LED應(yīng)用的圣杯：百萬級像素化照明

    近日，國內(nèi)著名LED產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)國星光電白光器件事業(yè)部銷售部總經(jīng)理王華，在與有關(guān)媒體交流時透露，國星光電車載LED事業(yè)部已經(jīng)在配合重要客戶開發(fā)具有投影功能的數(shù)字化大燈和百萬像素大燈的光源！

    近年來，像素化的車載照明應(yīng)用已經(jīng)成為LED行業(yè)新的發(fā)展熱點。例如，2023年國星光電推出了Micro  LED數(shù)字光源產(chǎn)品，其像素點高達(dá)52,800顆，像素間距為30μm。目前，像素級LED照明產(chǎn)品普遍擁有萬到十萬級別的像素點集成量。而突破百萬像素量，將是下一代產(chǎn)品“迎接競品挑戰(zhàn)”的關(guān)鍵。

    萬級像素大燈，先進(jìn)卻干不過競品

    車載照明系統(tǒng)目前主要包括LED氛圍燈和前大燈主照明等產(chǎn)品。其中，主照明產(chǎn)品對亮度要求極高。LED大燈用于主照明前燈，主要采用非像素化方案。因此，其交互功能、智能輔助功能不足。

    而DLP投影技術(shù)的車載前大燈，則能保持高光效的基礎(chǔ)上，輕松集成高清、全高清像素規(guī)模，達(dá)到投影照明與畫面顯示一體化效果。例如，智己LS7等車型的DLP前大燈，兩顆一共為260萬像素，能夠在導(dǎo)航時向路面投射清晰的指引標(biāo)識�！�—這讓目前像素化的LED大燈系統(tǒng)，雖然是先進(jìn)的新技術(shù)，但在具體性能上卻比不過“古老的DLP”投影系統(tǒng)。

    不過，相對于車規(guī)級DLP投影大燈，LED像素?zé)粼谌f點像素量上，渴望通過產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模支撐和更為精簡的產(chǎn)品架構(gòu)，實現(xiàn)成本優(yōu)勢：

    據(jù)悉，DLP投影系統(tǒng)核心光閥是CMOS控制電路上的微機(jī)電投影鏡片。而Micro  LED像素化大燈，則直接在CMOS控制電路上集成Micro  LED光源芯片。后者是控制和照明一體化產(chǎn)品，而DLP體系則是照明和控制光閥兩重體系。LED像素化大燈的簡潔的結(jié)構(gòu)，更有利于降本增效，推動市場普及。

    但是，顯然像素化的LED大燈不會甘心于“做低端補(bǔ)充”。因此，提升像素規(guī)模，向百萬像素技術(shù)研發(fā)升級，將成為其“必然方向”。

    百萬像素LED照明系統(tǒng)，真正的珠穆朗瑪

    對于超大規(guī)模的像素化照明產(chǎn)品而言，CMOS控制電路和Micro  LED像素芯片都是成熟度較高的技術(shù)。但是，將二者結(jié)合在一起，滿足高性能，則是一個全新課題。

    首先，作為照明體系中的一員，例如車載大燈，本質(zhì)還是“點光源”。這就要求LED數(shù)字大燈的光源要在很有限的面積上，集成大量的像素顆粒，乃至百萬級。通常，這個有限面積在0.X英寸上。更小的集成面積，也是節(jié)約CMOS控制電路成本的關(guān)鍵之一。

    第二，作為照明應(yīng)用，尤其是車載照明，LED像素大燈必然是高亮度產(chǎn)品——這與AR和VR應(yīng)用上，CMOS+Micro  LED的組合技術(shù)形成了巨大區(qū)別。AR產(chǎn)品上往往要求“更小的體積”，極高的像素，但是總亮度功耗有限。車載大燈雖然在體積上有一個數(shù)量級的放寬，但是在亮度上卻需要百倍增加，一般需要達(dá)到數(shù)十個百萬nit的亮度。

    第三，只有實現(xiàn)更高像素規(guī)模，例如百萬級、乃至數(shù)百萬級的LED像素照明應(yīng)用，才能和DLP產(chǎn)品一較高下，也才能在更廣闊的市場獲得“潛在需求”。即未來照明傾向于“顯示+照明”一體化。照明燈具同時也是大型投影顯示產(chǎn)品，可以實現(xiàn)更好的環(huán)境沉浸應(yīng)用和附加價值升級。業(yè)內(nèi)預(yù)計，如果實現(xiàn)“照明+顯示”一體化，LED燈具產(chǎn)品的價格將從幾十元、幾百元為主，向主燈普遍數(shù)千元起步轉(zhuǎn)變。甚至，照明產(chǎn)品會成為“家庭多媒體中心、視聽娛樂主角”（傳統(tǒng)彩電都要為之瑟瑟發(fā)抖）。

