Search
Close this search box.

蘋果聯手台積電打造次世代螢幕:不只脫離三星掌控,還要強勢反擊!

【我們為什麼挑選這篇文章】蘋果的全新旗艦手機 iPhone X,採用了三星的 AMOLED 螢幕,但這塊螢幕有著烙印的問題,又是三星獨家提供,這在蘋果的眼中絕對不是完美方案。

早在前兩年,蘋果就聯合台積電,在台灣龍潭開設秘密研發基地,要研究出一款沒有烙印,還能由蘋果自己控制生產的下一代螢幕技術,同時期競爭的還有 Sony。如今看來蘋果這似乎也有了進展,下一個稱霸螢幕界的會是誰呢?(責任編輯:林厚勳)

iPhone X 是首款採用 OLED 螢幕的 iPhone,儘管 DisplayMate 給予了這塊 OLED 螢幕極高的評價,認為這是手機上最好的顯示屏之一,但 OLED 螢幕在 iPhone 上的首秀並不完美。

iPhone X 發售後不久,蘋果就對 OLED 螢幕的「烙印」現象做出了解釋

在長期使用過程中,OLED 顯示屏也可能會顯現出輕微的視覺變化。這也是一種正常現象,其中包括「圖像殘留」或「老化」。

除了「烙印」之外,不少 iPhone X 用戶還發現自己的手機螢幕出現綠線,甚至還有因為天氣過於寒冷,手機觸控失靈的問題——顯然,採用 OLED 螢幕對 iPhone 來說,並不是一個穩妥的解決方案。

蘋果對 OLED 螢幕的調校能力仍有待提高,更何況三星還是 iPhone X 唯一的螢幕供應商。

以往,蘋果總能對供應鏈展現出強大的掌控能力,但 OLED 螢幕讓蘋果受制於人。這並不符合蘋果的做派,除了積極投資 LG 等 OLED 螢幕供應商之外,來自 Digitimes 的消息稱,蘋果正在與台積電、晶元光電等廠商合作,旨在推進全新的 micro LED 顯示技術。

什麼是 micro LED 技術?

LED(Light Emitting Diode)即發光二極體,是生活中最常見的光源之一,常見用途有 LED 燈泡、液晶顯示器背光燈、霓虹燈廣告牌等。

(街邊的 LED 廣告牌,圖片來源:Marcus Wendt。)

顧名思義,micro LED 就是將平日所見的 LED 顯示器(比如霓虹燈廣告牌之類的)微縮到微米(μm)級別,之後通過「巨量轉移技術」(Mass Transfer)將數以百萬計 RGB 三色的 micro LED 安裝到螢幕基板上。

可以說,每個 micro LED 都是一個能夠自發光的像素,可以單獨驅動點亮,這點與 OLED 類似,相較於液晶 LCD 螢幕,micro LED 與 OLED 螢幕更為纖薄,對比度更高,螢幕反應時間也更快。

此外,由於 micro LED 屬於無機發光二極體,也就不像 OLED 那樣受到有機分子壽命的制約,因此也就不存在「烙印」問題,同時亮度也可以得到進一步的提升。

(LCD、OLED、micro LED 對比,圖片來源:Wikipedia。)

早在 2012 年,Sony 就曾在 CES 上展出過 55 英吋的「Crystal LED Display」原型,在 1920*1080 分辨率的螢幕裡,集成了 622 萬顆微型 LED,使其對比度達到百萬分之一,色域高達 140% NTSC。

在 2017 年的 CES 展會上,Sony 再次展示了 970cm*270cm 的巨型「Crystal LED Display」,由 144 塊 micro LED 螢幕拼接而成,分辨率達到 8K*2K 級別。索尼認為,這項技術可用於電影院、博物館、影劇院等對顯示效果要求較高的場所。

(Sony 於 CES 展出的巨型「Crystal LED Display」,圖片來源:SONY。)

除了蘋果和索尼之外,還有不少業內巨頭也都投資了 micro LED 相關企業:

