2024年,全球投影儀產品的消費規模邁上2000萬臺大臺階;車載HUD、數字大燈和車載投影巨幕等創新應用的消費量也逼近1000萬臺規模;XR市場數年調整后,以AR為核心的新一代產品開啟普及和增長過程,市場規模再次有望1-2年內回升到千萬臺以上……
以上這些市場都離不開“光芯”的加持。特別是投影光芯(又稱光閥)市場,中高端產品長期受制于海外供應鏈,嚴重影響了本土品牌的產品升級、市場拓寬和國際化發展節奏。在這樣的背景下,2025年5月13日SID世界顯示周(美國SID2025)上,我國創新企業數字光芯(LIGHT CHIP)現場展示的全球首臺4K Micro LED投影儀三片式光芯和整機原理樣機,就顯得頗為重要。
從無到有的創造:她來了!
將Micro LED技術應用于投影儀產品。這一嶄新技術路徑走到了一個關鍵節點。數字光芯全球市場的首臺4K Micro LED投影儀,無疑是投影機歷史上一次“從0到1”的創造。
據悉,該產品采用三片Micro LED主動發光光芯產品,每片分辨率都達到4K水平,其像素尺寸僅為4微米,并擁有僅僅0.69英寸的光學面尺寸。該產品采用CMOS硅基驅動背板,并在12英寸晶圓上制造,主要市場瞄準各種微型化、高分辨率顯示系統應用。
據了解,數字光芯是一家聚焦于微顯示光芯產品設計研發的企業,其產品技術覆蓋硅基Micro LED、硅基OLED、硅基液晶(即LCOS)等先進微顯示技術,并涉足車載、XR穿戴、3D打印、光通信等應用場景。這次推出全球首臺4K Micro LED投影儀,代表其進一步拓展全球投影消費大屏市場的愿望。
通過推出全球首臺4K Micro LED投影儀和相應光芯方案,數字光芯有望打破目前投影儀市場液晶和DLP為代表的光芯技術壟斷,并以自發光光芯驅動投影技術,跨過光源、光芯分離傳統結構,創新性的進入“光芯片集成結構”的產業競爭新空間。特別是Micro LED光芯的國內產業鏈自主性,將極大增強我國投影儀消費產業的成長底蘊。
從樣機到市場落地,Micro LED光芯還需要幾步
為投影儀開辟一條新路徑!這樣的期待下,讓很多業內人士很關心數字光芯Micro LED顯示芯片的“亮度參數”。
有觀察人士分析,從數字光芯推出原理樣機角度看,該產品應當已經具有一定的成熟度和市場意向性。但是,考慮到Micro LED技術的特點和這一行業的發展階段,暫時對Micro LED投影的“亮度”不應抱有過高的期待。
不過,這不意味著該產品的應用市場無法打開。從市場角度看,不是每一個應用場景都需要“高亮度”。例如,車載的32英寸投影、或者天窗投影、HUD等,由于畫面幅寬有限,對系統亮度需求都不算高,反而對整體產品設計的緊湊性和節能性比較敏感——而更高的節能水平,又可以帶來更低的散熱需求,提升緊湊性。
所以,業內分析認為,Micro LED投影產品的市場落地,關鍵的競爭要素,除了成本要壓下來之外,具有更高的亮度能耗比,是核心因素。因為,即便整機亮度僅有200-500流明,只要能效比能夠上去,在嵌入式應用市場就可以大展拳腳。
另一方面,Micro LED投影技術也未必需要在“極致分辨率上”固守:例如,不一定要4K分辨率,畢竟目前投影儀銷量中8成以上都不是4K產品。如果放寬分辨率到2K水平,像素顆粒擴大,其光效也會提升,同等功耗下亮度水平、能效比都會更好。實際上,LED晶體像素尺寸會影響硅基Micro LED產品從良率、電光效率到成本的幾乎所有關鍵市場指標。當像素尺寸小于10μm時,側壁缺陷和載流子擴散問題加劇,需進一步優化外延生長與鈍化工藝——這也是Micro LED行業發展的主要技術難題之一。
同時,從提升亮度角度看,擴大基板尺寸,不強追求0.69英寸的原生4K也是一個好方法。目前投影儀4K產品市場9成銷量都是非原生4K。原生4K產品普遍需要更大尺寸的基板。全球2000萬臺投影儀市場,超過75%產品采用2英寸以上的大尺寸光芯。此外,如果能夠用TFT基板取代硅基CMOS或許也會在更大基板上擁有性價比優勢。
綜上,Micro LED光芯投影儀落地,可以變通的設計創新、既有技術排列組合選擇、差異化場景選擇還很多。其中,在電光效能提升和產品化設計的優化選擇等,兩大方面的聯動與挖掘細分市場比較優勢,格外重要。
例如,數字光芯的Micro LED投影燈產品,已經成功應用于摩托車市場。據悉這一分辨率為16萬像素、亮度達2000流明的摩托車像素投影燈,正在改變很多車機愛好者對摩托車產品智能化、數字化的認知邊界,渴望進一步賦能摩托安全駕駛技術的升級。
“核心是高密度、高集成的Micro LED作為投影光芯方案的可行性!”業內人士指出,數字光芯這次整機展示的意義在于證明了這一路徑可行:全球第一臺Micro LED投影儀整機已經擺在那里,這將增強整個行業在這一方向上的創新熱情和信心。
加速新型投影顯示器件布局,抓住彎道超車機會
雖然Micro LED光芯顯示面臨如何突破“小而亮、彩而清”的行業技術難題考驗,但是該技術依然是全球新型顯示產業中“最受關注”的賽道之一。
理論上,Micro LED技術,以及未來進一步演進的量子點、鈣鈦礦等材料,具有極高的電光轉化效率;同時這一技術也具有極高的設計緊湊性,是芯片化顯示的理想選擇。這兩點決定了在嵌入式和可穿戴等對“小體積”高度依賴的場景中,Micro LED微顯示光芯的不可替代性。可以說,Micro LED光芯是未來一系列新型顯示應用和產業的“根”技術,具有極高的戰略意義。
近年來,我國學界、研究機構和行業廠商紛紛加大Micro LED微顯示的研究。特別是在投影儀顯示應用上,不僅是數字光芯在努力。例如,長虹牽頭的“十四五”國家重點研發計劃“新型顯示與戰略性電子材料”重點專項“高亮度Micro LED投影顯示關鍵技術研究”項目早于2023年中就已經啟動,并先后取得多項技術和設計專利。
投影業內認為,從Micro LED光芯對于車載、穿戴、嵌入式顯示的重要性角度看,這一技術的持續進步與發展可以期待。這一技術的持續進步也必然為投影儀行業提供一條“本土完全自主”的新型技術路徑。高度關注Micro LED光芯在投影儀市場的應用,已經成為行業共識。特別是隨著極米、光峰、海信等傳統智能投影或激光投影企業進入車載市場,本土頭部投影品牌在Micro LED光芯技術上進行“前瞻性”布局的必要性進一步增強。
“我們需要對更遠的未來,有自己獨立的設想!”業內專家指出,國內投影產業的發展最大的瓶頸,表面看是中高端自主光閥技術不足,但是本質是“思想不夠開闊”。——精神上的依賴,要比物質上的依賴更難以克服。不敢于構想更遙遠的未來的企業,一定不會走出“跟隨者”的桎梏。而現在,Micro LED光芯正在提供的就是一種“蟲洞”般穿越到未來的可能!