台企半导体和民营半导体怎么选择

台企半导体是要比民营半导体好一些。

因为台式是专门研究开发这类台式半导体的，在领先的工艺节点方面，台湾半导体是无可争议的领先铸造市场领导者。

台企在半导体产业链关键环节占据近乎垄断的地位,起源于台积电在上世纪80年代末开创的芯片代工模式。

台工研院携手 LED 驱动 IC 厂聚积 科技 、PCB 厂欣兴电子与半导体厂錼创 科技 ，四方合力研发的次世代显示技术微发光二极管（Micro LED）又有新进展。继去年展出全球第一个直接转移至 PCB 基板的 Micro LED 显示模块后，时隔一年再公开的合作结晶成功实现了「RGB」全彩，但小小一块板子背后所要解决的技术问题尽是挑战。

红光良率不比蓝绿，弱化结构更是难题

Micro LED 技术谈了好多年，众所周知这是一门需要颠覆传统制程、牵涉产业领域甚广的破坏式创新技术，各个技术环节对领域专家而言都有不易突破的瓶颈。去年台工研院与三厂合作开发的被动矩阵式驱动超小间距 Micro LED 显示模块，成功将 Micro LED 阵列芯片直接转移到 PCB 基板，只是RGB 全彩独缺红光。经过一番努力，今年总算是让红光「亮」了相。

有别于先前 6 cm x 6 cm 的 Micro LED 显示模块，间距（Pitch）小于 800 μm、分辨率 80 x 80 pixel，新版模块尺寸为 6 cm x 10 cm，间距约在 700 μm 以下、分辨率 96 x 160 pixel，LED 芯片尺寸则同样在 100 μm内。从前端制程到后端转移，台工研院电光所智能应用微系统组副组长方彦翔博士提到两大技术难题，一是红光芯片利用率与良率不足，二是「弱化结构」。

2018 年所展出的超小间距 Micro LED 显示模块独缺红光，间距小于 800 μm、分辨率 80 x 80 pixel

2019 年新版 Micro LED 显示模块成功达成 RGB，间距约 700 μm以下、分辨率 96 x 160 pixel

「以芯片利用率和良率来看，红光还是问题，」方彦翔以 4 英寸 LED 晶圆为例指出，晶圆扣除 2 mm 外径后，可用区域的良率在单一标准值下或许可达 99％，也就是单看波长（Dominant Wavelength，Wd）、驱动电压（Forward Voltage，Vf）或反向漏电（流）（Reverse Leakage (Current)，Ir）；但若三项数值标准都要兼备，整体良率很可能不到 60％，尤其红光受限于材料与特性，或许连 50％ 良率都未必能达到。

光看可用区域的良率并不够，方彦翔表示，Micro LED 制程下需要针对转移的面积去定义良率。简单来说，假设巨量转移模块的转移面积是 6 cm x 3 cm，就表示在该矩形区域（block）里的 Micro LED 阵列芯片都必须符合前述三项良率标准，不能有坏点才能进行转移，也就是说整片晶圆里可能只有某个特定区块符合所有标准，良率不够稳定导致能转移的区域少、整片利用率也大幅下降。以目前产业最顶尖的技术来说，晶圆芯片要做到超高均匀度都还有很大努力空间。

红光受限于材料与特性，良率比蓝光、绿光相对更低

不仅 Micro LED 红光良率有待改善，具有弱化结构的 Micro LED 更是难求。

弱化结构是巨量转移成功与否的一大关键。方彦翔说明，Micro LED 芯片在制程阶段得先跟硅或玻璃等材质的暂时基板接合，再透过雷射剥离（laser lift-off）去除蓝宝石基板，接着以覆晶形式将原本的 LED 结构翻转、正面朝下，并使 P 型与 N 型电极制作于同一侧，对于微缩到微米等级的 Micro LED 来说又更具难度。

