镭昱庄永漳：2027年AR眼镜将迎来临界点，轻智能信息提示类会率先起量丨映见

创业是一场孤独的旅程，人们很容易看到台前的光鲜，但领导者的真正工作，往往隐匿在聚光灯背后。在无数个转辗反侧不为人知的日夜，那些决定咬牙坚持的瞬间，那些独自做出的成千上万个决策，才让他们翻越重重困难，走向心中的应许之地。

2012年，谷歌推出google glass，该产品虽未持续发展，却对AR眼镜行业来说具备着划时代的意义。

而后十多年间，创业者前赴后继，行业波动前行。

近期，在度过了一段时间的低迷期后，AR眼镜行业迎来新拐点。仅在过去一个月的时间中，大厂、高校、初创公司便均有新产品的推出：9月25日，Meta发布了一款新的AR设备；10月23日，东南大学推出全球首款偏振体全息光波导AR眼镜“云雀”‌；10月28日，雷鸟发布新产品Air 3，售价仅为1699元。“全民AR时代”似乎已经拉开序幕。

这背后离不开技术所赋予的产品显示效果、体积、成本等各个层面的突破。从至关重要的光学显示技术来说，AR光机的最终方案Micro-LED近两年来也有了诸多破局者，镭昱半导体（以下简称“镭昱”）便是其中之一。

镭昱成立于2019年，致力于开发高性能、高量产性的全彩Micro-LED微显示屏，为AR眼镜打造理想的全彩微显示解决方案。自2019年在硅谷发布首款单片全彩Micro-LED微显示芯片以来，镭昱目前已基于8英寸半导体工艺开发出多款全彩Micro-LED微显示产品，包括2023年于美国SID显示周发布的0.11英寸和0.22英寸全彩微显示屏。近期更是推出了量产级全新微显示系列——PowerMatch®️ 1全彩Micro-LED微显示屏，在亮度和色彩效果方面实现了大幅提升。

融资方面，2023年12月，镭昱完成Pre-A3轮融资，由华映资本领投，三七互娱及米哈游跟投；此前镭昱还曾获得韦豪创芯、瑞声科技、源码资本、高榕资本、耀途资本等产业资本及知名投资机构的投资。

Micro-LED

AR眼镜光源最终方案

根据群智咨询最新报告《2024-2029年全球XR行业深度研究报告》，预计2024年全球AR头显出货量显著增加至80万台，同比增长约63%，2025年全球AR头显出货量有望达到130万台，增长的主要动力来自消费级AR眼镜市场的积极扩张，2027年有望成为行业发展“奇点”。

镭昱创始人兼CEO庄永漳持有同样的观点，在他看来，基于Apple和Meta等头部企业的行业推动与相关硬件发展的情况，2027年左右AR眼镜的市场机会将迎来临界点。“但Meta Orion产品所主张的元宇宙形态的AR眼镜，由于硬件过于复杂，会带来极高的生产成本，短期内很难推广至消费电子领域，偏轻智能的信息提示类AR眼镜会率先起量。”

但在最初对Micro-LED展开研究时，庄永漳、甚至是行业内几乎都还没有人预知到Micro-LED微显示屏最有前景的应用场景会是AR领域。

根据LED间距的大小，LED可分为常规的LED、Mini-LED以及Micro-LED。常规的LED边长可以超过100μm，LED芯片尺寸比较大，拥有足够的亮度，能够满足照明、超大尺寸显示屏的需求。Mini-LED间距在50μm-100μm之间，主要用于小间距LED大屏以及液晶显示背光模组，能够动态分区调光使液晶显示的亮度、对比度更高，降低功耗。Micro-LED间距小于50μm甚至低于1μm，正朝着高分辨率中大屏以及微型显示屏两个方向快速突破。

庄永漳自研究生学习时期，便开始了对Micro-LED的研究。2002年，庄永漳本科考入香港科技大学；2005年，其开始在该校攻读硕士与博士学位，师从电子及计算机工程学系资深教授刘纪美院士。刘纪美是美国工程院、香港工程科学院院士，IEEE、 OSA 、CSR会士，也是国际Micro-LED方向的标杆人物。

庄永漳回忆，十几二十年前，大部分LED方向的企业都是研发生产照明芯片（这种芯片直径相对较大，介于300μm与1mm之间），之后，大功率的LED进入产业化阶段，企业层面的竞争更多是对于LED性能的进一步提升与成本的降低，学界对其已几乎不再关注。而将LED进一步缩小化的Micro-LED，反而因为可能会突破照明场景、存在更多应用空间，受到不少关注。