  • 2016 年 10 月,Facebook 旗下的 VR 公司 Oculus 收購了愛爾蘭公司 InfiniLED,目的是為了生產適用於 VR 領域的 micro LED 產品
  • 2017 年 5 月,富士康和夏普以 700 萬美元入股 eLux,這是一家為 VR/AR 產品提供 micro LED 產品的初創公司
  • 2017 年 9 月,Google 以 1500 萬美元的價格投資了瑞典 LED 廠商 Glo,佔到了其 13% 以上的股權
(富士康工廠,圖片來源:CNBC。)

蘋果押注 micro LED,但 iPhone 可能還用不上

早在 2014 年 5 月份,蘋果就收購了一家專注於 micro LED 技術的初創企業 LuxVue。2015 年 5 月,蘋果在台灣龍潭設廠,秘密開展與 micro LED 技術相關的研發工作。

在 micro LED 行業標準尚未確立之前,蘋果、Sony 等玩家已經通過積極收購或自主研發的方式,搶先開始佈局。

不過,micro LED 雖然優勢很多,但目前最大的困境在於,micro LED 生產難度極大、成本過高,以致於很難做到量產。

首先,micro LED 晶體管的製造就是個問題。通常 micro LED 晶體管只有 5*5μm 大小,這就對工廠車間的無塵度、製造晶體管的微影技術提出了極高的要求。

資深市場技術分析師 Eric Virey 認為,現階段,半導體代工廠比較符合 micro LED 晶體管的製造要求,而蘋果與台積電合作,將會對 micro LED 晶體管的生產有所幫助。

(蘋果 CEO 庫克參觀工廠,圖片來源:Gsmdome。)

另一大問題是 micro LED 晶體管的良率。一般大小的 LED 晶體管(約 250*250μm )在生產時,側壁總會出現 1-2μm 的缺陷,這是在合理的公差範圍之內,LED 晶體管仍有 97% 的可用面積。

可一旦生產精度達到 micro LED 晶體管的大小,就算是 1μm-2μm 的缺陷也足以導致破壞性的影響,導致 micro LED 的可用面積變得極其微小,只有 4% 左右——為了保證良率,對 micro LED 晶體管的設計、生產工藝又提出了更高的要求。

(相同缺陷下,一般 LED 與 micro LED 的可用面積對比,圖片來源:EET。)

就算 micro LED 晶體管生產出來了,如何實施「巨量轉移技術」也很讓人頭疼。要將數以百萬計的 LED 晶體管安裝到 6 英吋大小的螢幕中,以目前的技術需要約 4 天的時間,不僅效率極低,而且對精度要求極高,顯然還不適合量產。

(micro LED 生產過程,圖片來源:EET。)

據 TechNews 的報導,Sony 在 CES 2017 上展出的大型螢幕牆造價很可能高達上百萬美元,這比目前正在販售的 Sony 100 英吋的旗艦電視 Z9D(售價 50 萬元人民幣,約為台幣 226 萬元)還要貴上十幾倍,顯然不是一般消費者所能承受得起的價格。

來自台灣供應鏈的消息人士稱,蘋果正在縮減台灣 micro LED 研究團隊的規模,很可能意味著當前階段的研究已經完成,而蘋果將在美國開展新一輪的研究工作。

日經新聞曾報導稱,蘋果將在 2018 年推出搭載 micro LED 螢幕的 Apple Watch;此外也有專利顯示,蘋果曾打算將 micro LED 技術應用到指紋識別模組上。

就現階段 micro LED 技術的進展來看,至少兩三年內 iPhone 仍要依仗 OLED 螢幕。但對於下一代顯示技術,行業巨頭們已紛紛開始佈局。

下一位扼住行業脈門的,會是三星、蘋果,還是 Sony?

(本文經合作夥伴 愛範兒 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈 不會「燒屏」的 micro LED,能幫助 iPhone 擺脫三星嗎? 〉。)

延伸閱讀

想買 iPhone X 再戰 10 年?別做夢,他的螢幕根本撐不到 3 年啊
iPhone X 問題有夠多!螢幕出現消不掉的「綠線條」,快檢查自己中獎了沒
蘋果在台最神秘的技術中心:研發 iPhone 新螢幕的秘密基地,有望搶下三星千億台幣的訂單!