为了让 Micro LED 在巨量转移的吸取过程中，能够顺利脱离暂时基板又不至破片，因此得在 LED 下方制作中空型的弱化结构，也就是以小于 1 μm 的微米级柱子支撑。当转移模块向上吸取 LED 时，只要断开柱子便能将 Micro LED 脱离暂时基板，再转移下压至 TFT 或 PCB 板上，但这一步骤也考验 LED 本身够不够强固、承受压力时是否仍能保持完好，而红光比起蓝光和绿光相对更脆弱易破，加上 PCB 板粗糙度（roughness）较大、上下高低差大于 200 μm，稍微施压不当就可能降低红光转移成功率。

至于玻璃基板则因为粗糙度没有 PCB 板来得大，Micro LED 转移难度也相对较低。去年台工研院便展出过一款 6 cm x 6 cm、间距约 750 μm、分辨率 80 x 80 pixel 的 Micro LED 透明显示模块，所采用的就是超薄玻璃基板，技术上成功实现了 RGB 三色；而今年所制作的新版 Micro LED 透明显示模块，尺寸为 4.8 cm x 4.8 cm，间距约 375 μm、分辨率 120 x 120 pixel，明显比前一款的显示效果更为细致。

2018 年版 Micro LED 透明显示模块，间距约 750 μm、分辨率 80 x 80 pixel

2019 年版 Micro LED 透明显示模块，间距约 375 μm、分辨率 120 x 120 pixel

聚焦三大应用：电竞屏幕、AR、透明显示器

Micro LED 具备高亮度、高效率低功耗、超高分辨率与色彩饱和度、使用寿命较长等特性，在电竞屏幕（Gaming Monitor）、扩增实境（AR）、透明显示器等应用领域，要比 OLED、LCD 更能发挥优势，而这三大应用也是台工研院最为看好也正积极发展的方向。

以电竞屏幕应用来看，方彦翔提到目前市场上虽然已有次毫米发光二极管（Mini LED）技术切入，但始终是做为显示器背光，Micro LED 则可直接做为 pixel 显示不需背光源。相较于 Mini LED 或同样为自发光显示技术的 OLED，Micro LED 对比度更高更纯净、显色表现也更佳，在最关键的刷新率表现上也优于 OLED，而且无烙印或衰退问题，未来在高端消费市场的发展潜力相当可期。

台工研院 Mini LED 显示模块采用 PCB 基板，模块尺寸 6 cm x 6 cm、间距小于 800 μm、分辨率 80 x 80 pixel

提到 Micro LED 应用于 AR 的发展机会，方彦翔已不只一次表达过正面看法。他认为 Micro LED 有机会在 AR 领域发展为显示光源主流技术，但就技术而言还有很多难题有待克服，除了 Micro LED RGB 三色良率和效率问题需要重新调整外，若以单色 Micro LED 结合量子点（QD）色转换材料的方式，也还有其他问题存在。

而且，AR 成像目前遇到的问题为系统光波导（Optical Waveguide）吸收率极高，因此若要在系统要求的低功耗前提下，Micro LED 所需要的亮度将高达 100 万 nits，别说 Micro LED 现在还很难做到，连技术成熟的 OLED 和 LCD 都无法达到，更何况 AR 画素密度约 2,000 ppi 以上，间距在 12.8 μm 左右，单一子画素（Sub-pixel）必须微缩到 4 μm 以下，Micro LED 若以传统制程进行制作，效率将大幅下降，在一定功耗要求下，光要达到 10 万 nits 就已经非常困难。

「所以 LED 小于 10 μm 以后，亮度就是另一个世界，」方彦翔说，「要提升 LED 在 AR 上的效率，就必须从半导体的结构和制程去改变，要有突破才有办法达到」。尽管 AR 应用可能还需要五年才有机会实现，但他认为这确实是台湾地区可以发展的 Micro LED 利基市场。

