隨著AI人工智能技術的深度賦能，硬件性能的快速提升，以及創新企業的積極探索與科技大廠的強勢入局，2025年AR眼鏡市場熱度持續升溫，帶動AR眼鏡行業邁入一個全新的發展時期。

在AR眼鏡的熱潮下，終端產品對於高亮度、高分辨率、低功耗的Micro-LED微顯示技術的應用也逐漸增多。據LEDinside不完全統計，截至目前，2025年已發布15款搭載Micro-LED微顯示技術的AR眼鏡新品。

盡管終端應用持續增長，但從顯示產業鏈的角度來看，Micro-LED微顯示技術通向規模化應用的發展仍道阻且長。

在2025年集邦咨詢自發光顯示研討會上，晶能光電矽襯底GaN外延工藝專家郭嘯就指出，目前，Micro-LED微顯示技術仍在芯片、全彩化顯示、驅動、檢測、成本等方面上面臨著挑戰，晶能光電正從上遊外延環節著手優化這些問題。

晶能光電矽襯底GaN外延工藝專家 郭嘯

Micro-LED微顯技術落地難，傳統襯底技術遇瓶頸
TrendForce《2025近眼顯示市場趨勢與技術分析》此前預測，到2030年，搭載Micro-LED微顯技術的AR裝置出貨量將達到2千萬台，滲透率達65.0%。

行業對Micro-LED微顯示技術前景看好，且經過業界的長期努力，該技術已取得了巨大進展，但目前產業化的落地難問題依舊存在。

郭嘯認為，Micro-LED微顯示技術的挑戰分布在全產業鏈，在驅動方面，RGB三色芯片的電壓差異大、亮度一致性難以控制，同時CMOS和外延的尺寸匹配困難且功耗偏高；在檢測方面，AOI和PL檢測篩選難度大；在芯片方面，外延波長一致性、Particle（顆粒物）控制都是難題；在全彩化方面，無論是三色合光、量子點轉色還是垂直堆疊，都存在各自的難點，技術還未成熟。

而在所有挑戰中，成本與集成是Micro-LED微顯示技術的核心難題之一，這直接指向了Micro-LED微顯示的鍵合工藝和襯底材料的選擇。

目前，Micro-LED微顯示的鍵合方式主要有Die to Die、Die to Wafer、Wafer to Wafer（W2W）等。

郭嘯認為，總體來看，W2W鍵合技術更適合Micro-LED微顯示應用。這種工藝先將矽基CMOS晶圓和LED外延片進行熱壓鍵合，然後再通過濕法或激光剝離的方式將襯底去除。

W2W鍵合方式的優勢在於對位精度要求不高，但另一方面，該技術卻也對外延良率及均勻性，以及鍵合過程中產生的翹曲控制有著極其嚴格的要求，這都對以傳統藍寶石材料為襯底的外延片提出了新挑戰。

首先是關鍵的晶圓鍵合W2W工藝上所存在的尺寸錯配問題。目前，驅動Micro-LED的矽基CMOS晶圓已能做到8英寸至12英寸，但承載LED的藍寶石襯底外延片主流尺寸最大僅為6英寸。這種大對小的錯配導致藍寶石襯底外延片無法和最先進矽CMOS制程兼容。

其次，尺寸原因也限制了Micro-LED降本的路徑。向更大尺寸晶圓發展（如12英寸）以攤薄單位芯片成本是Micro-LED的重要降本路徑，但6英寸的藍寶石襯底物理極限使其無法享受這一紅利。

最後，藍寶石與矽兩種不同材料的組合，也帶來了巨大的工藝挑戰。在熱壓鍵合過程中，兩者因熱膨脹系數不同（熱失配）極易導致晶圓翹曲，這大幅增加了工藝難度，也直接威脅到最終產品的良率和色彩均勻性。