Micro-LED显示技术路线分为两种，一种是巨量转移，另一种是单片集成。两大技术各有优势以及适用领域，巨量转移技术的Micro-LED关键尺寸受转移设备限制，同时转移效率、良率会比较受限，适用于例如中低像素密度的背光模组以及大屏显示，资金需求极高、技术壁垒中等且分散，需要企业具备极强的产业整合能力，一般为巨头入场；单片集成技术是全流程半导体工艺制造，通过半导体集成方式将Micro-LED集成到一个硅基芯片的表面，关键尺寸由光刻机定义，更适用于高分辨率高像素密度的微显示，技术需求高且集中，资金需求中等。显然，后者是更适配于镭昱创始团队的方向。

而一直到庄永漳读博期间，团队才逐步看到AR眼镜会是Micro-LED未来比较核心的应用方向。“当时我结识了美国高平公司（Kopin，全球领先的新型可穿戴技术和模组开发商与供应商）的亚太区总经理，他告诉我高平主要将LCD微显示屏应用至美国军方的头盔上，当看到我们在做的Micro-LED微显示技术后，他觉得这种微显示屏会成为未来眼镜的核心器件。”

AR眼镜的光机应具备亮度高、体积小、成本低的特点。过往，LCOS和DLP方案属于较为成熟的光机方案，但因为属于反射光源发光，光源体积较难压缩；Micro OLED过低的亮度使其在AR最终方案中早早出局；LBS因为是扫描式结构，所以均匀性、鲁棒性都较差，客观上限制了体积缩小和成本降低的能力，未来在升级迭代中要克服的困难较多；而Micro-LED属自发光，光电转化效率高，体积小、亮度高、功耗低、响应时间短，且由于其使用标准半导体工艺，在迭代和量产方面天生有优势，故非常适合于成为AR光机。

但具体的光效也会受键合方式所影响，传统单片集成Micro-LED所采用的倒装键合方式，这种方式下，Micro-LED与背板可以分别制作，但存在键合对准精度要求高、键合尺寸受限、键合良率低、光串扰严重等问题，无法实现超微像素尺寸。

而这仅仅只是Micro-LED微显示屏走向AR眼镜所面临问题的冰山一角。更微型化、更高光效、更高分辨率、全彩化、可量产，每个都如同一座巨山，等待镭昱创始团队跨越。

近二十年技术积累迭代

“死磕”单片全彩Micro-LED

近20年的时间中，围绕着更微型化、更高光效、更高分辨率、全彩化、可量产几个目标，镭昱创始团队不断对技术路线进行调整与创新。

“全彩化”是镭昱最初的锚点。站在今天来看，这依旧是个十分有前瞻性的选择，因为时至今日，虽然全彩化已经取得了一些进展，但单绿色依旧是大部分搭载Micro-LED AR眼镜产品所采用的方案，屏幕颜色显示的局限限制了设备应用场景的进一步拓展。

在Micro-LED全彩化之路上，目前有几种方案：三色合光方案，即使用三块R、G、B单色Micro-LED屏幕进行合光从而实现全彩显示，然而受限于成本、体积影响，该方案注定也只是过渡选择。另外一个方案便是单片全彩，这也是业内普遍认为的Micro-LED微显示的“终局”。

而围绕单片全彩又有多种不同解决方案，比如垂直堆叠、色彩转换等，从可量产的角度出发，镭昱选择了量子点色转换方案。该方案是在单色Micro-LED（一般为蓝光）像素阵列上叠加量子点材料，由于量子点具备光致发光的特性，不同尺寸的量子点会发射不同颜色的光，因此可以通过蓝色背光层+红绿色量子点膜的方式实现色转换，而且量子点的吸收和转换效率很高，实现高亮度的同时，保证了高色纯度。

2011年团队开始进行量子点技术的开发，彼时，团队恰好得知台湾交通大学拥有喷墨打印机，便与对方开展合作，由团队先做出UV光的LED，继而使用喷墨打印红绿蓝三色的量子点，形成全彩的显示。

2014年团队发布了业界第一款采用量子点喷墨打印技术做出的全彩Micro-LED微显示芯片；2015年团队已经将芯片直径缩短至15μm。但该技术路线存在诸多弊端：由于喷墨打印所需喷头的大小会影响量子点墨水在Micro-LED像素上的尺寸，打印机的对准精度也同样影响芯片良率，所以该技术路线很难实现量产；对准精度低、线宽难控制，连续量子点胶造成单色光串扰，对比度低；无法做小尺寸显示。

于是，自2016年起团队便开始发力于精度、光效以及生产效率更高的量子点光刻方案。该方案利用专有合成配方溶解及保护量子点于光刻胶中，通过标准的光刻工艺实现适配GaN蓝光Micro-LED高分辨率、高光效的量子点颜色转换膜层，通过蓝光激发红绿量子点，从而达到芯片全彩化；除此之外，该技术可以有效解决原生红光光效及亮度问题，使全彩芯片整体亮度产生质的提升；中间无需任何特殊设备支撑，更适合量产。