至于台工研院所开发的透明显示器采被动式无 TFT，主要以 3 到 4 英寸模块拼接形式，聚焦车载和被动式应用。提到透明显示器车载应用，方彦翔指出，OLED 透明度虽然可达 60％ 到 70％，但分辨率难做高；Micro LED 透明度可达 70％ 以上，显示也相对更清晰。目前台工研院正与厂商进行产品试做，也会持续发展有关应用。

方彦翔直言，Micro LED 就技术开发来说还需要一段时间，若朝 OLED 和 LCD 现有市场发展替代应用已经太晚，也不一定会有竞争优势，加上良率有限、成本难降，要跟技术成熟的 LCD 和 OLED 竞争并不容易。但他相信，OLED 或 LCD 达不到的技术就是 Micro LED 的机会，尤其电竞屏幕、AR 和透明显示器等高技术门槛的利基应用，或许可为台湾地区发展 Micro LED 的路上亮起希望。

“6月4日，中国台湾半导体封测龙头企业京元电子发布公告称，因为疫情影响，公司开始全面停产48小时。”

而事实上台湾疫情急剧恶化，停产48小时的确是“天真”了！

01

半导体“最后一里路”

台媒称，京元电子从事的业务是半导体行业的 “最后一里路” ，其客户几乎都是全球重量级的芯片大厂。

半导体制程就是由 设计、制造及测试、封装 等几个步骤组成。

芯片封测 位于产业链下游，顾名思义， 半导体封测主要包括封装和测试 ，其中封装是指将通过测试的晶圆加工得到独立芯片的过程，测试是检测不良芯片，包括封装前的晶圆测试和成品测试。

所以半导体行业的“最后一里路”也就是指芯片的封装测试环节。

02

据调查，京元电子目前身为全球市占率3.7%的第8大封测厂，主要客户是联发科、英特尔。发生疫情后，该公司预估影响其6月营收及产能达30-35%。

联发科表示，京元电在疫情爆发后的停工计划对6月营收将会有部分影响。

但大型芯片设计公司通常有较多的测试合作厂商，完全可以将同产品改到其他合作厂测试。

所以台媒称 京元电子染疫对现阶段全球半导体产业的影响轻微， 对于京元电子相关供应链，包含大客户联发科、英特尔的影响不大。因为后者会寻找其他封测供货商以分散风险。

那么疫情引发的再一次“芯片荒”，当真没有对半导体供应链产生任何影响吗？显然不是。

多家大厂停产，全球缺芯愈演愈烈

显然受疫情影响的并不仅仅是京元电子，在京元电子之后，又爆出 超丰电子 也有外劳染疫。

台湾半导体产业陷入僵局，而另一边作为 “半导体封测重镇” 的马来西亚，其半导体企业进入停工、停产状态。

然而马来西亚由于疫情加重，只能实施全国范围的“封锁”，其半导体工厂也被要求保留在生产线的员工不能超过20%，以保证最基本产能。

但有市场人士表示，现在马来西亚目前的封测产能几乎为0。

目前半导体行业已经极为脆弱，行业新一轮涨价、“缺芯”潮的情绪也日渐浓重。

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“中国芯”崛起

在世界饱受疫情影响的情况下，唯有中国凭借强悍的治理能力和应对能力，保证了国内生产制造的稳定，让其供应链不会因为疫情遭受太多影响。

今年以来，国产芯片厂商的订单都非常充裕，许多国产半导体设备公司的订单也爆满，产品交货期普遍延长。

有业内人士表示称，部分海外半导体制造及设备厂商无法正常生产， 促使晶圆厂、封装厂加大在国内的采购。

虽说全球芯片产业链转移的难度极大，但目前已经出现明显的转移趋势。

近日，中国 科技 大学郭光灿院士团队也传来好消息： 中国光量子芯片取得重大技术突破 ！

随着国内半导体制造的规模与建厂加速，我国的半导体产业有望迎来发展浪潮！

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