในรถยนต์, โทรศัพท์มือถือ, นาฬิกาอัจฉริยะและอุปกรณ์สวมใส่, แท็บเล็ตและแล็ปท็อป

ทดแทนในตลาดแอปพลิเคชันที่มีอยู่

ตัวอย่างเช่น จอ LCD ซึ่งครองตลาดจอภาพปัจจุบัน ถูกนำไปใช้ในจอภาพที่มีขนาดไม่เกิน 65 นิ้วเกือบทั้งหมด LCD มีข้อจำกัดที่แท้จริงในการเพิ่มขนาดให้ใหญ่ขึ้น OLED มีส่วนแบ่งการตลาดเพิ่มขึ้นในหน้าจอสมาร์ทโฟนเป็นหลัก QD-LCD วางตลาดเป็นทีวีพรีเมียมและได้รับการยอมรับจากผู้บริโภคจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ จอ LED ถูกใช้แล้วในการแสดงสาธารณะขนาดใหญ่ ในการแข่งขันกับพวกเขา microLED ควรระบุข้อเสนอคุณค่าที่เป็นเอกลักษณ์หรือการผสมผสานคุณค่าเพื่อนำเสนอข้อได้เปรียบ

ในทางกลับกัน สิ่งที่สามารถเสนอได้ในขั้นตอนนี้จะเป็นการกำหนดขอบเขต ตัวอย่างเช่น เพื่อให้สามารถแข่งขันด้านต้นทุนได้ microLED ควรประดิษฐ์เป็นขนาดเล็ก อย่างไรก็ตาม microLED ขนาดเล็กมีประสิทธิภาพต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับ LED แบบเดิมที่ใช้สำหรับการให้แสงแบบโซลิดสเตต microLED ที่มีประสิทธิภาพต่ำอาจไม่สามารถนำเสนอคุณค่า "การใช้พลังงานต่ำ" สำหรับการใช้งานที่ต้องใช้ LED ขนาดเล็กและใช้พลังงานต่ำ

ในแง่ของต้นทุน ค่าใช้จ่ายของระนาบด้านหน้าของจอแสดงผล microLED ทั่วไปนั้นขึ้นอยู่กับจำนวน LED แทนที่จะเป็นพื้นที่ซึ่งแตกต่างจาก OLED และ LCD นี่คือเหตุผลที่การประดิษฐ์สมาร์ทโฟนที่มีความละเอียดเท่ากันของทีวีอาจส่งผลให้มีต้นทุนที่ใกล้เคียงกัน มากกว่าความคาดหวังที่ต่ำกว่า

ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องเข้าใจแนวทางเทคโนโลยีต่างๆ ที่อยู่เบื้องหลังแต่ละแอปพลิเคชัน และรับการประเมินที่ชัดเจนเกี่ยวกับความเป็นไปได้และโอกาส

ในการสร้างตลาดการแสดงผลใหม่ต้องใช้คุณลักษณะที่ไม่สามารถเปิดใช้งานโดยทางเลือกอื่นได้ ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ จอแสดงผลที่มีรูปร่างที่กำหนดเอง และจอแสดงผลที่มีการผสานรวมเซ็นเซอร์ จอแสดงผลใหม่ที่เกิดขึ้นใหม่ช่วยขยายจินตนาการของเราให้มากกว่าจอแสดงผลที่มีอยู่ และช่วยให้เข้าถึงโลกได้ด้วยการจัดแสดงที่แพร่หลาย