苹果AR布局揭次世代先机 Micro LED扮关键角色

苹果AR布局揭次世代先机 Micro LED扮关键角色

COVID-19(新冠肺炎)疫情大敌当前,消费性产品热度明显降温,但苹果对AR布局脚步并未停歇,3月发布的新款11吋与12.9吋iPad Pro虽然低调上线,但采用突破性光学雷达扫描仪以提升测距效果,并搭配最新发布ARKit 3.5,将有助于支援新一代AR应用程序与体验等,种种举动显示苹果正在持续打造其AR/VR产业生态系,随着微型显示技术将扮演关键性角色,苹果多年来默默布局Micro LED技术也引发关注。

近期Facebook与英国Micro LED厂Plessey达成合作协定,未来技术将独家授权给Facebook用于生产AR显示器,但更引发业界讨论的是,外传苹果先前曾考虑收购Plessey,不料却遭到Facebook捷足先登,无论市场传言的真实性有多高,如今哪一家大厂能开发出令人惊艷的AR显示装置,意味着在下一波行动装置时代取得关键性的领先地位。

先前Google Glass虽然一度风光亮相,但却未能走向消费大众的眼前,而微软的第二代HoloLens头戴装置在2019年上市后,无论是造型或立体影像呈现都获得使用者的好评,至于Facebook对于AR技术开发一直兴致勃勃,2019年也曾公开证实正在开发AR眼镜,并透露有多款原型机正在开发中,国际大厂竞相投入,AR商机正持续进入白热化竞争。

过去曾传出苹果解散AR眼镜团队,但苹果近年来的确从多方布局,逐渐打造自己的扩增实境(AR)技术,包括最新公布的全景光场摄影系统的专利申请,以及RealityKit、Reality Composer、ARKit等工具接连推出或更新,目前苹果将采用哪种显示技术仍不得而知,但据传苹果计划在2021或2022年发布AR头戴式设备,并在2022或2023年更进一步发表AR眼镜。

AR/VR显示技术众声喧哗 Micro LED导入热潮再起

Micro LED被视为新一代显示技术的潜力新秀,具高亮度、高对比度及省电节能优势,应用于AR显示装置的机会曾在2~3年前掀起一阵热潮,但热度退烧后却又陷入晦暗不明的沈寂,曾经参与开发的品牌大厂评估,Micro LED技术要导入AR应用装置还有一段很长的路要走,主要的困难点在于市场定位不清以及成本过高。

以技术发展而言,Micro LED打入AR/VR应用并不成问题,由于显示荧幕观看距离接近,为了在观看影像时不产生晕眩感,目前业界普遍期待的分辨率要达2,000PPI以上,Plessey曾预计2021年Micro LED 3片式(3-panel system)产品可望上市,并于2019年宣布开发2.5μm间距的超高分辨率Micro LED显示器,达到2,000×2,000分辨率,且分辨率耗电仅为传统AR显示器20%,整体来说Micro LED可轻易达到5,000PPI以上。

崭新的AR装置开发势必需要厂商大量投入资源及开发应用,但正在萌芽阶段的Micro LED量产技术尚未稳定,包括巨量转移的良率、材料设备的开发都具有不确定的未知数。

相关业者指出,若是当作利基型应用或单纯文字显示,如教育或军事等领域,似乎无须大费周章采用Micro LED技术,若目标要放在消费型市场,无论是硬件或软件都必须量身打造,产品规格将牵涉到技术开发与生产成本的各项挑战,包括不同分辨率相对应的晶粒尺寸也不同,将增加转移制程的困难度及成本快速拉大。

事实上AR头戴装置的技术呈现百花齐放,Micro LED并非是唯一的技术选择,AR应用是透过摄影机影像的位置及投影技术,使荧幕的虚拟世界与真实世界进行结合,差别在是自发光或反射光,例如DLP、HTPS LCD、LCoS等反射光技术较为成熟,但必须额外增加光源设计将导致体积较大,因而自发光的Micro LED跟Micro OLED较受重视。

以单晶硅晶圆为背板的Micro OLED,缺点在于分辨率及亮度较低,易受到外在环境光的影响,但亮度及对比度具优势,且自发光将提供更多设计弹性,能解决上述技术的瓶颈与问题,但技术开发与成本仍需要解决,但中长期而言仍是最具潜力的技术。

