Micro LED檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用與前景

Micro LED是以自發(fā)光的微米量級(jí)的LED為發(fā)光像素單元，將其組裝到驅(qū)動(dòng)面板上形成高密度LED陣列的顯示技術(shù)。由于其芯片尺寸小、集成度高和自發(fā)光等特點(diǎn)，與 LCD、OLED相比，在亮度、分辨率、對(duì)比度、能耗、使用壽命、響應(yīng)速度和熱穩(wěn)定性等方面優(yōu)勢(shì)明顯。

然而Micro LED始終受到一些瓶頸技術(shù)的限制，不僅在巨量轉(zhuǎn)移工藝上困難重重，在巨量檢測(cè)方面，如何提高良率、降低成本，也一直困擾著許多廠商。

目前，Micro LED傳統(tǒng)的檢測(cè)方法有哪些，存在什么局限性？Micro LED未來的發(fā)展趨勢(shì)是怎樣的？針對(duì)Micro LED目前難以克服的良率問題，有哪些有效的解決方案？

本期節(jié)目我們邀請(qǐng)到濱松光子學(xué)商貿(mào)（中國(guó)）有限公司市場(chǎng)經(jīng)理向成豪先生做客芯片揭秘，一起來聽他分享Micro LED檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用與前景。

以下內(nèi)容由對(duì)話音頻整理

與諾獎(jiǎng)千絲萬縷，什么樣的產(chǎn)品適合高能物理研究？

MicroLED市場(chǎng)火熱，巨量檢測(cè)問題不容小覷

技術(shù)尚未成熟，突破瓶頸需要針對(duì)哪些痛點(diǎn)？

核心部件成本居高不下，設(shè)備降價(jià)還需“緩一緩”

與諾獎(jiǎng)千絲萬縷

什么樣的產(chǎn)品適合高能物理研究？

幻實(shí)（主播）

本期嘉賓來自一家非常知名且歷史悠久的公司，先請(qǐng)嘉賓簡(jiǎn)單介紹一下自己。

向成豪（嘉賓）

我是來自濱松光子學(xué)商貿(mào)（中國(guó)）有限公司的市場(chǎng)工程師向成豪，目前負(fù)責(zé)半導(dǎo)體方向的市場(chǎng)推廣相關(guān)工作。

幻實(shí)（主播）

先請(qǐng)您給大家介紹一下濱松是一家怎樣的公司？

向成豪（嘉賓）

日本濱松光子學(xué)株式會(huì)社成立于1953年，總部位于日本濱松市。至今有68年歷史。濱松公司早期主要致力于光電倍增管等真空玻璃管產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售，得益于產(chǎn)品性能的特殊性（極高的增益及動(dòng)態(tài)范圍、極低的探測(cè)下限和暗噪聲），非常適合用于高能物理研究、精密儀器等應(yīng)用。歷史上，濱松集團(tuán)非常榮幸地三次幫助過科學(xué)家斬獲諾貝爾獎(jiǎng)。

幻實(shí)（主播）

濱松是如何幫助這些科學(xué)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)的？

向成豪（嘉賓）

2002年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予給了東京大學(xué)名譽(yù)教授小柴昌俊先生，以表彰他在神岡實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)中微子的貢獻(xiàn)。其中，濱松集團(tuán)為神岡實(shí)驗(yàn)提供了11200只20英寸光電倍增管，用于中微子探測(cè)。

2013年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予給了比利時(shí)理論物理學(xué)家弗朗索瓦·恩格勒和英國(guó)理論物理學(xué)家彼得·希格斯，以表彰他們?cè)谙８袼共Ｉ永碚擃A(yù)言上的突出貢獻(xiàn)。其中，ATLAS試驗(yàn)裝置使用了大約17000個(gè)濱松生產(chǎn)研發(fā)的SSD和10540只PMT， CMS實(shí)驗(yàn)裝置使用了大約24000個(gè)SSD和14000APD。

2015年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予給了日本東京大學(xué)宇宙射線研究所所長(zhǎng)梶田隆章（Takaaki Kajita）和加拿大物理學(xué)家阿瑟-麥克唐納，以表彰他們?cè)谥形⒆友芯糠较蛏先〉昧送黄菩缘倪M(jìn)展，揭開了中微子振蕩之謎，在粒子物理學(xué)界開啟了一個(gè)新的研究方向。其中，梶田隆章團(tuán)隊(duì)的超級(jí)神岡中微子探測(cè)器實(shí)驗(yàn)組，在實(shí)驗(yàn)過程中使用了大量濱松的產(chǎn)品。

