蘋果AR佈局揭次世代先機 Micro LED扮關鍵角色

蘋果AR佈局揭次世代先機 Micro LED扮關鍵角色

COVID-19(新冠肺炎)疫情大敵當前,消費性產品熱度明顯降溫,但蘋果對AR佈局腳步並未停歇,3月發佈的新款11吋與12.9吋iPad Pro雖然低調上線,但採用突破性光學雷達掃描儀以提升測距效果,並搭配最新發布ARKit 3.5,將有助於支援新一代AR應用程序與體驗等,種種舉動顯示蘋果正在持續打造其AR/VR產業生態系,隨著微型顯示技術將扮演關鍵性角色,蘋果多年來默默佈局Micro LED技術也引發關注。

近期Facebook與英國Micro LED廠Plessey達成合作協定,未來技術將獨家授權給Facebook用於生產AR顯示器,但更引發業界討論的是,外傳蘋果先前曾考慮收購Plessey,不料卻遭到Facebook捷足先登,無論市場傳言的真實性有多高,如今哪一家大廠能開發出令人驚艷的AR顯示裝置,意味著在下一波行動裝置時代取得關鍵性的領先地位。

先前Google Glass雖然一度風光亮相,但卻未能走向消費大眾的眼前,而微軟的第二代HoloLens頭戴裝置在2019年上市後,無論是造型或立體影像呈現都獲得使用者的好評,至於Facebook對於AR技術開發一直興致勃勃,2019年也曾公開證實正在開發AR眼鏡,並透露有多款原型機正在開發中,國際大廠競相投入,AR商機正持續進入白熱化競爭。

過去曾傳出蘋果解散AR眼鏡團隊,但蘋果近年來的確從多方佈局,逐漸打造自己的擴增實境(AR)技術,包括最新公佈的全景光場攝影系統的專利申請,以及RealityKit、Reality Composer、ARKit等工具接連推出或更新,目前蘋果將採用哪種顯示技術仍不得而知,但據傳蘋果計劃在2021或2022年發佈AR頭戴式設備,並在2022或2023年更進一步發表AR眼鏡。

AR/VR顯示技術眾聲喧譁 Micro LED導入熱潮再起

Micro LED被視為新一代顯示技術的潛力新秀,具高亮度、高對比度及省電節能優勢,應用於AR顯示裝置的機會曾在2~3年前掀起一陣熱潮,但熱度退燒後卻又陷入晦暗不明的沈寂,曾經參與開發的品牌大廠評估,Micro LED技術要導入AR應用裝置還有一段很長的路要走,主要的困難點在於市場定位不清以及成本過高。

以技術發展而言,Micro LED打入AR/VR應用並不成問題,由於顯示熒幕觀看距離接近,為了在觀看影像時不產生暈眩感,目前業界普遍期待的分辨率要達2,000PPI以上,Plessey曾預計2021年Micro LED 3片式(3-panel system)產品可望上市,並於2019年宣佈開發2.5μm間距的超高分辨率Micro LED顯示器,達到2,000×2,000分辨率,且分辨率耗電僅為傳統AR顯示器20%,整體來說Micro LED可輕易達到5,000PPI以上。

嶄新的AR裝置開發勢必需要廠商大量投入資源及開發應用,但正在萌芽階段的Micro LED量產技術尚未穩定,包括巨量轉移的良率、材料設備的開發都具有不確定的未知數。

相關業者指出,若是當作利基型應用或單純文字顯示,如教育或軍事等領域,似乎無須大費周章採用Micro LED技術,若目標要放在消費型市場,無論是硬件或軟件都必須量身打造,產品規格將牽涉到技術開發與生產成本的各項挑戰,包括不同分辨率相對應的晶粒尺寸也不同,將增加轉移製程的困難度及成本快速拉大。

事實上AR頭戴裝置的技術呈現百花齊放,Micro LED並非是唯一的技術選擇,AR應用是透過攝影機影像的位置及投影技術,使熒幕的虛擬世界與真實世界進行結合,差別在是自發光或反射光,例如DLP、HTPS LCD、LCoS等反射光技術較為成熟,但必須額外增加光源設計將導致體積較大,因而自發光的Micro LED跟Micro OLED較受重視。

以單晶硅晶圓為背板的Micro OLED,缺點在於分辨率及亮度較低,易受到外在環境光的影響,但亮度及對比度具優勢,且自發光將提供更多設計彈性,能解決上述技術的瓶頸與問題,但技術開發與成本仍需要解決,但中長期而言仍是最具潛力的技術。

