文/VR陀螺 萬里

自從2012年穀歌推出首款面向大衆消費者的AR眼鏡以來,AR眼鏡的硬件在不斷進行着更新迭代。

AR眼鏡的光學方案經歷了棱鏡、自由曲面、BirdBath,光波導的演進。對於顯示技術而言,當前有L-CoS、DLP以及Micro OLED等方案,而下一個極具潛力的迭代方向是Micro LED。

由於Micro LED擁有高分辨率、高亮度、壽命長的一系列優秀特性,無疑是未來AR眼鏡理想的顯示技術。蘋果、Snap、Meta、谷歌等巨頭也在加緊Micro LED相關佈局,以望在未來AR市場中拔得頭籌。

高分辨率、高亮度、壽命長

AR當前理想顯示屏:Micro LED

前面提到,目前AR眼鏡中,常見的顯示技術包含了:L-CoS、DLP、Micro OLED以及Micro LED這幾種,其中前三種方案是當前的主流。

L-CoS(Liquid Crystal on Silicon)又稱爲硅基液晶顯示器,是一種反射式投影顯示技術。目前採用L-CoS方案的AR眼鏡包含了微軟HoloLens 1代以及Magic Leap 2等。

DLP(Digital Light Processing),又稱爲數字光處理技術,常見於投影儀設備。它與L-CoS一樣,工作時需要提供外部光源。採用該顯示技術的AR眼鏡有Vivo AR眼鏡等。

Micro OLED,又稱爲硅基OLED,擁有自發光等特性,今年國內推出的AR眼鏡產品大多都採用了該方案,比如雷鳥Air、影目Air以及Rokid Air等。

前面提到的這三種顯示技術都有各自的優缺點,比如L-CoS在響應時間上不盡人意、DLP體積較大、Micro OLED壽命較短。相比之下,今天所介紹的Micro LED各項綜合指標都比較亮眼。

Micro LED學名爲微發光二極管,也有人稱之爲μLED,根據《LED顯示屏通用技術規範》標準,Micro LED芯片尺寸需要控制在50μm以內。

亮度高是Micro LED的一大特點。目前主流的Micro OLED顯示技術亮度僅能達到1000-6000尼特,最終入眼亮度可能只有200-300尼特。

反觀Micro LED,去年發佈的OPPO Air Glass,搭載了單綠色Micro LED,它的最高亮度達到了300萬尼特,平均入眼亮度1400尼特,遠優於目前市面上的Micro OLED產品,已能很好滿足室外的使用需求。

圖源:網絡

此外,Micro LED在壽命以及響應速度上也有很大優勢,L-CoS響應時間爲毫秒級、Micro OLED響應時間爲微秒級,而Micro LED能實現納秒級響應。

除此之外,Micro LED在對比度、色彩飽和度、壽命等指標上都有不錯的優勢。

圖源:VR陀螺

雖然Micro LED理論參數很好,但它離真正產業化還有很長的路要走。在技術方面,它有兩個主要難點需要突破:巨量轉移、紅光效率。

由於製造工藝的限制,製造Micro LED顯示面板時,需要把LED芯片轉移到硅基面板上,如果我們以一個4K RGB排列的Micro LED屏幕爲例,裏面的芯片總數爲3840X2160X3,約2400萬顆微米級芯片需要進行轉移工作,其難度可想而知。

安信證券報告指出,通常巨量轉移技術的轉移效率要求在每小時數十KK級以上,而現有的LED機械式轉移效率僅在每小時百K級別。圍繞巨量轉移,行業出現了流體裝配轉移技術、彈性印模轉移技術、選擇性釋放轉移技術、滾軸轉印轉移技術等解決方案。

圖源:eLux Display

Micro LED的第二個技術難點是紅光效率問題。伴隨着LED芯片設計尺寸的下降,LED的EQE(外量子效率)數值會出現顯著降低,紅光芯片這一現象尤爲明顯,這也就導致了目前市面上所能看到的Micro LED微顯示器絕大多數只能顯示單色,並且以綠色居多。

Micro LED概念產品居多,商用化之路有待時日

根據陀螺研究院統計,2021年全年VR出貨量1110萬臺,預計2025年全球出貨量將超過1億臺。對於AR頭顯,2021年出貨量57萬臺,未來隨着AR頭顯進入消費級市場,它的出貨量將迎來爆發式增長。

伴隨着硬件的爆發式增長,它對周邊上下游產業的發展帶動潛力不容小覷。知名技術研究機構Omdia也發了一份研究報告,它預計2027年Micro LED全球市場產值將超過105億美元。Omdia指出,2021年是Micro LED初步實現產業化的一年,2022年它的行業產值或將以4-5倍的速度高速增長。

