Mini LED難在哪？設備廠商這樣看待和應對
自Mini LED及Micro LED概念提出以來，有一種盛行的觀點認為Mini LED將成為Micro LED的過渡產(chǎn)品。但其實，一些業(yè)者并不這么認為。
例如，設備廠商K&S認為Mini LED和Micro LED各具特點，他們并非誰取代誰、誰是誰的過渡問題。在背光和大屏幕直顯領域，Mini LED更合適；而在小屏幕超高清晰領域，Micro LED會更合適。ASM太平洋則認為Mini LED在顯示領域將會成為大贏家，且不容易被Micro LED所取代。此外，在2018年LEDinside對LED驅動IC廠商聚積科技的一次訪談中，聚積董事長楊立昌先生也表示不認為Mini LED只是一個過渡性產(chǎn)品，當時，他就非?？春肕ini LED在背光與RGB顯示領域的應用。
如我們所見，2019年，各種Mini LED產(chǎn)品花式出場，潛力開始釋放，發(fā)展趨勢也已清晰明朗。是的！2020年起，Mini LED將會有一番作為。不過，這個過程仍存在許多技術挑戰(zhàn)。由于Mini LED使用量相比傳統(tǒng)LED使用量呈現(xiàn)倍數(shù)增長，無論是Mini LED背光還是Mini RGB顯示應用，各環(huán)節(jié)廠商都必須攻克速度、精度、一致性與良率等問題，才能降低成本，從而實現(xiàn)終極大規(guī)模商用化的美好愿景。
速度、精度、一致性與良率等技術難題貫穿Mini LED設備、芯片、封裝到應用端整個產(chǎn)業(yè)鏈，LEDinside曾于2019年做過相關的專題報道，但主要針對芯片、封裝與應用端。這一次，我們將焦點對準了設備端，了解這些難題在設備端如何體現(xiàn)以及設備廠商如何跨過這一道道門檻。
針對Mini LED設備生產(chǎn)過程中遇到的問題，封測設備廠商標譜指出振動盤供料系統(tǒng)、機械零部件、檢測系統(tǒng)以及影像系統(tǒng)等方面的問題。
標譜表示，由于尺寸小，集成度高，Mini LED對封測設備的振動盤供料系統(tǒng)提出了高要求。目前，封測設備的振動盤供料系統(tǒng)由于成本和貨期的問題，大部分都是采用國產(chǎn)產(chǎn)品。然而，因起步較晚，國產(chǎn)振動盤在控制精度、表面處理和穩(wěn)定性等方面與進口振動盤仍有一定的差距。
同時，Mini LED設備對機械零部件的整體精度要求也特別高。在實際操作中，雖然單個零件的精度可以達到要求，但所有零件組裝成整體之后則難以達到要求。
此外，標譜還提到，基于Mini LED本身特性以及使用特性，分光分色測試儀和檢測外觀的影像系統(tǒng)等檢測系統(tǒng)的準確性、可靠性、穩(wěn)定性以及測試精度都必須滿足更高的要求。
針對這些設備上的技術問題，標譜已提前多年布局。2014年，標譜建立機加廠，并逐年加大投入，采購高精度生產(chǎn)設備，盡量保持自己生產(chǎn)高精度零件，外協(xié)加工普通零件。
2015年，標譜專門成立振動盤事業(yè)部，采購高精度5軸加工中心，同時還建立振動盤研發(fā)實驗室，實現(xiàn)全系列振動盤供料系統(tǒng)的研發(fā)設計、生產(chǎn)加工和組裝調(diào)試。
另外，標譜成立之初的核心團隊就包含影像工程師，并于2019年獨立形成檢測系統(tǒng)研發(fā)部。此部門主要收集試產(chǎn)和售后反饋的客戶需求，通過分析客戶需求來設計更新、更高、更準的測試系統(tǒng)。
值得一提的是，標譜大力投入的研發(fā)部門一直致力于設計更合理的方案，以減少人工操作，減少設備維護保養(yǎng)，這一點在大規(guī)模生產(chǎn)過程中意義重大。
華騰半導體主要提到了分光編帶設備以及測試設備的速度與精度問題。
華騰表示，第一個難點在于分光編帶設備的速度。與傳統(tǒng)設備相比，Mini LED自動分光編帶設備產(chǎn)能較低，但其對機臺的運行速度卻有更高的要求。由于目前Mini LED多采用集成封裝的形式，芯片用量是傳統(tǒng)用量的N倍，相應的測試時間會成倍增長，因此設備的速度必須比傳統(tǒng)的設備快很多，產(chǎn)能才不至于受到很大的影響。
第二個難點在于測試精度。以亮度指標為例，傳統(tǒng)3顆LED芯片的測試要求偏差在3%以內(nèi)，而對于Mini LED來說，3N顆芯片的測試偏差仍然需要控制在3%以內(nèi)，這是一個很大的挑戰(zhàn)。
但是，對于設備的這些關鍵技術難點，華騰已經(jīng)有了自己的解決方案。據(jù)其介紹，公司設備在小間距LED上的良好表現(xiàn)，讓華騰成為有機會最早進入MiniLED領域的設備廠商之一。據(jù)了解，華騰已針對Mini LED推出了具備高精度和高良率等特點的全自動測試分選機（HT7600）和全自動編帶機（HT6000）。
梭特科技指出了分選機和固晶機取放（Pick & Place）過程中面臨的難題。
梭特表示，現(xiàn)行的方式依舊是采取一顆一顆芯片進行取放或COB打件（Die Bond）方式，速度和精度不足就會導致高成本問題，這也是目前阻礙Mini LED量產(chǎn)的問題之一。
