Micro LED | MOVCD、封装机的需求增加，带动量产设备的需求
CINNO Research 产业资讯，Micro LED 作为新时代的显示技术，备受瞩目。就其生产方式来说，无论是采取生产红、绿、蓝（RGB）并封装UV LED 芯片的方式，或在同一个晶圆上单色制作一种颜色并将这一颜色转换成RGB的方式，或使用完全不同的生产方式，达到量产都还有很多困难需要克服，但是生产设备方面的业务却逐步朝着商业化方面发展。我在此总结了Micro LED设备方面的业务情况。
MOCVD方面的业务集中在两家公司
MOCVD（Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀）设备是生产LED芯片发光层不可或缺的重要设备，但是，Micro LED的芯片尺寸极其微小，仅有几十um，是一般LED的1/100左右，所以生产芯片后的分级（Binning）和分拣（Sorting）极其困难。为此，有必要尽可能地把晶圆（Wafer）的波长和发光强度做到均匀，如果可以实现，Micro LED的良率就会提高，价格也会降低。
从这个角度来看，引领Micro LED市场的MOCVD设备方面的业务集中在德国的Aixtron和美国的Veeco Instruments两家公司。
Aixtron不仅致力于蓝色、绿色的GaN基LED设备，红色AsP基LED的MOCVD的市场份额也非常高，并且具有优势。Aixtron已经获得了GaN基方面的“AIX G5+ C”、AsP基方面的“AIX 2800G4-TM”的订单，总部位于瑞典的Micro LED投资公司glo的美国法人glo-USA首先向其订购设备，后来也从力求实现量产Monolithic GaN on Silicon Micro LED的英国公司Plessey Semiconductors、Play Nitride(錼創科技股份有限公司,正在建设全球首例Micro LED芯片专用量产工厂)获得了订单。
另一方面，Veeco在量产绿色LED专用的MOCVD设备方面占有极高的市场份额，并且正在大力促进与Micro LED企业的联合开发，例如德国的ALLOS Semiconductors、加拿大的VueReal都有合作。
其中，与德国的ALLOS Semiconductors共同发布说，已经成功开发了用于Micro LED的GaN on Silicon Epitaxial Wafer技术。通过使用Veeco的MOCVD“Propel”提高了200mm Epitaxial Wafer(磊晶晶圆、外延片)的技术水准，把每个晶圆的平均波长偏差控制在1.21nm，峰值（Peak）波长成功地控制在±0.5nm。作为行业追求的目标值，Epitaxial Wafer(磊晶晶圆)的波长为±1nm、Bin为±4nm，然而两家公司共同开发获得了平均波长偏差为0.85nm的最佳晶圆（Best Wafer）。
德国的Aixtron 的MOCVD设备“AIX2800G4-TM”（图片出自：电子Device 产业新闻）
质量传输(Mass Transfer)方面的“主角”是FC Bonder厂家
单独生产RGB和UV芯片，并把它们用于像素来生产显示屏的话，面临的挑战是如何确立技术和设备来大批量、高精度地封装尺寸只有几十um的极小LED芯片。作为芯片的“批量转移方法”，当前最接近实用化的是一种被称为“质量传输(Mass Transfer)”的技术，总之就是批量倒装芯片（FC,Flip chip）工艺。
当形成Micro LED的发光层时，仅剥离来自底层基板（如果是蓝色绿色、UV的话，就是蓝宝石“Sapphire”、硅、SiC、GaN等；红色的话就是GaAs）的发光层，并且作为薄膜芯片封装在显示屏基板上。为此，质量传输(Mass Transfer)方面占优势的企业中有很多是FC Bonder厂家，虽然还没有迄今为止的出货实绩，但是在日本国内的Toray Engineering（东丽工程株式会社）、Shibaura Mechatronics Corporation（芝浦机电株式会社）、TDK（东电化），以及海外的K&S（Kulicke & Soffa，库力索法）、ASM Assmbly（德国先进装配系统有限公司）等都在进行开发。一般认为当前的单次可传送芯片数量约为5,000-10,000片（根据显示屏的尺寸、像素不同而不同），并且需要进一步再提高传送数量。