Micro LED市場(chǎng)火熱巨量檢測(cè)問題不容小覷

幻實(shí)（主播）

濱松在半導(dǎo)體方向有怎樣的布局，有哪些產(chǎn)品？

向成豪（嘉賓）

濱松集團(tuán)早期主要做光電倍增管等產(chǎn)品，而現(xiàn)在濱松已經(jīng)擁有超過15，000種產(chǎn)品，覆蓋醫(yī)療領(lǐng)域、學(xué)術(shù)領(lǐng)域、分析計(jì)算領(lǐng)域、半導(dǎo)體領(lǐng)域等。產(chǎn)品類型豐富，包括材料、器件、模塊、小型系統(tǒng)和大型設(shè)備。

我們的產(chǎn)品在半導(dǎo)體領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，在檢測(cè)、量測(cè)、過程控制、失效分析、靜電去除等領(lǐng)域都有一些應(yīng)用。

舉個(gè)例子，ASML是全球唯一的EUV光刻機(jī)供應(yīng)商，而濱松能提供EUV光源來幫助國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)實(shí)現(xiàn)EUV檢測(cè)。我們的一些大型儀器、失效分析設(shè)備可以幫助IDM企業(yè)、Fabless公司以及封測(cè)廠在發(fā)現(xiàn)不良芯片后，快速定位失效點(diǎn)。另外，濱松還能提供真空紫外光源，幫助企業(yè)解決真空中的靜電去除問題。

我們最近發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)Micro LED市場(chǎng)火熱，國(guó)家也投入了大量人力物力支持，甚至被列入了“十四五”規(guī)劃中。

幻實(shí)（主播）

對(duì)，包括京東方在內(nèi)的很多大廠都在布局Micro LED的新產(chǎn)品線，濱松在這個(gè)領(lǐng)域有哪些產(chǎn)品和應(yīng)用？

向成豪（嘉賓）

其實(shí)Micro LED產(chǎn)品的制造技術(shù)還不太成熟，生產(chǎn)良率還不是特別高，成本也居高不下。通常行業(yè)內(nèi)只要提到Micro LED，就會(huì)提到巨量轉(zhuǎn)移，巨量轉(zhuǎn)移是目前Micro LED的一大技術(shù)瓶頸，其轉(zhuǎn)移的效率、成功率都決定著商業(yè)化的成功與否。

但是如果只提巨量轉(zhuǎn)移，不提巨量檢測(cè)也是不對(duì)的。有一句話說得好，“轉(zhuǎn)移那些不知道好壞的芯片其實(shí)是沒有意義的”。如果那些不合格的芯片進(jìn)入到往后的制程，會(huì)給企業(yè)帶來巨大損失。

這次我們?cè)赟EMICON 2021展會(huì)上展出了我們的MiNYTM PL Micro LED檢查設(shè)備，這是一臺(tái)非接觸式、快速、全自動(dòng)巨量檢測(cè)設(shè)備。

它主要是利用光致發(fā)光和可見光的兩種類型的圖像，對(duì)晶圓上MicroLED外觀、亮度和發(fā)光波長(zhǎng)等異常進(jìn)行快速檢測(cè)。

技術(shù)尚未成熟

突破瓶頸需要針對(duì)哪些痛點(diǎn)？

幻實(shí)（主播）

除了濱松的檢測(cè)方式，市場(chǎng)上還有其他技術(shù)方向嗎？

向成豪（嘉賓）

當(dāng)前Micro LED的檢測(cè)設(shè)備有很多技術(shù)，比如傳統(tǒng)的AOI技術(shù)，主要是利用反射光成像的方式來判斷外觀是否有異常，另一類是電致發(fā)光技術(shù)。然而，這兩種技術(shù)在Micro LED領(lǐng)域都會(huì)存在一些不太合適的場(chǎng)景，換句話說，僅僅依靠這兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)MicroLED量產(chǎn)是不太現(xiàn)實(shí)的。

為什么呢？經(jīng)過我們與客戶的反復(fù)溝通發(fā)現(xiàn)，有些客戶認(rèn)為晶圓上存在的一些細(xì)小顆粒如果不影響芯片發(fā)光的話，他們并不認(rèn)為它是不合格品。

從這個(gè)角度來看，如果只依靠AOI技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)是不太現(xiàn)實(shí)的；另外，電性能檢測(cè)設(shè)備需要扎針，Micro LED芯片小、數(shù)量多，一片wafer上可能有千萬，甚至上億顆Micro Led芯片，如果一顆顆進(jìn)行扎針的話，可能需要30多年的時(shí)間。濱松針對(duì)這些痛點(diǎn)推出了剛剛提到的MiNYTM PLMicro LED檢測(cè)設(shè)備。

考慮到一些工程師希望對(duì)單顆Micro LED進(jìn)行深入研究，想要了解它的光電性能，為此，我們推出了電致發(fā)光檢測(cè)設(shè)備，它可以幫助企業(yè)在前期R&D（research and development）研發(fā)過程中，提高研發(fā)效率，縮短研發(fā)周期。

