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FBEC2023丨JBD徐慧文:AR眼镜将从轻量级向全天候演进

更新时间:2023-12-14 18:46:31 作者:MicroLED网 来源:JBD
FBEC2023未来商业生态链接大会暨第八届金陀螺奖于2023年12月8日在深圳召开,大会以“合力共生•韧者行远”为大会主题,以具有行业前瞻洞察的“航行者”为视角,破冰之旅为主线,关注AI、元宇宙、XR、游戏、电竞、数字经济等科技与互联网前沿领域,全方位呈现科技前沿成果,聚焦时代与商业热点议题,探讨新科技、新商业、新模式的未来价值,与真正的勇者共赴剧变革新下的凛冬破冰之旅!
其中,“主会场C:元生未来,共链价值——2023全球元宇宙产业核心技术论坛”邀请到JBD首席运营官 徐慧文,他为带来了主题为《MicroLED再突破,开启轻量化AR新视界》的精彩演讲。徐慧文认为,AR眼镜将从轻量级向全天候方向演进,也就是从“像正常的眼镜”到“是正常的眼镜”,这对显示元器件提出更极致的需求:极致的小、极致的亮、极致的省电。

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JBD首席运营官 徐慧文
以下为演讲实录:
今天我给大家带来的演讲主题是《MicroLED再突破,开启轻量化AR新视界》。内容主要分为三部分:一、介绍MicroLED微显示技术;二、介绍JBD专为轻量级AR打造的--“蜂鸟”(Hummingbird)系列产品,以及其商业化进展;三、谈谈我们对轻量化AR的进一步发展的理解,以及我们针对性的产品布局。
MicroLED微显示技术再突破

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JBD 0.13英寸MicroLED微显示屏
上图是典型的MicroLED微显示产品,它的特点首先就是小,比铅笔头还要小很多,显示区域通常小于0.5英寸;其次,像素间隔通常小于5微米,像素密度通常大于5000PPI,单个发光体小于2微米。从上述特性来看,传统的巨量转移技术已不适用于MicroLED微显示领域,因此也就需要新的技术方案
2015年,JBD作为发明人将全新的“混合集成半导体”技术带到了MicroLED微显示领域。我们在标准III-V族衬底上生长半导体材料,然后通过特殊的方法转移到制备好的硅基IC之上,形成混合集成晶圆。再通过曝光、刻蚀等标准的半导体技术去雕刻像素,并将每颗LED与底部硅基IC联通,实现被硅基“大脑”控制。同时,在每个像素之上又形成微光学,来保证每个像素的发射光束可以被精准的控制。每一个微显示屏都做到了“All in one”,即集合驱动、发光阵列、微光学于一体。整个制造过程均在晶圆级完成,其中CMOS端线宽约40nm,III-V族的线宽约100nm,其中不涉及任何的巨量转移工艺步骤。
这项技术有两个突出的优点:一是利用半导体技术可做到高度集成,结构可以特别小;二是利用三五族半导体优秀的发光效率,可实现超高的亮度。

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JBD MicroLED亮度再突破
自2018年首次亮相,JBD即创造了“100万尼特,5000DPI”的惊人微显示性能指标。近年来,JBD更是在不断刷新MicroLED微显示亮度的纪录。今年年中,已报道了红光100万nits、绿光500万nits、蓝光100万nits亮度的实现。今天这个数据再次被刷新:绿光亮度达到800万nits、蓝光亮度达到150万nits,成为MicroLED微显示产品新的亮度纪录。亮度提升的背后,源自于JBD对MicroLED技术的不断突破,持续提升的发光效率。
与此同时,集成度指标也被刷新。目前我们的像素密度已达到12.5K DPI,像素大小可达到2微米,这在业界是相当先进的成就。微光学技术也大幅进步,像素的光束角已可控制至36度;像素间的均匀性也提升至95%。
这一系列的进展,让MicroLED在众多微显技术中脱颖而出,成为更具潜力的AR显示方案。对比DLP、LCoS、LBS、MicroOLED等技术,MicroLED是一项可以把极小体积、超低功耗与超高亮度等特性完美集于一身的技术。MicroLED光引擎可以轻松地实现小于1cc体积,却可以输出5~10流明的光通量,且保持在超低的功耗水平。
MicroLED微显示的使命就是助力AR从头盔向正常眼镜形态演进。
轻量级AR解决方案--蜂鸟光引擎
从2021年开始,JBD就针对轻量化AR陆续推出“蜂鸟”(Hummingbird)系列产品,包括:蜂鸟彩色光引擎和蜂鸟mini单色光引擎两款。下图所展示的蜂鸟mini体积仅0.3cc,重量也仅0.6g,和黄豆粒差不多大小。它可输出6lm超高光通量,搭配光波导可轻松实现2000nits入眼亮度。它功耗极低,仅80mW,可以支撑轻量型眼镜超过15小时的续航能力。