2018年9月K&S宣布称，通过与从事于开发Mini & Micro LED的美国投资企业Rohinni合作，开发了一款用于Mini LED的封装解决方案——“PIXALUX”（也就是Bonding设备），而且客户已经开始评估此设备。PIXALUX可以兼容Mini & Micro LED的超小型Die，通过超高速配置头（Head）设计，提高了产量和良率。通过在多个类型的基板上高精度地配置LED和IC、配备10个对应晶圆载具（Wafer Carrier）的料盒（Wafer Magazine）、一步式（One Step）自动晶圆装载（Wafer Loarding），使用起来极其方便。
两家公司在2018年5月建立了合作伙伴关系，并一直致力于研发。据说Rohinni拥有一种独自研发的封装技术，在消费电子方面利用此技术可以在精度为±10nm的情况下良率达到99.999%，这比当今的芯片取放技术（Pick and Place）要快3-5倍，Rohinni与加拿大的车载产品厂家Magna International合作在美国密歇根州的Holly成立了车载照明的合资公司“Magna Rohinni Automotive”，据说这家合资公司也将使用“PIXALUX”。
单一成形(Monolithic)方面晶圆贴合也有需求
单一成形的Micro LED方面，晶圆贴合设备的需求逐渐增长，Plessey Semiconductors向奥利地的EV集团（EVG）下了晶圆贴合设备“GEMINI”的订单。
Plessey Semiconductors为了实现单一成形（Monolithic） GaN on Silicon Micro LED的量产，于2018年9月与持有 Silicon Backplane（硅驱动线路，硅背板）技术的Jesper Display（JDC,台湾新竹市）建立了战略伙伴关系。Plessey的目的在于通过利用JDC的硅背板驱动来实现在GaN on Silicon 晶圆上制造Micro LED显示屏。预计GEMINI将被用于Micro LED阵列（Array）和背板的贴合。GEMINI配备了已持有专利的Smart View NT自动贴合校准（Alignment）技术，可以实现高精度的晶圆贴合（Wafer Bonding）。最大可以处理300mm的晶圆。
EVG的晶圆贴合设备“GEMINI”（图片出自：电子Device 产业新闻）
V-TECH通过自主研发的技术获得订单
如上所述，一部分企业在不断刷新现存半导体、LED生产技术的同时，也在继续优化Micro LED的量产，然而，也有设备厂商在创造新的生产工艺。其中的代表就是V-Technology（简称V-Tech）。
关于V-Tech的新工艺在本栏目的第281回的“Micro LED 显示屏，V-Tech新技术”（https://www.sangyo-times.jp/article.aspx?ID=2852）中有介绍。另外，V-Tech在2018年9月公布说，已经获得了Laser Lift Off（LLO、把LED薄膜发光层从底层基板上剥离）设备和LED移动设备的订单，LLO设备采用了V-Tech独自研发的技术，是专门用于柔性Micro LED显示屏的。此次技术开发也得到了Nitride Semiconductors株式会社（Micro LED业务由子公司Micro Nitride负责）提供的UV Micro LED芯片支持，期待他们今后更进一步的技术发展。
如果能够实现，将是新时代FPD设备的主角
假设用Micro LED实现了4K显示屏，4K=830万像素*RGB Sub Pixel，那么就必须准确地封装大约2,500万个芯片。如果是超过100英寸的大型显示屏，芯片的封装间距（Pitch）可以不是那么严格，如果在电脑、智能手机的屏幕上实现4K的话，封装难度将更高。
由于预测到如此高的生产难度，很多专家认为Micro LED显示屏“不现实”，如果能够量产的话，半导体生产设备将会成为新一代的FPD生产设备。虽然难度比较高，但我们非常期待设备厂家可以开发更高的技术。
Micro LED相关的设备订单及共同开发项目
电子 Device 产业新闻调查。（图片出自：电子 Device 产业新闻）
（来源：电子Device 产业新闻/编译：Sammy）
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