Micro LED检测设备的应用与前景

Micro LED是以自发光的微米量级的LED为发光像素单元，将其组装到驱动面板上形成高密度LED阵列的显示技术。由于其芯片尺寸小、集成度高和自发光等特点，与 LCD、OLED相比，在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面优势明显。

然而Micro LED始终受到一些瓶颈技术的限制，不仅在巨量转移工艺上困难重重，在巨量检测方面，如何提高良率、降低成本，也一直困扰着许多厂商。

目前，Micro LED传统的检测方法有哪些，存在什么局限性？Micro LED未来的发展趋势是怎样的？针对Micro LED目前难以克服的良率问题，有哪些有效的解决方案？

本期节目我们邀请到滨松光子学商贸（中国）有限公司市场经理向成豪先生做客芯片揭秘，一起来听他分享Micro LED检测设备的应用与前景。

以下内容由对话音频整理

与诺奖千丝万缕，什么样的产品适合高能物理研究？

MicroLED市场火热，巨量检测问题不容小觑

技术尚未成熟，突破瓶颈需要针对哪些痛点？

核心部件成本居高不下，设备降价还需“缓一缓”

与诺奖千丝万缕

什么样的产品适合高能物理研究？

幻实（主播）

本期嘉宾来自一家非常知名且历史悠久的公司，先请嘉宾简单介绍一下自己。

向成豪（嘉宾）

我是来自滨松光子学商贸（中国）有限公司的市场工程师向成豪，目前负责半导体方向的市场推广相关工作。

幻实（主播）

先请您给大家介绍一下滨松是一家怎样的公司？

向成豪（嘉宾）

日本滨松光子学株式会社成立于1953年，总部位于日本滨松市。至今有68年历史。滨松公司早期主要致力于光电倍增管等真空玻璃管产品的生产和销售，得益于产品性能的特殊性（极高的增益及动态范围、极低的探测下限和暗噪声），非常适合用于高能物理研究、精密仪器等应用。历史上，滨松集团非常荣幸地三次帮助过科学家斩获诺贝尔奖。

幻实（主播）

滨松是如何帮助这些科学家获得诺贝尔奖的？

向成豪（嘉宾）

2002年诺贝尔物理学奖授予给了东京大学名誉教授小柴昌俊先生，以表彰他在神冈实验中发现中微子的贡献。其中，滨松集团为神冈实验提供了11200只20英寸光电倍增管，用于中微子探测。

2013年诺贝尔物理学奖授予给了比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯，以表彰他们在希格斯玻色子理论预言上的突出贡献。其中，ATLAS试验装置使用了大约17000个滨松生产研发的SSD和10540只PMT， CMS实验装置使用了大约24000个SSD和14000APD。

2015年，诺贝尔物理学奖授予给了日本东京大学宇宙射线研究所所长梶田隆章（Takaaki Kajita）和加拿大物理学家阿瑟-麦克唐纳，以表彰他们在中微子研究方向上取得了突破性的进展，揭开了中微子振荡之谜，在粒子物理学界开启了一个新的研究方向。其中，梶田隆章团队的超级神冈中微子探测器实验组，在实验过程中使用了大量滨松的产品。

Micro LED市场火热巨量检测问题不容小觑

幻实（主播）

滨松在半导体方向有怎样的布局，有哪些产品？

向成豪（嘉宾）

滨松集团早期主要做光电倍增管等产品，而现在滨松已经拥有超过15，000种产品，覆盖医疗领域、学术领域、分析计算领域、半导体领域等。产品类型丰富，包括材料、器件、模块、小型系统和大型设备。

我们的产品在半导体领域中应用十分广泛，在检测、量测、过程控制、失效分析、静电去除等领域都有一些应用。

举个例子，ASML是全球唯一的EUV光刻机供应商，而滨松能提供EUV光源来帮助国内相关企业实现EUV检测。我们的一些大型仪器、失效分析设备可以帮助IDM企业、Fabless公司以及封测厂在发现不良芯片后，快速定位失效点。另外，滨松还能提供真空紫外光源，帮助企业解决真空中的静电去除问题。

我们最近发现国内Micro LED市场火热，国家也投入了大量人力物力支持，甚至被列入了“十四五”规划中。

幻实（主播）

对，包括京东方在内的很多大厂都在布局Micro LED的新产品线，滨松在这个领域有哪些产品和应用？

向成豪（嘉宾）

其实Micro LED产品的制造技术还不太成熟，生产良率还不是特别高，成本也居高不下。通常行业内只要提到Micro LED，就会提到巨量转移，巨量转移是目前Micro LED的一大技术瓶颈，其转移的效率、成功率都决定着商业化的成功与否。

但是如果只提巨量转移，不提巨量检测也是不对的。有一句话说得好，“转移那些不知道好坏的芯片其实是没有意义的”。如果那些不合格的芯片进入到往后的制程，会给企业带来巨大损失。

