芯東西（公眾號：aichip001）
文 | 溫淑
萬億級別的顯示市場中，不論是京東方、華星光電等專業(yè)的顯示器件玩家、還是蘋果、三星等消費(fèi)電子巨頭，均正把Micro-LED作為押注的重點(diǎn)，而在這條賽道上，有家成立不足7年的創(chuàng)企，僅憑一道技術(shù)成為了三星、京東方等大牌玩家Micro-LED解決方案中的關(guān)鍵角色。
今年6月份有消息傳出，蘋果要斥資3.3億美元在臺灣建設(shè)Micro-LED（微發(fā)光二極管顯示器）工廠，并率先在Apple Watch上使用Micro-LED屏幕。此前，三星于五月份宣布將在九月份推出Micro-LED電視。早在去年，華為就購買了Micro-LED制造設(shè)備。
盡管Micro-LED還被業(yè)界描述為“下一代顯示技術(shù)”，但作為消費(fèi)電子“風(fēng)向標(biāo)”的三大巨頭對Micro-LED布局的步伐顯示，這場對顯示技術(shù)高地的爭奪戰(zhàn)已然吹響號角。而在這條賽道上，西安賽富樂斯半導(dǎo)體科技有限公司先是作為全球首家量產(chǎn)工業(yè)級半極性氮化鎵材料的廠商實(shí)現(xiàn)搶跑，目前更有望憑借全球首發(fā)的NPQD（基于納米孔結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)色彩轉(zhuǎn)換技術(shù)）打入市面上幾乎所有大牌顯示面板廠商的供應(yīng)鏈中。
▲左-4英寸半極性氮化鎵材料；右-NPQD Micro-LED發(fā)光效果展示
今年是賽富樂斯成立的第七年、回國發(fā)展的第三年。作為一家2017年才落地西安的初創(chuàng)芯片公司，賽富樂斯的發(fā)展不可謂不迅速。但翻開賽富樂斯聯(lián)合創(chuàng)始人、執(zhí)行董事、CEO陳辰的職業(yè)履歷表，會發(fā)現(xiàn)在創(chuàng)辦賽富樂斯之前，他并沒有芯片研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，而是在知名油氣企業(yè)斯倫貝謝任職。
一位國際知名企業(yè)的機(jī)械研發(fā)工程師，為什么一頭扎進(jìn)風(fēng)馬牛不相及的半導(dǎo)體領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)？又為什么從新型半導(dǎo)體材料開始？4英寸材料量產(chǎn)后，陳辰又為什么帶領(lǐng)賽富樂斯團(tuán)隊(duì)完成從半導(dǎo)體材料到NPQD技術(shù)上的產(chǎn)品轉(zhuǎn)型？
帶著這些問題，芯東西與賽富樂斯聯(lián)合創(chuàng)始人、CEO陳辰進(jìn)行了深入交流，了解這家先進(jìn)顯示技術(shù)玩家背后的技術(shù)路線、商業(yè)邏輯。
一、始于耶魯：從氮化鎵晶片中發(fā)現(xiàn)的商機(jī)
2014年，陳辰從知名油氣企業(yè)斯倫貝謝研發(fā)工程師任上離職，懷抱商業(yè)夢想前往耶魯大學(xué)攻讀MBA，在那里他結(jié)識了深耕半極性氮化鎵材料超過六年的耶魯大學(xué)電子系系主任韓仲教授。
一次講座上，韓仲講到，90年代開始，以極性氮化鎵等材料為主的第一代半導(dǎo)體發(fā)光材料占據(jù)著LED芯片市場的主流，發(fā)展至今，基于這一類材料的LED芯片亮度已達(dá)到極限。而從理論上來說，半極性氮化鎵材料能夠把LED單芯片亮度提升10倍。
彼時(shí)坐在臺下的陳辰對固態(tài)照明顯示行業(yè)還了解甚少，但通過韓仲教授的講解，陳辰從半極性氮化鎵材料上看到了商機(jī)。講座結(jié)束后，陳辰找到韓仲教授，繼續(xù)請教半極性氮化鎵材料的技術(shù)壁壘、商業(yè)轉(zhuǎn)化可能性。
一個(gè)是懷揣商業(yè)夢想的年輕學(xué)子，另一個(gè)是有豐富研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)大拿，兩人互補(bǔ)長短、相談甚歡。一來二去，陳辰和韓仲在耶魯大學(xué)創(chuàng)新中心的支持下，于2014年11月聯(lián)合創(chuàng)辦了賽富樂斯公司，并把半極性氮化鎵材料作為產(chǎn)品方向。
▲賽富樂斯創(chuàng)始人：左-韓仲，右-陳辰
