Aledia基于300毫米硅基GaN纳米线开拓MicroLED显示市场
材料来源：compoundsemiconductor
CEA-Leti的分拆子公司Aledia展示了300毫米硅晶圆上的纳米线芯片，并计划在明年交付首批产品。Rebecca Pool与首席执行官Giorgio Anania进行了交谈，以了解更多信息。
总部位于法国的MicroLED显示器初创公司Aledia，于去年年底在CEA-Leti中试生产线上以300毫米晶圆制造了纳米线芯片，赢得世界首创。在过去的八年中，Aledia一直在200毫米晶圆上研发，如今已在更大尺寸的晶圆上证明了该技术，标志着Aledia对量产和进入市场的雄心。
正如Aledia董事长、首席执行官和联合创始人Giorgia Anania向《化合物半导体》所说的，"一切都关乎成本，我们一直在200毫米尺寸的晶圆上进行研发，因为更便宜，但对我们来说，向更大尺寸的晶圆过渡是很容易的。"
他补充说：“我们将在2022年发布200毫米晶圆的首批产品，第二年开始量产后，我们将会立刻转向300毫米晶圆。”
Aledia的发布正值大家都在关注MicroLED的时候。业内分析师预测，全球MicroLED市场将以90％的复合年增长率增长，到2026年将接近200亿美元，因为消费者希望智能设备和VR/AR耳机的显示面板能够更明亮、更省电。
庞大的增长率吸引着更多的企业进入市场。主要参与者包括苹果，三星，索尼，Oculus和LG Display等行业巨头，也有Glo，Plessey，Play Nitride和Aledia等小型公司和初创公司。
然而，CEA-Leti分拆公司的独特之处在于其技术。尽管大多数MicroLED开发人员都专注于在100毫米和150毫米的蓝宝石衬底上制造2D平面GaN层，而Aledia则一直在大尺寸硅晶圆上直接生长GaN纳米线，这在技术和商业上都很有意义。
首先，在硅上生长垂直纳米线可防止在GaN和InGaN层沉积在硅或蓝宝石上时发生晶片应力累积。正如Anania强调的那样：“我们不需要缓冲层，也没有晶圆弯曲，这使我们可以过渡到任何尺寸的晶圆。”
更重要的是，Aledia将实现只有硅晶圆代工厂才能带来的规模经济，Anania对此很兴奋。
Anania强调，整个显示器市场的营业额将达到每年1200亿美元左右，他的公司将瞄准许多细分市场，包括电视、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能手表和虚拟/增强现实显示器。而这些细分市场主要是由现有投资者推动的。
例如，英特尔投资公司对笔记本电脑、平板电脑和中型显示器市场感兴趣，已经向Aledia投入了数百万美元。与此同时，该公司还与未命名的智能手机和增强现实播放器公司进行了多次合作。正如Anania指出的那样：“这验证了我们的技术，并显示了巨大潜力。”
解决问题
但阻碍microLED显示发展的诸多问题呢？从一开始，显示器制造商就一直在努力将microLED大规模转移到显示器背板上。
然而，据Anania说，Aledia正在开发一种并行方法，可以快速有效地将数百万条纳米线从晶圆直接转移到显示器背板上。为此，公司一直与芯片传输设备制造商合作，以优化Aledia晶圆的转移工艺。
众所周知，传统的平面microLED的效率会随着像素尺寸增加而迅速下降，但Anania强调他公司的纳米线在较小的芯片尺寸下效率保持不变。实际上，他断言在亚线尺寸小于10微米时，纳米线的效率实际上超过了平面微型LED，这对于智能手机，平板电脑和增强现实设备中的显示器至关重要。
他说：“大多数中小型 microLED显示器市场需要3至4微米的子像素尺寸才能盈利并以低于OLED显示器成本的价格进行销售。因此，我们的纳米线特别适合我们的目标消费应用。”
目前，Aledia正在开发三个纳米线平台，复杂程度越来越高。它的初始技术包括蓝色和颜色转换的纳米线，计划于2022年下半年投入量产。同时，Anania称为 "革命性的"的最终平台将包括红色，蓝色和绿色纳米线。计划于2024年开始批量生产，一旦准备就绪，之前的平台将被取代。
Aledia首席执行官Giorgio Anania
Aledia的首席执行官不会被公司的首批产品吸引全部的兴趣。正如他所说：“我很清楚，鉴于我们与英特尔的合作，我们的批量产品将进入这一市场的笔记本电脑部分。”
同时，该公司非常注重制造能力的提高。正如Anania强调的那样，在显示器制造过程中，Aledia只进行必要的纳米线生长和外延，而晶圆和芯片加工、CMOS集成以及后端测试均在硅代工厂进行。该公司还透露总部位于以色列的Tower Semiconductor是重要的合作伙伴。
Aledia在2019年底开始扩大业务规模，从原来位于Grenoble的CEA-Leti研发中心迁至更大的总部。继最新一轮8000万欧元的融资之后，该公司正在Grenoble建立一座5万平方米的大面积3D microLED制造工厂，预计耗资4000万欧元，计划于2022年下半年完工。
“在此之前，我们可以利用现有的研发实验室进行销售，但到了2023年中期，我们的规模将继续扩大，新的研发中心需要为此做好准备。目前，我们将使所有设备联机，准备在2023年实现大批量生产。”Anania说。
“与Plessey这样的公司不同，我们过去在制造和设备上的花费相对较少，依靠国家实验室来进行大部分加工。但是现在我们即将进入市场，所以一直在加快研发，扩大合作，购买设备。"他补充道。
实际上，Aledia最近购买了一套Veeco Propel 300毫米MOCVD系统用于外延加工，并计划在未来五年内，在设备上总计投资2亿欧元（包括最新支出），并将公司规模扩大至500名员工，令人兴奋的时代已经来临。
Anania强调，“由于我们是硅制造企业，所以我们是目前唯一一家能够利用300毫米晶圆制造的成本优势以及复杂的电子集成的公司，这将使我们能够进行激烈竞争，并率先将不同类型的显示器推向市场。”
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