这次我们在SEMICON 2021展会上展出了我们的MiNYTM PL Micro LED检查设备，这是一台非接触式、快速、全自动巨量检测设备。

它主要是利用光致发光和可见光的两种类型的图像，对晶圆上MicroLED外观、亮度和发光波长等异常进行快速检测。

技术尚未成熟

突破瓶颈需要针对哪些痛点？

幻实（主播）

除了滨松的检测方式，市场上还有其他技术方向吗？

向成豪（嘉宾）

当前Micro LED的检测设备有很多技术，比如传统的AOI技术，主要是利用反射光成像的方式来判断外观是否有异常，另一类是电致发光技术。然而，这两种技术在Micro LED领域都会存在一些不太合适的场景，换句话说，仅仅依靠这两种技术实现MicroLED量产是不太现实的。

为什么呢？经过我们与客户的反复沟通发现，有些客户认为晶圆上存在的一些细小颗粒如果不影响芯片发光的话，他们并不认为它是不合格品。

从这个角度来看，如果只依靠AOI技术进行检测是不太现实的；另外，电性能检测设备需要扎针，Micro LED芯片小、数量多，一片wafer上可能有千万，甚至上亿颗Micro Led芯片，如果一颗颗进行扎针的话，可能需要30多年的时间。滨松针对这些痛点推出了刚刚提到的MiNYTM PLMicro LED检测设备。

考虑到一些工程师希望对单颗Micro LED进行深入研究，想要了解它的光电性能，为此，我们推出了电致发光检测设备，它可以帮助企业在前期R&D（research and development）研发过程中，提高研发效率，缩短研发周期。

另外，滨松还提供失效分析的产品，帮助Micro LED厂商快速定位在驱动电路以及发光像素上的一些缺陷。

幻实（主播）

您觉得Micor LED在未来几年会有怎样的发展趋势？

向成豪（嘉宾）

实际上Micro LED技术已经诞生很久了，它经历了早期的“泡沫幻灭”，大多数人认为Micro LED正从雏形期向成长期过渡，这个阶段需要大量技术、资本、人力的投入。

利亚德推出了 Micro LED的消费级电视，康佳推出了全球首款Micro LED手表，中国Micro LED行业也在飞速的发展，有望实现技术赶超。

核心部件成本居高不下设备降价还需“缓一缓”

幻实（主播）

面向未来，您对检测领域的发展有着怎样的判断？

向成豪（嘉宾）

这个话题很大，从LED角度来看，它的检测设备起初在国内售价很高，随着采购量增加，设备成本的下降，检测设备出现了较大幅度的降价现象。Micro LED厂商也希望在一开始采购或者评估检测设备时，能够有这样的降价幅度。

但从设备厂商的角度来说，检测技术中使用的核心部件是不一样的，它本身的价值很高，在短期内，Micro LED检测设备的降价幅度不会特别大。当然，我们也不能因此就放慢检测设备的投资力度，我们希望行业在关注巨量转移设备的同时，也能够关注相应的巨量检测设备。

回到您刚才提到的问题：检测设备的未来发展趋势。实际上，在半导体领域，50%以上的份额都被美国的公司所占据，国内企业的市场份额可能不到5%。

滨松作为一家聚焦全球光子技术的企业，我们有器件，有模块，有小型设备和大型设备，我们实际上为国内的缺陷检测设备，量测设备提供了比较好的方案，相信未来几年国内的半导体检测设备市场会发生翻天覆地的变化。

工业和信息化部、国家广播电视总局和中央广播电视总台三部委曾联合印发《超高清视频产业发展行动计划 （2019-2022）》，表示按照“4K 先行、兼顾 8K”的总体技术路线，大力推进超高清视频产业发展和相关领域的应用。4K和8K电视对高动态范围（HDR）、高色域、高对比度、高光效、高分辨率提出了新的要求，因此发展新型的LED 光源技术和产品意义重大。

Micro LED 具备极小间距、高对比度和高刷新率，适用于智能手表、AR、VR 等近距离观看的智能穿戴领域，目前苹果、三星等消费电子巨头已开始相关技术投入。截至 2016 年，苹果已经收购了 4 家拥有 Micro LED 专利的公司；2020 年 2 月，三星展示了其商用Micro LED显示设备 The Wall 商业版，尺寸达到 538 英寸，分辨率达到 8K；再看国内，雷曼光电推出了新一代基于 COB 技术的 0.6mm 间距的Micro LED 显示屏，Micro LED 商用化已然显现。

尽管由于制造工艺复杂、工艺和设备标准化程度低、良品率管理不够成熟等因素，Micro LED产品成本一直盘踞高位，但是在“十四五”规划的引领下，在产业上下游携手统筹的推动下，相信Micro LED产业将再上新台阶。

原文标题：芯片揭秘 | 有效提升产品良率，Micro LED巨量检测领域的“追光者”

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责任编辑：haq