經(jīng)過三年的研發(fā)攻關(guān)，賽富樂斯于2016年解決了半極性氮化鎵材料的長晶、材料性能等各方面問題，當(dāng)年五月份，2英寸的無層錯(cuò)半極性氮化鎵材料正式上線，一舉受到飛利浦、歐司朗、晶元光電等國際領(lǐng)先LED廠商的關(guān)注。
但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，突破技術(shù)材料性能難題后，下一個(gè)亟待解決的問題是把產(chǎn)量提上去。但從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線，又談何容易。
生產(chǎn)LED外延片設(shè)備最常用的設(shè)備之一是MOCVD外延爐，一臺MOCVD設(shè)備就耗資數(shù)千萬人民幣，要打造一條LED產(chǎn)線往往耗資上億元。當(dāng)時(shí)，賽富樂斯還處于基本沒有營收的研發(fā)階段。擴(kuò)建產(chǎn)線這筆費(fèi)用對于一家初創(chuàng)企業(yè)來說，不啻“不可承受之重”。
為了解決這一難題，陳辰開始四處尋找投資人，計(jì)劃先購置一臺設(shè)備，在美國打造一條中試產(chǎn)線。他沒想到的是，2016年底，一個(gè)能讓產(chǎn)量大規(guī)模提升的機(jī)會自己找上門來。
2016年，恰逢西安大力發(fā)展“硬科技”，陜西光電子集成電路先導(dǎo)技術(shù)研究院收購了一座LED芯片廠及其中全套產(chǎn)線，計(jì)劃將其打造成為半導(dǎo)體項(xiàng)目孵化器。在這個(gè)LED芯片代工廠中，有19臺賽富樂斯“夢寐以求”的MOCVD設(shè)備。
當(dāng)年年底，西安先導(dǎo)院的一位投資經(jīng)理找到了陳辰，提出邀請賽富樂斯回國發(fā)展。陳辰經(jīng)過實(shí)地考察，決定抓住這個(gè)難得的機(jī)會，雙方商定賽富樂斯可以按租用的方式使用設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。
隨后，在西安先導(dǎo)院的推動下，賽富樂斯僅花費(fèi)四五個(gè)月，就走完了落戶西安的全部手續(xù)流程。
2017年11月，賽富樂斯正式上線了4英寸半極性氮化鎵材料。至此，賽富樂斯成為全球首家實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)工業(yè)級半極性氮化鎵材料的廠商。
▲賽富樂斯藍(lán)/綠半極性氮化鎵LED外延片展示
二、轉(zhuǎn)向NPQD：用先進(jìn)技術(shù)“破局”Micro-LED
產(chǎn)量提上去了，但開拓市場的過程中，陳辰發(fā)現(xiàn)了新的問題。
在嘗試打入傳統(tǒng)LED市場的過程中，陳辰注意到現(xiàn)有LED產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常完善，傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)光材料在滿足性能需求的同時(shí)，還價(jià)格低廉。
相比之下，賽富樂斯的半極性氮化鎵材料在技術(shù)和性能上有優(yōu)勢，但并不是中低端LED市場必需的材料。在這種情況下，賽富樂斯只能從高端LED市場尋找下游客戶。
同時(shí)，這種情況也啟發(fā)賽富樂斯團(tuán)隊(duì)開始轉(zhuǎn)變產(chǎn)品思路。2014年，賽富樂斯成立的契機(jī)是陳辰和韓仲看到了半極性氮化鎵在照明顯示領(lǐng)域的前景。 但是，半極性氮化鎵能夠帶來的光源性能提升，并未達(dá)到光源代際更迭能夠帶來的改變。
如果說把半極性氮化鎵材料從實(shí)驗(yàn)室推動到產(chǎn)業(yè)化落地，是“拿著錘子找釘子”，即先進(jìn)行新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化過程，再去尋找能解決的市場痛點(diǎn)。那么賽富樂斯下一步則要化被動為主動，先定位好市場痛點(diǎn)的“釘子”，再去定制打造一把趁手的“大錘”。
這一次，Micro-LED就是那個(gè)“釘子”，而賽富樂斯今年大力推動生產(chǎn)的NPQD技術(shù)，成為他們選定的“錘子”。
在業(yè)界，Micro-LED技術(shù)被譽(yù)為面向未來的“終極顯示技術(shù)”。Micro-LED技術(shù)的原理是在一個(gè)芯片上集成高密度微小尺寸的LED陣列，將像素點(diǎn)距離從毫米級別降至微米級。評價(jià)其“終極”，是因?yàn)樵诠?、亮度、解析度、色彩飽和度、響?yīng)速度等方面，Micro-LED都能“吊打”智能手機(jī)屏幕新寵OLED。
