微發光二極體(Micro LED)具備多項技術優勢，如高亮度、省電及可做出光機微型化模組，且其自發光特性架構簡單，在大型化的顯示上更優於OLED與LCD，待Micro LED技術成熟後，將有機會成為顯示技術的新主流。因此近年來吸引大批廠商投入發展，在逐步邁入量產的階段，各家廠商除了透過結盟打群架，也持續強化Mini LED厚植技術與市場實力，產業動態好不熱鬧。
而台灣在LCD與LED產業同具雄厚實力，被看好最有條件成功發展Micro LED產業鏈，國內近年也掀起Micro LED發展熱潮；本文將從產業發展現況與巨量轉移技術發展動態，以及生產設備進展等面向，觀察國內廠商投入與發展樣貌，一窺Micro LED產業的「超前部署」。
產業結盟打群架 Mini LED試水溫讓子彈飛
近來許多廠商如三星(Samsung)、LG等皆在展會中發表Micro LED螢幕，也紛紛發布量產計畫，集邦科技研究副總儲于超(圖1)對此表示，現階段市場的大型顯示螢幕價格仍居高不下，因此尚未獲主流消費市場回響，2020年許多廠商傾向於以技術難度較低的Mini LED作為商業化重點，如高階電競螢幕。
另外，許多廠商透過結盟強化技術開發進度，儲于超認為像三星及蘋果(Apple)等品牌大廠，較傾向於獨立發展關鍵技術，建立自身的供應鏈，決定產品規格後再串連上下游供應鏈。至於近期許多廠商結盟的動態，他認為總體而言是好事，但結盟較常見於主力於代工的台廠及中國廠商，因其無法獨立掌握整條供應鏈，如三安與京東方、晶電與利亞德便為實例。
環視各國產業區位，從本質上來看，Mini LED及Micro LED皆屬於競爭替代的技術，因此韓國雖長期傾力發展OLED面板技術，相對壓縮台面板廠生存空間，但也因此在Micro LED技術發展態度上呈現搖擺，難以全力主攻Micro LED技術的研發；日本以索尼(Sony)為主要大廠，但其傾向廠內自行研發，外界較難一窺發展動態；而中國除了以政策扶植搭配大量資金挹注的策略，地方政府及相關廠商雖進一步投入技術研發，並持續進行人力挖角，同時近年內技術專利數量快速上升，但技術層面現階段與台廠仍有落差。至於台廠實力則是結合LED、面板及半導體廠，可組成堅實完整的供應鏈，加上Micro LED技術實力相對領先，很有機會搶占有利位置。
至於外界傳2022及2023年將可能實現Micro LED產品的量產，光電工業協進會(PIDA)分析師林政賢(圖2)則認為，Micro LED技術的決勝關鍵在於消費市場的導入，台廠需盡快掌握市場先機，將技術導向量產。進一步回顧近期消費性市場，由於近幾個月以來武漢肺炎疫情重創全球，除了波及供應鏈零組件供貨進度外，面板消費需求隨著疫情攀升，2020年第一季已重挫15%。因此，消費需求的轉變勢必打擊現階段各國主流面板大廠的士氣。
進一步審視台廠的產業定位，林政賢說，台灣具有紮實的LED技術及跨產業供應鏈，因此看好台廠研發前景。但他指出欲穩健發展的Micro LED技術，必要條件為品牌大廠的拋磚引玉，因其具一定程度的資金與資源，能夠承受技術前期的盈虧浮動，因此台廠的劣勢同時亦體現於代工起家的先天條件，沒有諸如索尼、三星這類大廠可以作為領頭羊。因此，為克服先天劣勢，跨領域產業的整合勢在必行，如工研院於2016年便協同多領域跨國廠商，共組巨量微組裝產業推動聯盟(CIMS)，從設備、晶粒、IC、半導體製程著手，期望串聯系統與品牌廠，盼能建置完整產業鏈，為台廠帶來新契機。
轉移流派各有優勢 產品特性/價格為導向
除了需橫向、平台式整合產業鏈外，Micro LED技術障礙尚包含背板材質、PCB基板的高度/平整度、接合(Bonding)、驅動IC設計等問題，其中又以巨量轉移技術為最關鍵的環節。工研院電光系統所副組長方彥翔(圖3)說明，Micro LED的應用可依產品特性及價格需求導向作為分野，因此製程中各巨量轉移技術各具優勢。
但由於各技術流派所能達到的良率及產品所需條件不同，意即高/低解析度產品各有不同良率，如車載螢幕必須能面對潮濕環境條件以及氣候因素，將對其可靠度產生影響。以低解析度產品為例，其良率標準為99.9%，高解析度則須達99.99%，若搭配修補技術，良率將可達到100%。以下則針對巨量轉移相關技術流派延伸探討。
雷射轉移
此技術由於過程中能量較強，因此溫度亦會較高；在升溫的同時其能量亦可能造成原先排列已相當密集的LED晶粒損傷，產品應用解析度為中等。
電磁吸取
採用磁力，利用電磁效應以電力產生磁場，但若要產生磁場的電流需要以高電流通電，對於模組能否承受則是一個關鍵的問題，適合應用於高解析度產品。
流體裝配
以流體作為轉移媒介，但是由於藉由浮力控制，操作存在高難度，因此亦較適合用於低解析度產品。