根據ABI Research的報告,COVID-19疫情爆發,導致AR/VR產業鏈的上游發生製造延遲的狀況,但居家隔離帶來企業與消費者對AR/VR裝置與內容的需求增加,將平衡原先需求下降與供應商的損失,而AR/VR產業可望因疫情而趁勢崛起,估計2021年AR/VR頭戴顯示器(HMD)出貨量可上看1,600萬臺。

CES 2020場上也看到AR/VR應用爭艷,顯示各方系統大廠仍嘗試創新與突破,對照蘋果遲未推出AR/VR裝置,2020年將首款LiDAR應用於iPad Pro,頗有先行開路的試探意味,AR眼鏡醞釀亮相的傳言令市場振奮,雖然Micro LED導入AR應用商品化的難度極高,但蘋果與Facebook爭搶Micro LED顯示技術,可望讓此一熱潮捲土重來。

蘋果AR佈局揭次世代先機 Micro LED扮關鍵角色

蘋果Micro LED開發之路崎嶇 多方佈局添想象空間

根據Yole於2020年公佈報告估計,迄今為止,Micro LED累計投入金額約48億美元左右,僅蘋果一家就接近18億美元(LuxVue的收購和蘋果的內部發展需求),除了此次Facebook與Plessey的技術授權,新創公司已累計籌集了8億美元,並可能在2020年再增加1億美元,但可能受到疫情影響而中斷,但三星電子(Samsung Electronics)、樂金電子(LG Electronics)、友達或群創等面板廠也在大幅增加研發資源。

蘋果過去在購併LuxVue後,發展Micro LED技術的動向令外界霧裡看花。相對三星主導的大尺寸Micro LED顯示器邁入商品化,蘋果的Micro LED之路充滿波折,外傳LuxVue採取靜電吸附的轉移技術遭遇障礙,而蘋果開發團隊一度搬回硅谷後,2019年蘋果位於龍潭科學園區的新廠低調展開土木工程,蘋果再度將Micro LED團隊搬回龍潭的傳聞不脛而走。

業界傳出,2019蘋果年龍潭廠低調導入LCD規格製程的設備機臺,並搭配玻璃基板材料進行研發,但配合廠商與研發進度均採取高度保密機制,外部人士一度認為,蘋果此舉可能是為了內部OLED面板技術開發,但由於蘋果採購設備屬於3或4代產線,與現今主流OLED產線進度具有明顯落差,相關業者研判,OLED技術研發可能僅是掩人耳目的說法,而LCD規格設備可能是蘋果對Micro LED嘗試另闢蹊徑的新技術,若能透過玻璃基板大量製造Micro LED,可望大幅降低成本,蘋果也能透過內部掌握專利來設計出差異化的新品。

對於資源雄厚的國際大廠來說,新技術與製程的開發鮮少採取單獨押寶的作法,在解決方案尚未底定前,多半採取多頭並進的開發策略,儘管蘋果的開發成果遲遲未能現身,但業界認為,蘋果並未從Micro LED技術賽局中退出,並藉由掌握技術來強化設計競爭力。

Micro LED應用小尺寸以兩類市場較受矚目,分別是以智慧手環/智慧手錶等穿戴式應用,以及需要超高亮度、高精細度的AR顯示應用,這兩類應用都曾被點名是蘋果有意開發的候選名單,過去市場對於蘋果將Micro LED搭載於Apple Watch寄予期望,可取代既有OLED面板,但Micro LED具備的高分辨率與省電效率特性,應用於智慧手錶卻難以展現其優勢,短期內成本居高不下將挑戰市場接受度。

大廠爭搶AR應用先機 Micro LED力拚2年邁入商品化

面對手機市場進入高度競爭的成熟期,5G時代帶來新一波的市場驅動力,也加速了AR/VR成為各家國際大廠佈局的重點,包括微軟、蘋果與Magic Leap等紛紛跨入或醞釀,而大廠將焦點瞄準於AR裝置的終極目標,就是在尋找下一個足以替代手機的殺手級應用,而要打造成為智能型手機的進化版,唯有透過重量級大廠才有能力去創造出一個全新的產業生態系。

這是一場國際巨擘才有資格取得VIP入場券的次世代競賽,Micro LED可望在顯示技術中扮演推波助瀾的關鍵角色,業界認為,AR裝置從特殊應用朝向消費市場發展,初期可能被視為手機配件來發展,將運算、網絡連接的功能交由手機處理,Micro LED未必是眾家大廠首選的顯示技術,但Micro LED的AR應用在未來1~2年內邁入商品化階段卻是可受期待的且充滿挑戰的目標。


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