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半導(dǎo)體技術(shù)的硅基氮化鎵晶圓，ALLOS將掀起Micro LED產(chǎn)業(yè)革命｜LEDinside訪談

（2025年4月5日更新）

能達到高分辨率、高對比度、高亮度顯示效果Micro LED早在2012年，初代樣品就出現(xiàn)在顯示器上，但由于制造過程難度大，仍被業(yè)界視為「夢幻級產(chǎn)品」。近年來，在大廠領(lǐng)導(dǎo)的推動下，雖然樣品越來越多，但根據(jù)業(yè)內(nèi)人士的估計，真正進入市場消費端至少需要3年時間。

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為突破Micro LED顯示技術(shù)的發(fā)展必然會解決巨大轉(zhuǎn)移過程的巨大困難。目前，許多技術(shù)單位已經(jīng)開發(fā)了不同方向的轉(zhuǎn)移方式，包括轉(zhuǎn)移印刷、流體組裝、噴墨打印等，但這些方法是后續(xù)的Micro LED在芯片處理過程中，始終受到低良率的限制，難以滿足求。

然而，德國雷晶技術(shù)公司ALLOS跳出現(xiàn)有的框架，指出它GaN-on-Si硅基氮化鎵LED解決上述各種問題的技術(shù)Micro LED挑戰(zhàn)的關(guān)鍵是突破現(xiàn)有的良率限制，迎接量產(chǎn)目標(biāo)。

ALLOS技術(shù)長Atsushi Nishikawa博士接受LEDinside采訪解釋了他們的推動GaN-on-Si如何徹底顛覆硅基氮化鎵技術(shù)？Micro LED工藝技術(shù)的發(fā)展路徑，創(chuàng)造新的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

ALLOS技術(shù)長Atsushi Nishikawa醫(yī)生；圖片來源：ALLOS

拋開藍寶石基板，用GaN-on-Si晶圓跳出現(xiàn)在Micro LED制程限制

ALLOS目前正在積極推進Micro LED導(dǎo)入顯示技術(shù)GaN-on-Si硅基氮化鎵晶圓應(yīng)用，走出另一個藍寶石基板LED晶圓技術(shù)完全不同。Nishikawa認(rèn)為硅基晶圓的使用將是Micro LED技術(shù)推廣的關(guān)鍵解方。

「用硅基板代替藍寶石制造Micro LED芯片可以大大提高良率和成本優(yōu)勢」Nishikawa指出硅基版制作的指出LED芯片，在Micro LED顯示工藝有三大優(yōu)勢。

首先，如果使用硅基晶圓，LED芯片制造商可以與半導(dǎo)體晶圓制造商合作，使用成熟的半導(dǎo)體設(shè)備來處理小的Micro LED無需投資新設(shè)備，芯片可以達到更高的精度。此外，處理AR當(dāng)使用單片晶圓微顯示器時，更大尺寸的硅基板LED晶圓可直接結(jié)合CMOS驅(qū)動背板，無需多次轉(zhuǎn)移步驟。最后，在轉(zhuǎn)移完成時，去除硅基板的技術(shù)也比分離藍寶石基板更成熟，消除了結(jié)構(gòu)弱化和雷分離的可能影響LED芯片發(fā)光效率的方法。

ALLOS說明硅晶圓LED能達到更高效的效率Micro LED制程

換句話說，現(xiàn)在Micro LED顯示技術(shù)面臨的主要問題，包括大量轉(zhuǎn)移、芯片檢測和驅(qū)動集成，大多數(shù)可以通過硅基晶圓的集成LED，以及改進半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)。

然而，一旦目標(biāo)是使用大尺寸硅基，LED當(dāng)半導(dǎo)體工藝技術(shù)直接集成驅(qū)動背板時，晶圓本身的均勻性更為重要，這也是ALLOS技術(shù)核心。