靜電轉移
為蘋果使用的專利技術，使用靜電力，為巨量轉移技術中能吸取LED晶粒中大小最小的方式，良率也最高，因此適用於高解析度的產品。但若欲產生靜電力的前提，必須要以電壓差產生靜電，因此在晶粒間距非常小的前提下容易被電壓噴飛，因此需克服高電壓的問題。
滾軸轉移
採取類似滾輪的方式滾平，由於需多次反覆執行，除非精密機械加工技術良好，否則其中存在的壓力將較易使晶粒之間的間距不一，而LED需要精密排列，存在較難對準的問題，因此該轉移方式較適合用於低解析度、容忍度較高的產品。以優顯科技為例，執行長陳顯德(圖4)表示，該公司採用的技術是以選擇性雷射剝離技術搭配滾軸轉移技術，適用於大多數的製程，並可彈性決定轉移數量(如1顆或是1,000顆皆可)，較不同於現行供應端大廠紛紛致力於開發特殊技術，拉開彼此競爭差距的狀況。
微轉印
其以藍寶石為基板，在目前的巨量轉移技術中，較普遍使用凡德瓦力或是具有黏性且有凹凸結構的聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)材料，屬於提高現下良率較高的方式，但較適用於某些產品，原因在於其高分子結構易受高溫環境(大於攝氏200度)的影響。
而同樣利用微轉印技術的新創廠商Mikro Mesa以「無壓合低溫鍵結」轉印技術突圍。Mikro Mesa策略長陳玠廷(圖5)表示，現今晶粒尺寸趨於小型化，但若要將晶粒尺寸達到10μm以下的話，覆晶技術(Flip Chip)會是一個挑戰，因其陽極跟陰極位處同一側。因此於對位精準的難度相對較大，當晶粒尺寸趨向越來越小，甚至到10μm時，便會面臨瓶頸；因此該公司採用垂直架構，使陰極陽極分處兩側，便可縮減對位難度。
該技術不需透過加壓，並可於低工作溫度的環境操作；而低溫也意謂軟板選擇將更多、應用層面也隨之較廣。此外，針對傳統電流普遍會產生漏電流的情況，該公司發現將晶片尺寸縮小至10μm尺寸下時，沒有常見的漏電流產生，值得業界持續關注。
而為了克服巨量移轉的時效問題，該公司將轉印分為兩個階段，為接著力(Binding)及Bonding，方便於第一階段時解決檢視晶粒若損壞時，所可能面臨的可重工性(Rework)問題；材料的部分則追求一定的黏著力，並且追求簡單、不重複使用且價格不高的耗材，以確保生產成本效益最大化。
機台設備商主導設備 活化/規格制定為出路
除了巨量轉移技術本身的問題外，陳玠廷認為若要將Micro LED技術推向量產，完整供應鏈的產線建置，也就是機台設備為重要因素。礙於該公司現行機台仍使用手動、半自動機台，或以其他設備作出樣品，若要朝商品化的方向生產，便須藉由機械手臂等自動化設備輔助，建立自動生產線，在對位實現更高的精準度。以現行負責轉印技術的機台設備商皆無建置量產設備，因此該公司便於2019年與國內外機台設備商尋求合作空間。
同時，陳顯德對於機台設備的建置持有相同觀點。他認為台灣缺乏高精密儀器，因此若要整合LED產業鏈，除了結合台灣的LED、TFT廠之外，亦可採用國外如日本及德國等設備商的機台，以及日本的化工材料，並以品牌廠驅動，便能更接近成功。
但可惜的是，台廠受限於既有的被動代工接單模式，採取「有訂單才生產(Bill to Order)」，因此若要跨出第一步嘗試存在一定的難度。進一步深入製程設備，陳顯德表示若結合現有的半導體設備，使用半導體產業舊有的廠房，並採取「先封裝後檢測」的技術，加上願意導入自動化設備，對於良率提升將有幫助。
對新創廠商來說，新商業模式切入點及產業定位，為重要關鍵。陳顯德表示，該公司於產業的定位為LED廠及薄膜電晶體(TFT)廠之間支持的「橋樑」，若以耗材來說，該公司便是依照LED廠中晶圓上的LED，依照TFT廠的需求進行巨量轉移。他以印章為例，將Micro LED想像為印泥，則是沾起印泥，將印章出貨給面板廠蓋印(產出顯示螢幕)。
應用場景遍地開花 疫情或可成就轉機
回到產品應用層面，成本考量仍是各界首重焦點，期望持續開拓新應用場景導入，如友達便針對車用面板有所耕耘。
同時，林政賢也表示，由於工業4.0及5G熱潮興起，Micro LED將可望與AR/VR技術的顯示螢幕結合，同時國內目前亦有產官學合作發展該技術，如清大及台大。
不過礙於消費市場追求終端產品可實現低成本的需求，目前各單位皆認為Micro LED技術的發展方向，將從商用大面積顯示螢幕逐步移轉至消費性領域。綜觀來看，目前疫情將對於供應鏈造成為期多久的影響尚屬未知數，但影響至少是2020年上半年。至於量產時機及領域，預計2020年第四季或是2021年將會有結果，並可期望能在2021年的美國消費性電子展(CES)秀出。