另外，濱松還提供失效分析的產(chǎn)品，幫助Micro LED廠商快速定位在驅(qū)動(dòng)電路以及發(fā)光像素上的一些缺陷。

幻實(shí)（主播）

您覺得Micor LED在未來幾年會(huì)有怎樣的發(fā)展趨勢(shì)？

向成豪（嘉賓）

實(shí)際上Micro LED技術(shù)已經(jīng)誕生很久了，它經(jīng)歷了早期的“泡沫幻滅”，大多數(shù)人認(rèn)為Micro LED正從雛形期向成長(zhǎng)期過渡，這個(gè)階段需要大量技術(shù)、資本、人力的投入。

利亞德推出了 Micro LED的消費(fèi)級(jí)電視，康佳推出了全球首款Micro LED手表，中國(guó)Micro LED行業(yè)也在飛速的發(fā)展，有望實(shí)現(xiàn)技術(shù)趕超。

核心部件成本居高不下設(shè)備降價(jià)還需“緩一緩”

幻實(shí)（主播）

面向未來，您對(duì)檢測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展有著怎樣的判斷？

向成豪（嘉賓）

這個(gè)話題很大，從LED角度來看，它的檢測(cè)設(shè)備起初在國(guó)內(nèi)售價(jià)很高，隨著采購(gòu)量增加，設(shè)備成本的下降，檢測(cè)設(shè)備出現(xiàn)了較大幅度的降價(jià)現(xiàn)象。Micro LED廠商也希望在一開始采購(gòu)或者評(píng)估檢測(cè)設(shè)備時(shí)，能夠有這樣的降價(jià)幅度。

但從設(shè)備廠商的角度來說，檢測(cè)技術(shù)中使用的核心部件是不一樣的，它本身的價(jià)值很高，在短期內(nèi)，Micro LED檢測(cè)設(shè)備的降價(jià)幅度不會(huì)特別大。當(dāng)然，我們也不能因此就放慢檢測(cè)設(shè)備的投資力度，我們希望行業(yè)在關(guān)注巨量轉(zhuǎn)移設(shè)備的同時(shí)，也能夠關(guān)注相應(yīng)的巨量檢測(cè)設(shè)備。

回到您剛才提到的問題：檢測(cè)設(shè)備的未來發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)際上，在半導(dǎo)體領(lǐng)域，50%以上的份額都被美國(guó)的公司所占據(jù)，國(guó)內(nèi)企業(yè)的市場(chǎng)份額可能不到5%。

濱松作為一家聚焦全球光子技術(shù)的企業(yè)，我們有器件，有模塊，有小型設(shè)備和大型設(shè)備，我們實(shí)際上為國(guó)內(nèi)的缺陷檢測(cè)設(shè)備，量測(cè)設(shè)備提供了比較好的方案，相信未來幾年國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)會(huì)發(fā)生翻天覆地的變化。

工業(yè)和信息化部、國(guó)家廣播電視總局和中央廣播電視總臺(tái)三部委曾聯(lián)合印發(fā)《超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃 （2019-2022）》，表示按照“4K 先行、兼顧 8K”的總體技術(shù)路線，大力推進(jìn)超高清視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展和相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。4K和8K電視對(duì)高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）、高色域、高對(duì)比度、高光效、高分辨率提出了新的要求，因此發(fā)展新型的LED 光源技術(shù)和產(chǎn)品意義重大。

Micro LED 具備極小間距、高對(duì)比度和高刷新率，適用于智能手表、AR、VR 等近距離觀看的智能穿戴領(lǐng)域，目前蘋果、三星等消費(fèi)電子巨頭已開始相關(guān)技術(shù)投入。截至 2016 年，蘋果已經(jīng)收購(gòu)了 4 家擁有 Micro LED 專利的公司；2020 年 2 月，三星展示了其商用Micro LED顯示設(shè)備 The Wall 商業(yè)版，尺寸達(dá)到 538 英寸，分辨率達(dá)到 8K；再看國(guó)內(nèi)，雷曼光電推出了新一代基于 COB 技術(shù)的 0.6mm 間距的Micro LED 顯示屏，Micro LED 商用化已然顯現(xiàn)。

盡管由于制造工藝復(fù)雜、工藝和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度低、良品率管理不夠成熟等因素，Micro LED產(chǎn)品成本一直盤踞高位，但是在“十四五”規(guī)劃的引領(lǐng)下，在產(chǎn)業(yè)上下游攜手統(tǒng)籌的推動(dòng)下，相信Micro LED產(chǎn)業(yè)將再上新臺(tái)階。

原文標(biāo)題：芯片揭秘 | 有效提升產(chǎn)品良率，Micro LED巨量檢測(cè)領(lǐng)域的“追光者”

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