因此，藍寶石襯底與矽基CMOS應用所產生的工藝瓶頸，成為阻礙Micro-LED微顯技術實現高良率、低成本制造的最大障礙之一。行業迫切需要一種能夠與矽基CMOS完美匹配的襯底技術，而矽襯底技術正是在這一背景下逐漸走上舞台中央，晶能光電則成為該技術的主要開發者。

晶能光電矽襯底GaN技術助力Micro-LED微顯產業落地
相較藍寶石襯底技術，矽襯底更適合Micro-LED微顯示技術的制造應用。

矽襯底具備容易實現大尺寸、低襯底成本、高波長一致性、同質鍵合翹曲小、無損去除、CMOS兼容性等優勢，可充分借助集成電路的工藝和設備，實現高良率、低成本、高效率的Micro-LED微顯模組制造。

基於以上特點，矽襯底外延技術也被行業認為是未來Micro-LED微顯示產業化落地的關鍵推手。

然而，矽襯底外延技術尚在發展期，晶能光電成為行業內為數不多持續推動矽襯底外延技術發展的企業之一。

面對Micro-LED一系列落地難的瓶頸，晶能光電基於矽襯底GaN技術給出了解決方案。

針對尺寸不匹配的難題，晶能光電率先實現了12英寸大尺寸矽襯底GaN基紅、綠、藍三基色Micro-LED外延技術的落地。

通過采用異質外延的應力積累和釋放模型優化生長，以及創新地利用晶格應力誘導位錯反應，晶能光電實現在總外延層厚度5μm的條件下，穩定重覆生長位錯密度1.5E8/cm2的矽襯底GaN外延層，解決了大尺寸矽襯底外延材料晶體質量問題。

晶能光電12英寸矽襯底紅、綠、藍光InGaN基LED外延片快檢EL點亮效果（圖片來源：晶能光電）

針對Micro-LED全彩難題，晶能光電也開發了365nm~650nm的全色系8英寸矽襯底LED外延片。其中，量產的矽襯底垂直結構藍、綠、紫外LED中功率芯片的EQE與藍寶石襯底量產垂直結構基本相同。

而在紅光效率這一Micro-LED行業難題上，晶能光電也已掌握了國際領先的矽襯底InGaN紅光外延技術，並將在未來繼續提升InGaN紅光效率。

而在Micro-LED的矩陣車燈應用下，晶能光電開發了基於矽襯底GaN的萬級像素車燈產品。

基於矽襯底GaN的萬級像素Micro-LED車燈（圖片來源：晶能光電）

此外，晶能光電也在積極開發基於矽襯底的高PPI Micro-LED陣列技術，率先制備了全InGaN系列的三基色Micro-LED微顯示矩陣，全面推動Micro-LED微顯示技術的發展。

全InGaN系列三基色Micro-LED微顯示矩陣（圖片來源：晶能光電）

如今，晶能光電的大尺寸矽襯底GaN材料已獲得諾視科技、鴻石智能等知名微顯示企業的應用，開發出超高亮度和單片全彩Micro-LED微顯示芯片，並在推動產品的量產，繼續加快著Micro-LED微顯示產業化腳步。

小結
在矽襯底GaN材料領域，晶能光電已經深耕了近20年 ，其產業鏈已經覆蓋外延芯片、器件模組，形成了GaN LED技術在外延芯片器件市場的閉環反饋與叠代升級能力。

如今，晶能光電正積極參與賦能AR眼鏡產業發展，通過矽襯底GaN技術助力AR眼鏡關鍵部件Micro-LED微顯示屏的成熟落地。

未來，隨著以晶能光電為代表的全產業鏈龍頭企業推動矽襯底GaN Micro-LED技術上向8英寸和12英寸的持續演進，Micro-LED微顯屏的成本下降速度和良率爬坡速度將超出行業預期。（文：LEDinside Irving）

TrendForce 2025 近眼顯示市場趨勢與技術分析
出刊日期: 2025年8月29日
語系: 中文 / 英文
格式: PDF
頁數: 126