響應(yīng)速度方面，Micro-LED能夠做到奈秒級別，OLED則在微秒級別；溫度范圍上，Micro-LED可承受溫度范圍在零下100～120°C，OLED在零下30～85°C；功耗方面，Micro-LED比OLED低約50%；像素密度上，Micro-LED可達(dá)到1500ppi，OLED為600ppi。
▲LCD、OLED、Micro-LED技術(shù)對比（圖源：奇摩理財(cái)）
但另一方面，之所以說Micro-LED“面向未來”，是因?yàn)楝F(xiàn)階段Micro-LED的成本、光效等問題仍待解決。由于Micro-LED還面臨技術(shù)上的障礙，作為過渡產(chǎn)品的Mini-LED產(chǎn)品先行在市場上推出，并取得了不錯(cuò)的反響。
面對Micro-LED這項(xiàng)有巨大前景、同時(shí)市場化問題尚未解決的領(lǐng)先技術(shù)，賽富樂斯決定用NPQD探探路。所謂NPQD技術(shù)，是指基于納米孔結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)色彩轉(zhuǎn)換技術(shù) ，即在LED內(nèi)部制作形成創(chuàng)新的“納米孔”結(jié)構(gòu)，用以容納量子點(diǎn)，從而提升量子點(diǎn)的光轉(zhuǎn)換效率。
不同于當(dāng)初單方面看好半極性氮化鎵材料的市場前景，賽富樂斯選擇NPQD技術(shù)，是出于對Micro-LED技術(shù)實(shí)現(xiàn)的要求，以及賽富樂斯自身情況的雙重考量。
陳辰介紹稱，一方面，NPQD技術(shù)能夠從成本、光效、色彩表現(xiàn)上解決Micro-LED技術(shù)面臨的問題。
具體來說，NPQD技術(shù)能夠幫助客戶節(jié)省90%的成本；色彩效率方面，針對芯片尺寸100微米以下的小尺寸紅光LED，NPQD能夠把光效提升至現(xiàn)有解決方案的2～3倍；色彩上，由于NPQD技術(shù)基于量子點(diǎn)實(shí)現(xiàn)色彩轉(zhuǎn)換，所以在色彩的均勻性和一致性具有優(yōu)勢，可以把整個(gè)屏幕上的色彩差距控制在1個(gè)納米以內(nèi)，而傳統(tǒng)的LED芯片約有6個(gè)納米的色彩差別。
另一方面，2008～2009年間，NPQD技術(shù)已在耶魯大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室中成型。對于創(chuàng)辦于耶魯、創(chuàng)始人之一就是耶魯教授的賽富樂斯來說，NPQD技術(shù)無疑是攻堅(jiān)Micro-LED技術(shù)最好的抓手。
另外，賽富樂斯團(tuán)隊(duì)敏銳地注意到，目前顯示市場中，上游玩家是LED廠商，下游則是三星、京東方等顯示屏玩家。如果賽富樂斯能夠把NPQD技術(shù)攻堅(jiān)下來，就可以成為上游LED玩家與下游顯示屏玩家間的中間角色，承擔(dān)“為顯示光源賦能”的工作。
陳辰說：“就像爬到山頂?shù)穆房赡苡?span id="t9lb99x" class="s1">100條，其實(shí)有太多的技術(shù)能夠用于解決Micro-LED面臨的問題，但是真正可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并且能做出產(chǎn)品的，一定是在技術(shù)解決方案上比較優(yōu)化，同時(shí)又有執(zhí)行力的。”
根據(jù)這個(gè)邏輯，賽富樂斯選定了NPQD技術(shù)。之后，賽富樂斯團(tuán)隊(duì)從2018年開始推進(jìn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化工作，并在第二年5月份舉辦的國際信息顯示學(xué)會（SID）2019顯示周上，正式推出NPQD技術(shù)。從開始布局到技術(shù)成熟落地，這個(gè)過程歷時(shí)近兩年。
▲賽富樂斯在SID展會上全球首發(fā)NPQD技術(shù)
三、用NPQD Mini-LED撬開市場大門
經(jīng)過近兩年技術(shù)攻關(guān)，賽富樂斯于今年進(jìn)入推動NPQD技術(shù)的生產(chǎn)、出貨的關(guān)鍵階段。相比半極性氮化鎵材料，NPQD技術(shù)發(fā)布以后，收獲了更多的市場熱情。