鑒于此，梭特預計今年下半年推出FOB 先進封裝制程系列設備，此設備能夠幫助LED顯示屏客戶解決生產(chǎn)成本問題。據(jù)介紹，此設備主要是利用高精度和高速的混Bin排片技術，再通過巨量轉移將RGB 芯片同時移載到同一片載具上, 最后再一次性進行高效率的固晶制程。
ASM太平洋則強調(diào)了焊接、返修及自動化作業(yè)等過程中的速度與良率之間的關系問題。
ASM太平洋表示，提升生產(chǎn)速度是ASM太平洋研發(fā)的必然項目。然而，高速度雖有助降低生產(chǎn)成本，但同時還需考慮良率問題；尤其是針對尺寸越細小的Mini LED，若良率稍低，便會加重返修工序，進而增加生產(chǎn)成本。所以，廠商需平衡速度與良率之間的關系，才能在競賽中獲勝。
目前，ASM太平洋已推出了全自動巨量焊接產(chǎn)線Ocean Line，并且，其高速、高精度焊接、返修機臺、自動化方案均已接單投產(chǎn)。
巨量轉移設備廠商K&S指出了速度、精度與良率三個研發(fā)難點以及它們與成本之間的關系。
K&S認為，Mini LED的終端應用產(chǎn)品對Mini LED的使用量極大，因此這些產(chǎn)品對速度、精度、良率的要求沒有上限。同時，速度、精度與良率還直接與最終產(chǎn)品的成本掛鉤，而成本則是目前阻礙Mini LED量產(chǎn)的一個瓶頸問題。因此，未來K&S會持續(xù)專注于提升巨量轉移設備的速度、精度與良率。K&S還提出，對整個產(chǎn)業(yè)鏈來講，如何降低Mini LED Die的生產(chǎn)成本也是未來要攻克的問題。
據(jù)介紹，巨量轉移設備生產(chǎn)過程涉及高速高精度驅動與控制、機械運動與其他很多物理化學特性的應用、光學識別與計算等，量產(chǎn)難度極高。該公司已與Rohinni公司共同推出了Mini LED巨量轉移設備 PIXALUX，此設備在速度、精度與良率上都具有明顯的優(yōu)勢?，F(xiàn)階段，K&S的Mini LED巨量轉移設備已在客戶方得以應用，并開始生產(chǎn)。
北方華創(chuàng)主要強調(diào)設備的整體性能，除速度、精度等技術難點以外，還有一致性的問題。
北方華創(chuàng)表示，Mini LED提高對設備精細程度的要求。伴隨芯片尺寸的縮小，LED芯片工藝方面需要更好的一致性、更少的顆粒和更優(yōu)的膜層質(zhì)量。在一致性方面，Mini LED顯示產(chǎn)品對芯片的電流和顏色的一致性，Mini COB封裝技術的光學一致性和PCB板墨色一致性，以及像素間的混光一致性和表面一致性等皆需要提升到更高的水平。
北方華創(chuàng)認為，LED行業(yè)目前已處于紅海市場，Mini LED作為新的產(chǎn)品應用，需要在初期以更優(yōu)越的性能打開市場，而設備作為首要環(huán)節(jié)，需要最先提高相關技術水平。同時，隨著市場的發(fā)展，終端產(chǎn)品的價格逐漸下降，從設備端來看，則需要加快實現(xiàn)高性價比的需求。對北方華創(chuàng)而言，現(xiàn)有的設備技術已可以滿足Mini LED技術要求，公司在機型和腔室類型方面配置靈活。另外，北方華創(chuàng)還指出，無論是Mini LED還是Micro LED，后段制程的難點會多于前段制程。
綜上，設備環(huán)節(jié)面臨的技術難題，相關廠商已有相應的解決方案。如LEDinside所了解，設備端已準備就緒，那么從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，進展如何？
北方華創(chuàng)表示，從外延芯片端看，目前量產(chǎn)技術基本完善；從封裝端看，此環(huán)節(jié)面臨的問題相對更多（如封裝形式）；從產(chǎn)品端來看，背光和顯示領域的應用會率先進入大眾視野，而背光應用的潛力已無須懷疑，顯示領域也有較大的機會可以導入大規(guī)模使用。
ASM太平洋指出，目前來看，Mini LED 產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展尚未達到完善及成熟的程度。例如，在芯片供應方面，3x5mil、2x4mil 等 Mini LED 芯片還有待量產(chǎn)。在基板方面，適用于Mini LED 的基板價格高企，且占整體物料成本的比重高達甚至超過5成，因此，良率和成本都有待優(yōu)化。但ASM太平洋認為，在背光應用上，LCD 配合Mini LED背光的方案完全有能力與OLED方案比拼；在顯示應用上，Mini LED的應用將有機會從超小間距顯示屏市場擴大至間距大于P0.7的顯示屏市場。
根據(jù)LEDinside分析，憑借局部調(diào)光、更高對比度和更高穩(wěn)定性等特點，加上物料成本低等相對的成本優(yōu)勢，Mini LED已成功切入背光市場和RGB顯示市場。并且，Mini LED于2019年正式在顯示器領域與OLED直接競爭。基于Mini LED強勁的需求量以及廣泛的應用場景，各大廠商均看好Mini LED的前景，接下來，只要產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)協(xié)力進一步降低生產(chǎn)成本，Mini LED產(chǎn)品將很快能夠全面打開市場，進而提高市占率。