雷曼光電錶示,Micro LED具有超高清顯示能力,無論在小尺寸或超大尺寸顯示領域,元宇宙對於Micro LED顯示來說都是一個巨大的市場機會。

但目前Micro LED仍處於發展初期階段,目前它主要應用於三星、LG等售價不菲的電視設備上。

整理自VR陀螺

根據上面表格,我們能總結出以下幾點:一是搭載彩色Micro LED的僅有雷鳥智能眼鏡先鋒版一款;二是Micro LED產品數量少,其中還有不少概念產品,規模化落地還有待時日。

圖源:網絡

目前,已經上市銷售的產品有Vuzix NGSG以及OPPO Air Glass,前者面向企業市場,後者僅做小批量限量發售。

高昂的售價以及單薄的用戶體驗等因素在一定程度上消磨了消費者體驗新技術的熱情,比如OPPO Air Glass售價4999元,只能增強輔助。相比之下,搭載Micro OLED+BirdBath方案的雷鳥Air當前售價僅2899元、Rokid Air售價2999元,搭載陣列光波導+Micro OLED方案的INMO Air售價2999元,它們對消費者而言可能更具吸引力。

不過,成本會伴隨着未來技術的攻克以及大規模商用而顯著降低,2020年Micro LED供應商錼創接受《電子時報》採訪表示,他們很有信心5年內Micro LED的成本將下降95%。

科技巨頭提前佈局,誰能拔得頭籌

前面提到,Micro LED仍處於發展早期階段,它涉及的產業鏈長,同時技術交叉性強,如果細分,裏面又涵蓋了光電子、集成電路甚至是半導體等相關領域,想要摘得這項技術的果實並不容易。

雖然道阻且長,但是我們已經能看到一堆先行者在默默發力,它們通過投資或者收購Micro LED相關企業,希望在下一個計算平臺比拼中拔得頭籌。

早在2014年,蘋果收購了Micro LED研發企業LuxVue。2020年,有報道稱蘋果將在臺灣地區投資3.3億美元建設廠房,用於研發Mini LED以及Micro LED技術。

根據Yole 2021年的一份調研數據,目前全球Micro LED專利數量排行前三的爲三星、蘋果以及BOE。雖然蘋果目前尚未推出相關產品,但是從專利數量來看,它的實力不容小覷。

圖源:Yole

谷歌是AR眼鏡的先行者,早在2012年,就已經推出面向消費市場的AR眼鏡,不過近年來動作開始放緩,它的最新款AR眼鏡產品,停留在了2017年的Google Glass Enterprise Edition。

不過,谷歌對AR眼鏡的探索並未止步:2020年收購眼鏡製造商North、今年5月初被證實收購處於行業領先地位的Micro LED顯示研發企業Raxium。

回到Meta這邊,VR頭顯是其拳頭產品,目前Quest 2總銷量已經突破1000萬,佔了整個市場份額的半壁江山。不過,它對於AR同樣抱有極大的興趣。

早在2016年,Meta就被證實在研發AR眼鏡,根據The Verge信息,Meta首款AR眼鏡或將在2024年發佈,該款眼鏡將搭載眼動追攝像頭模組、定製光波導以及Micro LED顯示技術。扎克伯格表示他的最終目標讓以AR眼鏡取代智能手機成爲普通人的主要計算設備。

在行業佈局上,Oculus於2016年收購了一家位於愛爾蘭的Micro LED初創公司InfiniLED,該公司在顯示器功耗控制方面頗有建樹。2020年,Meta與Micro LED顯示器供應商Plessey簽署了一份協議,未來幾年內,Meta將擁有其顯示產品的獨家使用權。

圖源:網絡

Meta競爭對手Snap在顯示領域同樣動作頻頻:去年5月,Snap花費5億美元收購了光波導企業WaveOptics,隨後今年一月初,又有新聞傳出Snap收購了Micro LED顯示公司Compound Photonics。

Snap這兩輪收購,其實大致反映了業內對於AR眼鏡的看法:光波導+Micro LED,將會成爲AR眼鏡最佳的光學方案之一。

Micro LED企業收購盤點,由VR陀螺不完全整理

國內企業對於Micro LED的重視力度也已經明顯加大:華爲與國星光電共建聯合創新中心,未來將在Mini/Micro LED、LED背光及顯示模組、直顯RGB器件等方面展開深度創新合作;小米曾先後投資或者入股Micro LED相關廠商,比如智雲股份以及思坦科技有限公司。

根據Ledinside報道,國內各大顯示屏廠商,目前已經進入加速佈局以及技術攻關階段:雷曼光電進行了第三輪Micro LED擴產、利亞德與華星合作開發的Micro LED COG產品進入量產研發階段、艾比森佈局了一系列Micro LED COB封裝結構知識產權、洲明科技正在開展Micro LED硅基、玻璃基方面技術研究……

如今Micro LED的“軍備競賽”已經愈演愈烈,各家廠商開始加大對Micro LED的研發投入。隨着未來技術突破以及成本下降,相信未來能在更多近眼顯示設備中看到它的身影,Micro LED未來可期。

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