根据ABI Research的报告,COVID-19疫情爆发,导致AR/VR产业链的上游发生制造延迟的状况,但居家隔离带来企业与消费者对AR/VR装置与内容的需求增加,将平衡原先需求下降与供应商的损失,而AR/VR产业可望因疫情而趁势崛起,估计2021年AR/VR头戴显示器(HMD)出货量可上看1,600万台。

CES 2020场上也看到AR/VR应用争艷,显示各方系统大厂仍尝试创新与突破,对照苹果迟未推出AR/VR装置,2020年将首款LiDAR应用于iPad Pro,颇有先行开路的试探意味,AR眼镜酝酿亮相的传言令市场振奋,虽然Micro LED导入AR应用商品化的难度极高,但苹果与Facebook争抢Micro LED显示技术,可望让此一热潮卷土重来。

苹果AR布局揭次世代先机 Micro LED扮关键角色

苹果Micro LED开发之路崎岖 多方布局添想象空间

根据Yole于2020年公布报告估计,迄今为止,Micro LED累计投入金额约48亿美元左右,仅苹果一家就接近18亿美元(LuxVue的收购和苹果的内部发展需求),除了此次Facebook与Plessey的技术授权,新创公司已累计筹集了8亿美元,并可能在2020年再增加1亿美元,但可能受到疫情影响而中断,但三星电子(Samsung Electronics)、乐金电子(LG Electronics)、友达或群创等面板厂也在大幅增加研发资源。

苹果过去在购并LuxVue后,发展Micro LED技术的动向令外界雾里看花。相对三星主导的大尺寸Micro LED显示器迈入商品化,苹果的Micro LED之路充满波折,外传LuxVue采取静电吸附的转移技术遭遇障碍,而苹果开发团队一度搬回硅谷后,2019年苹果位于龙潭科学园区的新厂低调展开土木工程,苹果再度将Micro LED团队搬回龙潭的传闻不胫而走。

业界传出,2019苹果年龙潭厂低调导入LCD规格制程的设备机台,并搭配玻璃基板材料进行研发,但配合厂商与研发进度均采取高度保密机制,外部人士一度认为,苹果此举可能是为了内部OLED面板技术开发,但由于苹果采购设备属于3或4代产线,与现今主流OLED产线进度具有明显落差,相关业者研判,OLED技术研发可能仅是掩人耳目的说法,而LCD规格设备可能是苹果对Micro LED尝试另辟蹊径的新技术,若能透过玻璃基板大量制造Micro LED,可望大幅降低成本,苹果也能透过内部掌握专利来设计出差异化的新品。

对于资源雄厚的国际大厂来说,新技术与制程的开发鲜少采取单独押宝的作法,在解决方案尚未底定前,多半采取多头并进的开发策略,尽管苹果的开发成果迟迟未能现身,但业界认为,苹果并未从Micro LED技术赛局中退出,并藉由掌握技术来强化设计竞争力。

Micro LED应用小尺寸以两类市场较受瞩目,分别是以智慧手环/智慧手表等穿戴式应用,以及需要超高亮度、高精细度的AR显示应用,这两类应用都曾被点名是苹果有意开发的候选名单,过去市场对于苹果将Micro LED搭载于Apple Watch寄予期望,可取代既有OLED面板,但Micro LED具备的高分辨率与省电效率特性,应用于智慧手表却难以展现其优势,短期内成本居高不下将挑战市场接受度。

大厂争抢AR应用先机 Micro LED力拚2年迈入商品化

面对手机市场进入高度竞争的成熟期,5G时代带来新一波的市场驱动力,也加速了AR/VR成为各家国际大厂布局的重点,包括微软、苹果与Magic Leap等纷纷跨入或酝酿,而大厂将焦点瞄准于AR装置的终极目标,就是在寻找下一个足以替代手机的杀手级应用,而要打造成为智能型手机的进化版,唯有透过重量级大厂才有能力去创造出一个全新的产业生态系。

这是一场国际巨擘才有资格取得VIP入场券的次世代竞赛,Micro LED可望在显示技术中扮演推波助澜的关键角色,业界认为,AR装置从特殊应用朝向消费市场发展,初期可能被视为手机配件来发展,将运算、网络连接的功能交由手机处理,Micro LED未必是众家大厂首选的显示技术,但Micro LED的AR应用在未来1~2年内迈入商品化阶段却是可受期待的且充满挑战的目标。


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