    硅基微顯示精度高、面積體積小、像素集成總量大密度高、亮度水平高，輕松達(dá)到數(shù)千流明……LED像素大燈的未來是這樣一條路徑。這條路徑不僅繼承了LED產(chǎn)業(yè)“最新技術(shù)”，而且在很多方面自相矛盾：特別是小體積與高像素量、高亮度的矛盾格外突出。

    恰因如此，LED像素大燈的研發(fā)可以產(chǎn)生眾多新型專利技術(shù)，形成知識和技術(shù)壁壘。其已經(jīng)成為LED照明和顯示兩個應(yīng)用的交叉學(xué)科，并成為行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)“差異化賽道”的重要方向、亦是另一些創(chuàng)新性科技公司的“新目標(biāo)”�！�—業(yè)內(nèi)人士指出，對于LED照明產(chǎn)業(yè)鏈而言，未來能不能在像素化照明上占據(jù)一席之地，即將成為企業(yè)實力分層的關(guān)鍵市場標(biāo)志。

    “世界上有兩種登山者。一種是攀登珠穆朗瑪?shù)捻敿壜殬I(yè)玩家；另一類是登山休閑型的業(yè)余玩家！像素化大燈就是LED照明這個行業(yè)的珠穆朗瑪！”

    前景誘人，廠商扎堆而入

    百萬級像素LED大燈系統(tǒng)能做什么？答案遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于汽車前燈系統(tǒng)。包括車載HUD也可以應(yīng)用百萬級像素LED照明引擎；居家的投影電視大屏、驢友的戶外大屏也可以采用這一技術(shù)；傳統(tǒng)照明產(chǎn)品亦可以因此而進(jìn)行高度氛圍化數(shù)字化改造……這一產(chǎn)品設(shè)想雖然高度極限化、技術(shù)難度非常高，但是因此其“可及的市場”亦無比廣闊。

    亦因為如此，像素化LED照明產(chǎn)品吸引了眾多廠商參與：例如，三安光電子公司安瑞光電基于Mini/Micro  LED的像素化照明的星環(huán)燈已完成設(shè)計開發(fā)并向市場推廣；像素化矩陣前照燈已導(dǎo)入頂級車型上應(yīng)用；水晶光電智能像素大燈項目尚在定點研發(fā)階段，其將積極推動研發(fā)項目向量產(chǎn)項目轉(zhuǎn)化；馬瑞利與ams OSRAM共同為最新款途觀L Pro打造單側(cè)照明達(dá)到25,600像素的IQ.Light高分辨率LED智慧投影大燈；2023年10月，數(shù)字光芯成功調(diào)試并點亮首顆Micro LED硅基驅(qū)動汽車像素大燈芯片，像素超過16萬個；年初芯元基GaN像素點Micro LED車燈芯片亮度再獲提升……

    傳統(tǒng)LED芯片企業(yè)、傳統(tǒng)照明廠商、車載電子廠商、硅基顯示創(chuàng)新企業(yè)等不同來源的企業(yè)在Micro  LED數(shù)字大燈產(chǎn)品線上已經(jīng)會師——但是，這還不是這一產(chǎn)業(yè)的全貌：除了硅基CMOS+Micro  LED的路線組合外，玻璃基TFT+Micro LED也是另一種路線可能。

    例如，深天馬已經(jīng)實現(xiàn)400+PPI的英寸級別玻璃基 Micro  LED顯示原型產(chǎn)品展示；長虹正在開發(fā)基于Micro  LED技術(shù)的新體制“投影顯示”系統(tǒng)，據(jù)悉其自發(fā)光光閥將基于玻璃基TFT與Micro  LED的技術(shù)組合�！�…采用玻璃基板的好處是，比較硅基CMOS成本更低。劣勢是無法像CMOS那樣小型化。即玻璃基板TFT電路密度不及硅基CMOS。

    但是，如果照明本身不是在0.X級別芯片尺寸上發(fā)展需求，而是可以適應(yīng)1-5英寸的大個頭芯片，那么玻璃基的成本優(yōu)勢就是“天然”的。且因為照明芯片尺寸更大，其也就更容易實現(xiàn)更高的總體亮度輸出和更高的像素量集成�！�—另一面，傳統(tǒng)硅基芯片也在發(fā)展玻璃基扇出封裝技術(shù)。這也表明，玻璃基板在未來像素化照明LED產(chǎn)品上的可能前景。

    “成像亮度2000-3000流明、全高清、體積只有手掌大、功率10W級別、內(nèi)置電池成像續(xù)航超過8小時……這樣的設(shè)備能實現(xiàn)嗎？”——未來百萬像素級的LED照明芯片將給我們“震撼的答案”！