獨家技術(shù)實現(xiàn)高均勻性200 mm硅基晶圓，攜手KAUST研發(fā)紅光LED

「ALLOS的200mm（8寸）GaN-on-Si晶圓已達到量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)！」Nishikawa強調(diào)，ALLOS重復(fù)生產(chǎn)波長一致性高的200技術(shù) mm波長標(biāo)準(zhǔn)差低于晶圓 1 nm。

Nishikawa說明大尺寸硅晶圓LED挑戰(zhàn)很高，因為發(fā)光波長的差異很容易受到多量子井溫度變化的影響。即使溫度只有輕微變化，晶圓的均勻性和波長的一致性也會發(fā)生變化。更麻煩的是，晶圓的形狀會在冷卻過程中發(fā)生變化，很容易破裂。ALLOS芯片在冷卻過程中通過獨家應(yīng)變工程技術(shù)改變形狀。

ALLOS應(yīng)變工程技術(shù)可以嚴(yán)格控制溫度，設(shè)計完美的弧度，使芯片在冷卻過程后完全平整。

目前ALLOS能夠產(chǎn)生的波長一致性低于0.6 nm的200 mm Micro LED晶圓，完全沒有裂紋。其反復(fù)產(chǎn)生的波長均勻性低于1 nm晶圓也證實了其技術(shù)的量產(chǎn)能力。ALLOS正試圖讓已經(jīng)實現(xiàn)的300 mm晶圓的均勻性也可以達到與量產(chǎn)性相同的水平。

ALLOS打造的300mm/12寸硅基Micro LED晶圓

除繼續(xù)投資300外 mm晶圓研發(fā)，ALLOS最近，阿布都拉國王科技大學(xué)也宣布KAUST合作，共同開發(fā)硅基板紅光Micro LED。

KAUST今年早些時候，該團隊宣布開發(fā)一種高效的晶體生長系統(tǒng)InGaN紅光Micro LED，下一步將和ALLOS合作，在硅基晶圓上應(yīng)用這種方法，加速全彩Micro LED顯示制造技術(shù)。

結(jié)合半導(dǎo)體技術(shù)，大尺寸硅晶圓降低了成本Micro LED生態(tài)系

談及對于Micro LED技術(shù)展望，Nishikawa強調(diào)：「采用大尺寸硅基晶圓和半導(dǎo)體結(jié)合技術(shù)設(shè)備將加速Micro LED顯示技術(shù)進入市場的關(guān)鍵。」

ALLOS還通過技術(shù)證書，2000 mm均勻性高，無裂紋Micro LED硅晶圓可以量產(chǎn)，也可以量產(chǎn)Nordic代理該技術(shù)也適用于更大尺寸的300 mm。Nishikawa指出大型硅晶圓不僅可以降低單位面積的成本，還可以導(dǎo)入更精細的半導(dǎo)體CMOS生產(chǎn)線在良率和成本上都優(yōu)于傳統(tǒng)LED生產(chǎn)模式。因此，他認(rèn)為半導(dǎo)體技術(shù)的結(jié)合將是Micro LED量產(chǎn)的機會。

事實上，導(dǎo)入半導(dǎo)體設(shè)備Micro LED工藝也是目前很多廠商看好的方向。最近夏普開發(fā)的傳言Micro LED顯示器是由鴻海集團內(nèi)部的半導(dǎo)體技術(shù)制成的。TrendForce分析師余超還指出，蘋果可能會利用臺積電的半導(dǎo)體設(shè)備開發(fā)新的設(shè)備Micro LED轉(zhuǎn)移技術(shù)。

而ALLOS硅晶圓技術(shù)將加速驅(qū)動Micro LED預(yù)計與半導(dǎo)體技術(shù)的整合也將被取代Micro LED添加更多的異質(zhì)界面解決方案。目前ALLOS與產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴合作，繼續(xù)推進大尺寸晶圓開發(fā)，進一步減少Micro LED展示制造成本，并期待延長更多的合作機會Micro LED硅晶圓技術(shù)發(fā)揚光大。（文：LEDinside）