具体来说，在光效层面，与传统使用微透镜、发散光转为聚光的路径相比，该路线微准直结构与Micro-LED阵列结合、基于传统的半导体设备和工艺可在晶圆级别实现光准直效果，增强光效；对比度层面，晶圆级隔离结构，降低串扰的同时增强对比度，最大化提升显示质量。

同时，随着相关材料的发展，团队也逐渐创新了键合技术。当前其采用大尺寸晶圆级键合技术，将8英寸GaN外延片与8英寸CMOS驱动晶圆键合，键合过程中无需对准。外延发光层整面转移到CMOS驱动晶圆后，基于CMOS驱动电路的标记，完成蓝光Micro-LED的像素阵列定义。除了解决传统倒装技术的对准难、良率低等瓶颈问题外，还可以避免蓝宝石衬底Micro-LED与硅基CMOS高温键合时的应力、裂伤、电路失效等问题。

2019年，团队在硅谷发布了全球首款基于量子点光刻技术的单片全彩Micro-LED微显示芯片。市场的缺口与技术的创新催化了镭昱的诞生。

频频刷新记录

量产时代已至

成立五年来，镭昱已基于8英寸半导体工艺开发出多款全彩Micro-LED微显示产品，包括2023年于美国SID显示周发布的0.11英寸和0.22英寸全彩微显示屏。该系列微显示屏除了具备超小尺寸的优势外，还实现了超过10万尼特的亮度和98%的DCI-P3色域覆盖率，Micro-LED像素密度高达7200PPI，刷新全彩Micro-LED微显示屏尺寸和像素密度记录。

最新PowerMatch®️ 1系列新品屏幕尺寸为0.13英寸，全彩分辨率为320×240（Micro-LED分辨率为640×480），色彩表现已达到了超100%水平（DCI-P3)。值得一提的是，PowerMatch®️ 1系列在低功耗的同时实现了亮度的大幅提升，目前峰值全彩亮度达到了25万尼特，且该新技术架构具备极大的性能提升潜力。

“轻量化、高亮度、全彩显示、持久续航是未来AR眼镜走向消费端的必然需求。”庄永漳表示，光学显示器件的技术路线不仅关乎AR眼镜的整体显示效果，更是直接影响着AR眼镜的续航能力、外观设计及用户体验。“全天候AR眼镜发展非常关键的一部分便是在亮度提升的同时降低眼镜功耗，来延长待机时间。”

为了提升最终的显示亮度与质量，镭昱在工艺与结构上持续做了很多迭代。据庄永漳介绍，在蓝光激发量子点的技术路线中，蓝光本身的发光亮度、量子点的转换效率、蓝光的吸收效率等三个因素会对最终显示质量与亮度产生影响。针对这三方面，镭昱做了诸多尝试：

第一，为了提升蓝光本身的发光亮度，镭昱首先找到了最合适的供应商提供蓝光的原材料，同时不断对工艺流程进行优化；

第二，关于量子点本身的转换效率，由于镭昱所采用的技术是用量子点光刻的方式将量子点直接在Micro-LED像素表面做图形化处理，如何将光刻胶高精度的优势和量子点高光效的优势合理结合在一起至关重要。镭昱对量子点光刻胶配方持续进行更新迭代，以实现最佳平衡点；

第三，将量子点置于 Micro-LED表面时，不同的芯片结构带来的光学损耗不同，镭昱对芯片结构不断调优从而最大程度提升蓝光的吸收和转换效率。

未来镭昱还将围绕这三个层面做进一步优化。

除了显示层面的提升，PowerMatch®️ 1系列的最大意义在于——展现了镭昱在量产层面决心与能力。镭昱团队一直认为量子点光刻技术是全彩Micro-LED微显示量产可行性最高的技术路线，PowerMatch®️ 1是镭昱首颗可以全面量产的芯片。量产级别的产品通常需要具备通用性强的接口，如MIPI和QSPI，PowerMatch®️ 1系列显示模组同时支持这两种接口，提升了产品对各种硬件的兼容性，适配下游客户多样的产品定义，开发成本下降。

随着量产时代的到来，未来Micro-LED微显示的应用方向还将有：在3D打印领域，替代UV LCD或DLP方案，助力客户降本增效；在车载显示领域，相较于LCD，Micro-LED可使外环境显示更加清晰；在微投影领域，可使投影设备的外观更加小巧轻便。

“相比于其他的半导体芯片只能通过测试看到一些数据，Micro-LED能从芯片变成一个显示屏，且能被肉眼看到显示效果，这是我最初对Micro-LED感兴趣的一个重要原因。”然而时至今日，庄永漳对镭昱的预期却已不仅仅只是显示，“我们的第一步是希望完成Micro-LED微显示屏的产业化，随着公司的发展，我们希望在光学领域进行更多尝试，期待未来镭昱可以长成为一家有影响力的半导体公司。”