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JBD 蜂鸟mini单色光引擎
基于这些特征,让蜂鸟mini成为业内第一个推动AR向正常眼镜形态演进的产品。从2021年到2023年,各大终端品牌基于蜂鸟mini陆续推出了很多产品,截至目前数量已接近20款。
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“蜂鸟”全彩光引擎荣获金陀螺“年度VR/AR显示技术创新奖”
在全彩显示方面,今年5月份我们发布了新产品:“蜂鸟”彩色光引擎,它的体积仅0.4cc,是全球已量产的极小尺寸的彩色光引擎。不仅仅是体积小,它还可以输出3-5lm光通量,搭配光波导可实现1500nits入眼亮度,满足室内外等各种不同场景的需求。
目前,国内已有搭载此方案的全彩轻量级AR眼镜上市,如雷鸟X2、MYVU探索版,以及明年上市的雷鸟X2 Lite。可以看到的趋势是,彩色AR眼镜也正在从头盔形态逐渐演进成为轻量化的眼镜形态。
助力AR从轻量化向全天候演进
无论是单色还是彩色方案,“蜂鸟”系列光引擎都在进一步推动AR眼镜的重量逐渐减轻,这类轻量化的眼镜形态正在逐渐形成。下一步,轻量级AR眼镜将何去何从?对显示元器件又会出现什么新的要求呢?
JBD的思考是:从轻量级到全天候!也就是从“像正常的眼镜”到“是正常的眼镜”。用一个词来形容就是“极致”,“全天候”需要极致的佩戴舒适度、极致的外观正常度、极致的功能兼容度,所有这些都会对元器件提出各种各样极致的要求。全天候眼镜意味着真正的“Always On Display”,它将是与AI极为契合的应用载体。
从全天候的角度来思考,AR关键的显示器件必须“极致小”、“极致亮”、“极省电”
针对此,JBD定义了蜂鸟下一代极致小体积的产品:“蜂鸟mini”第二代!它最大的特征就是极小体积,仅0.15cc,是黄豆粒一半的大小,你可能无法找到尺寸比它更小的光引擎了。如果把这样的引擎放到眼镜的镜腿,你可能很难感受到它的存在。第二代蜂鸟mini,除了极致小巧,它同时具备高亮度、低功耗的特性,新的背板也大幅提升画质。“蜂鸟mini”第二代预计于2024年Q2发布。
除此之外,JBD还有另一个重磅产品:彩色化的“蜂鸟”二代,它达到了一个几乎不可思议的体积,仅0.18cc大小,重量仅0.5g,第一次让彩色光引擎实现了和单色光引擎极为接近的水平。同时典型功耗也较上一代“蜂鸟”下降一半以上,达到了120mW水准。这款重磅产品,预计于2024年Q4发布。

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左:蜂鸟第二代,彩色,0.18cc;右:蜂鸟mini第二代,单色,0.15cc
大家可以看上图,这是我自己的一幅正常的近视眼镜。即使把下一代的两支产品放在正常眼镜的镜腿附近,它们也可以很轻松的被包裹在里面,几乎不会影响ID设计。

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JBD未来产品规划
在此基础上我们还有更深远的规划,目标是让AR步入沉浸式。今天我们的“蜂鸟”(Hummingbird)系列已经支持30度FOV,之后的“走鹃”(Roadrunner)系列逐步扩大至45度FOV,更强悍的“凤凰”(Phoenix)系列会支持到56度FOV。值得注意的是,凤凰系列将基于今年我们隆重发布的单片全彩技术平台,它是全球首个通过垂直堆叠实现的小于5微米像素的彩色的MicroLED技术平台。“走鹃”和“凤凰”两大产品系列分别将于2025和2026年面市。
JBD是MicroLED微显示技术的发明人,也是这项革新技术的领跑者。近年来,我们创造了“蜂鸟”系列产品,为全天候的AR产品提供独有的解决方案。同时我们布局深远,从智能眼镜到沉浸式AR均有涉及。今年我们也成功完成了合肥量产基地的建设与投产,为行业储备了满产超1亿颗微显示屏的年产能。
最后,我们对AR行业的增长非常乐观!奇点将至,我们希望能够与行业伙伴携手,一起加速AR行业发展的进程,感谢大家!