在國際信息顯示學(xué)會（SID）2019顯示周上，賽富樂斯的產(chǎn)品一經(jīng)發(fā)布，蘋果、三星、LG等國際知名的顯示屏產(chǎn)業(yè)鏈玩家當(dāng)即上前詢問技術(shù)細(xì)節(jié)，并表達(dá)對NPQD技術(shù)的興趣。
但是，面對意向客戶遞來的橄欖枝，賽富樂斯并沒有“照單全收”，而是開始了謹(jǐn)慎的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程。陳辰將這個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程描述為“先發(fā)散再收斂”。
“技術(shù)發(fā)布之后，我們首先得判斷我們的技術(shù)適宜于解決哪些問題、其中哪個(gè)問題是價(jià)值最大的。我們當(dāng)時(shí)做了七八個(gè)產(chǎn)品，我們同時(shí)還在判斷，究竟哪個(gè)產(chǎn)品方向是技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn)，同時(shí)又跟客戶的需求接得上的。”他說。
經(jīng)過思考之后，賽富樂斯選擇了“雙管齊下”的方法來推動NPQD技術(shù)落地：一方面，現(xiàn)階段先把推NPQD Mini-LED產(chǎn)品落地作為重點(diǎn)；另一方面，繼續(xù)跟進(jìn)對NPQD Micro-LED產(chǎn)品的研發(fā)。
對于“為什么不直接把更革命性的Micro-LED產(chǎn)品作為目標(biāo)”這一疑問，陳辰以自動駕駛作比進(jìn)行解釋，“自動駕駛的解決方案早就定下來了，但是自動駕駛汽車不在路上跑，其實(shí)你很難發(fā)現(xiàn)它哪里有問題。如果不把產(chǎn)品放在市場上摔打，我們的技術(shù)也不會成熟”。
目前，賽富樂斯基于NPQD技術(shù)的0406紅光Mini-LED已經(jīng)實(shí)現(xiàn)出貨，接下來擴(kuò)大Mini-LED的生產(chǎn)亦是賽富樂斯的一大重點(diǎn)。同時(shí)，賽富樂斯對Micro-LED產(chǎn)品的布局也在穩(wěn)步推進(jìn)，并已就NPQD Micro-LED技術(shù)接到來自大企業(yè)的研發(fā)單。
▲左-NPQD紅光Mini-LED；右-NPQD Micro-LED陣列
陳辰信心滿滿地說：“接下來我們也會在NPQD技術(shù)上深耕，顯示是一個(gè)萬億級別的市場，目前我們和客戶的進(jìn)展都非常好。”陳辰介紹，三星、友達(dá)、群創(chuàng)、京東方等榜上有名的顯示屏幕產(chǎn)業(yè)鏈玩家，均是賽富樂斯的客戶或合作伙伴。
結(jié)語：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新大有可為
7年創(chuàng)業(yè)，陳辰帶領(lǐng)賽富樂斯經(jīng)歷著從地域到產(chǎn)品上的變化。
如果說2014年陳辰看中半極性氮化鎵能讓LED“更亮”的特性而著手創(chuàng)業(yè)，更多是出于對商業(yè)機(jī)會的敏感，那么2017年回國發(fā)展的選擇、2018年對NPQD技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，無疑是在把握時(shí)代風(fēng)向、洞察市場需求后做出的成熟商業(yè)選擇。
據(jù)研究機(jī)構(gòu)LEDinside預(yù)計(jì)，2020年后，Micro-LED將被引入AR/VR和大尺寸顯示器應(yīng)用中，到2025年，Micro-LED市場規(guī)模有望達(dá)到29億美元。此外，Micro-LED技術(shù)還有望擴(kuò)展到可穿戴/可植入器件、醫(yī)療探測、空間成像等各個(gè)領(lǐng)域。
半導(dǎo)體照明顯示市場的縮影以外，新基建的提出、科創(chuàng)板的設(shè)立等舉措在全國范圍內(nèi)帶動芯片創(chuàng)業(yè)熱潮、各地政策的扶持為更多有志于芯片創(chuàng)業(yè)、硬科技創(chuàng)業(yè)的“陳辰們”提供土壤。
芯片創(chuàng)業(yè)正當(dāng)風(fēng)勁揚(yáng)帆時(shí)，從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)線，還需要更多“陳辰”涌現(xiàn)出來，拔丁抽楔，開拓事業(yè)。
