LED应用的圣杯：百万级像素化照明

    近日，国内著名LED产业链企业国星光电白光器件事业部销售部总经理王华，在与有关媒体交流时透露，国星光电车载LED事业部已经在配合重要客户开发具有投影功能的数字化大灯和百万像素大灯的光源！

    近年来，像素化的车载照明应用已经成为LED行业新的发展热点。例如，2023年国星光电推出了Micro  LED数字光源产品，其像素点高达52,800颗，像素间距为30μm。目前，像素级LED照明产品普遍拥有万到十万级别的像素点集成量。而突破百万像素量，将是下一代产品“迎接竞品挑战”的关键。

    万级像素大灯，先进却干不过竞品

    车载照明系统目前主要包括LED氛围灯和前大灯主照明等产品。其中，主照明产品对亮度要求极高。LED大灯用于主照明前灯，主要采用非像素化方案。因此，其交互功能、智能辅助功能不足。

    而DLP投影技术的车载前大灯，则能保持高光效的基础上，轻松集成高清、全高清像素规模，达到投影照明与画面显示一体化效果。例如，智己LS7等车型的DLP前大灯，两颗一共为260万像素，能够在导航时向路面投射清晰的指引标识。——这让目前像素化的LED大灯系统，虽然是先进的新技术，但在具体性能上却比不过“古老的DLP”投影系统。

    不过，相对于车规级DLP投影大灯，LED像素灯在万点像素量上，渴望通过产业链规模支撑和更为精简的产品架构，实现成本优势：

    据悉，DLP投影系统核心光阀是CMOS控制电路上的微机电投影镜片。而Micro  LED像素化大灯，则直接在CMOS控制电路上集成Micro  LED光源芯片。后者是控制和照明一体化产品，而DLP体系则是照明和控制光阀两重体系。LED像素化大灯的简洁的结构，更有利于降本增效，推动市场普及。

    但是，显然像素化的LED大灯不会甘心于“做低端补充”。因此，提升像素规模，向百万像素技术研发升级，将成为其“必然方向”。

    百万像素LED照明系统，真正的珠穆朗玛

    对于超大规模的像素化照明产品而言，CMOS控制电路和Micro  LED像素芯片都是成熟度较高的技术。但是，将二者结合在一起，满足高性能，则是一个全新课题。

    首先，作为照明体系中的一员，例如车载大灯，本质还是“点光源”。这就要求LED数字大灯的光源要在很有限的面积上，集成大量的像素颗粒，乃至百万级。通常，这个有限面积在0.X英寸上。更小的集成面积，也是节约CMOS控制电路成本的关键之一。

    第二，作为照明应用，尤其是车载照明，LED像素大灯必然是高亮度产品——这与AR和VR应用上，CMOS+Micro  LED的组合技术形成了巨大区别。AR产品上往往要求“更小的体积”，极高的像素，但是总亮度功耗有限。车载大灯虽然在体积上有一个数量级的放宽，但是在亮度上却需要百倍增加，一般需要达到数十个百万nit的亮度。

    第三，只有实现更高像素规模，例如百万级、乃至数百万级的LED像素照明应用，才能和DLP产品一较高下，也才能在更广阔的市场获得“潜在需求”。即未来照明倾向于“显示+照明”一体化。照明灯具同时也是大型投影显示产品，可以实现更好的环境沉浸应用和附加价值升级。业内预计，如果实现“照明+显示”一体化，LED灯具产品的价格将从几十元、几百元为主，向主灯普遍数千元起步转变。甚至，照明产品会成为“家庭多媒体中心、视听娱乐主角”（传统彩电都要为之瑟瑟发抖）。

    硅基微显示精度高、面积体积小、像素集成总量大密度高、亮度水平高，轻松达到数千流明……LED像素大灯的未来是这样一条路径。这条路径不仅继承了LED产业“最新技术”，而且在很多方面自相矛盾：特别是小体积与高像素量、高亮度的矛盾格外突出。

    恰因如此，LED像素大灯的研发可以产生众多新型专利技术，形成知识和技术壁垒。其已经成为LED照明和显示两个应用的交叉学科，并成为行业内领先企业“差异化赛道”的重要方向、亦是另一些创新性科技公司的“新目标”。——业内人士指出，对于LED照明产业链而言，未来能不能在像素化照明上占据一席之地，即将成为企业实力分层的关键市场标志。

    “世界上有两种登山者。一种是攀登珠穆朗玛的顶级职业玩家；另一类是登山休闲型的业余玩家！像素化大灯就是LED照明这个行业的珠穆朗玛！”

    前景诱人，厂商扎堆而入

    百万级像素LED大灯系统能做什么？答案远远不止于汽车前灯系统。包括车载HUD也可以应用百万级像素LED照明引擎；居家的投影电视大屏、驴友的户外大屏也可以采用这一技术；传统照明产品亦可以因此而进行高度氛围化数字化改造……这一产品设想虽然高度极限化、技术难度非常高，但是因此其“可及的市场”亦无比广阔。

    亦因为如此，像素化LED照明产品吸引了众多厂商参与：例如，三安光电子公司安瑞光电基于Mini/Micro  LED的像素化照明的星环灯已完成设计开发并向市场推广；像素化矩阵前照灯已导入顶级车型上应用；水晶光电智能像素大灯项目尚在定点研发阶段，其将积极推动研发项目向量产项目转化；马瑞利与ams OSRAM共同为最新款途观L Pro打造单侧照明达到25,600像素的IQ.Light高分辨率LED智慧投影大灯；2023年10月，数字光芯成功调试并点亮首颗Micro LED硅基驱动汽车像素大灯芯片，像素超过16万个；年初芯元基GaN像素点Micro LED车灯芯片亮度再获提升……

    传统LED芯片企业、传统照明厂商、车载电子厂商、硅基显示创新企业等不同来源的企业在Micro  LED数字大灯产品线上已经会师——但是，这还不是这一产业的全貌：除了硅基CMOS+Micro  LED的路线组合外，玻璃基TFT+Micro LED也是另一种路线可能。

    例如，深天马已经实现400+PPI的英寸级别玻璃基 Micro  LED显示原型产品展示；长虹正在开发基于Micro  LED技术的新体制“投影显示”系统，据悉其自发光光阀将基于玻璃基TFT与Micro  LED的技术组合。……采用玻璃基板的好处是，比较硅基CMOS成本更低。劣势是无法像CMOS那样小型化。即玻璃基板TFT电路密度不及硅基CMOS。

    但是，如果照明本身不是在0.X级别芯片尺寸上发展需求，而是可以适应1-5英寸的大个头芯片，那么玻璃基的成本优势就是“天然”的。且因为照明芯片尺寸更大，其也就更容易实现更高的总体亮度输出和更高的像素量集成。——另一面，传统硅基芯片也在发展玻璃基扇出封装技术。这也表明，玻璃基板在未来像素化照明LED产品上的可能前景。

    “成像亮度2000-3000流明、全高清、体积只有手掌大、功率10W级别、内置电池成像续航超过8小时……这样的设备能实现吗？”——未来百万像素级的LED照明芯片将给我们“震撼的答案”！