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、華星光電等專業的顯示器件玩家、還是蘋果、三星等消費電子巨頭，均正把Micro-LED作為押注的重點，而在這條賽道上，有家成立不足7年的創企，僅憑一道技術成為了三星、京東方等大牌玩家Micro-LED解決方案中的關鍵角色。
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Micro-LED（微發光二極管顯示器）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制造設備。
盡管Micro-LED還被業界描述為“下一代顯示技術”，但作為消費電子“風向標”的三大巨頭對Micro-LED布局的步伐顯示，這場對顯示技術高地的爭奪戰已然吹響號角。而在這條賽道上，西安賽富樂斯半導體科技有限公司先是作為全球首家量產工業級半極性氮化鎵材料的廠商實現搶跑，目前更有望憑借全球首發的NPQD（基于納米孔結構的量子點色彩轉換技術）打入市面上幾乎所有大牌顯示面板廠商的供應鏈中。
▲左-4英寸半極性氮化鎵材料；右-NPQD Micro-LED發光效果展示
今年是賽富樂斯成立的第七年、回國發展的第三年。作為一家2017年才落地西安的初創芯片公司，賽富樂斯的發展不可謂不迅速。但翻開賽富樂斯聯合創始人、執行董事、CEO陳辰的職業履歷表，會發現在創辦賽富樂斯之前，他并沒有芯片研發經驗，而是在知名油氣企業斯倫貝謝任職。
一位國際知名企業的機械研發工程師，為什么一頭扎進風馬牛不相及的半導體領域創業？又為什么從新型半導體材料開始？4英寸材料量產后，陳辰又為什么帶領賽富樂斯團隊完成從半導體材料到NPQD技術上的產品轉型？
帶著這些問題，芯東西與賽富樂斯聯合創始人、CEO陳辰進行了深入交流，了解這家先進顯示技術玩家背后的技術路線、商業邏輯。
一、始于耶魯：從氮化鎵晶片中發現的商機
2014年，陳辰從知名油氣企業斯倫貝謝研發工程師任上離職，懷抱商業夢想前往耶魯大學攻讀MBA，在那里他結識了深耕半極性氮化鎵材料超過六年的耶魯大學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體發光材料占據著LED芯片市場的主流，發展至今，基于這一類材料的LED芯片亮度已達到極限。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。
彼時坐在臺下的陳辰對固態照明顯示行業還了解甚少，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。講座結束后，陳辰找到韓仲教授，繼續請教半極性氮化鎵材料的技術壁壘、商業轉化可能性。
一個是懷揣商業夢想的年輕學子，另一個是有豐富研發經驗的技術大拿，兩人互補長短、相談甚歡。一來二去，陳辰和韓仲在耶魯大學創新中心的支持下，于2014年11月聯合創辦了賽富樂斯公司，并把半極性氮化鎵材料作為產品方向。
▲賽富樂斯創始人：左-韓仲，右-陳辰
經過三年的研發攻關，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，當年五月份，2英寸的無層錯半極性氮化鎵材料正式上線，一舉受到飛利浦、歐司朗、晶元光電等國際領先LED廠商的關注。
但這還遠遠不夠，突破技術材料性能難題后，下一個亟待解決的問題是把產量提上去。但從實驗室到生產線，又談何容易。
生產LED外延片設備最常用的設備之一是MOCVD外延爐，一臺MOCVD設備就耗資數千萬人民幣，要打造一條LED產線往往耗資上億元。當時，賽富樂斯還處于基本沒有營收的研發階段。擴建產線這筆費用對于一家初創企業來說，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，計劃先購置一臺設備，在美國打造一條中試產線。他沒想到的是，2016年底，一個能讓產量大規模提升的機會自己找上門來。
2016年，恰逢西安大力發展“硬科技”，陜西光電子集成電路先導技術研究院收購了一座LED芯片廠及其中全套產線，計劃將其打造成為半導體項目孵化器。在這個LED芯片代工廠中，有19臺賽富樂斯“夢寐以求”的MOCVD設備。
當年年底，西安先導院的一位投資經理找到了陳辰，提出邀請賽富樂斯回國發展。陳辰經過實地考察，決定抓住這個難得的機會，雙方商定賽富樂斯可以按租用的方式使用設備進行生產。
隨后，在西安先導院的推動下，賽富樂斯僅花費四五個月，就走完了落戶西安的全部手續流程。
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現量產工業級半極性氮化鎵材料的廠商。
▲賽富樂斯藍/綠半極性氮化鎵LED外延片展示
二、轉向NPQD：用先進技術“破局”Micro-LED
產量提上去了，但開拓市場的過程中，陳辰發現了新的問題。
在嘗試打入傳統LED市場的過程中，陳辰注意到現有LED產業鏈已經非常完善，傳統的固態發光材料在滿足性能需求的同時，還價格低廉。
相比之下，賽富樂斯的半極性氮化鎵材料在技術和性能上有優勢，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，這種情況也啟發賽富樂斯團隊開始轉變產品思路。2014年，賽富樂斯成立的契機是陳辰和韓仲看到了半極性氮化鎵在照明顯示領域的前景。 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驗室推動到產業化落地，是“拿著錘子找釘子”，即先進行新技術的產業化過程，再去尋找能解決的市場痛點。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“釘子”，而賽富樂斯今年大力推動生產的NPQD技術，成為他們選定的“錘子”。
在業界，Micro-LED技術被譽為面向未來的“終極顯示技術”。Micro-LED技術的原理是在一個芯片上集成高密度微小尺寸的LED陣列，將像素點距離從毫米級別降至微米級。評價其“終極”，是因為在功耗、亮度、解析度、色彩飽和度、響應速度等方面，Micro-LED都能“吊打”智能手機屏幕新寵OLED。
響應速度方面，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可達到1500ppi，OLED為600ppi。
▲LCD、OLED、Micro-LED技術對比（圖源：奇摩理財）
但另一方面，之所以說Micro-LED“面向未來”，是因為現階段Micro-LED的成本、光效等問題仍待解決。由于Micro-LED還面臨技術上的障礙，作為過渡產品的Mini-LED產品先行在市場上推出，并取得了不錯的反響。
面對Micro-LED這項有巨大前景、同時市場化問題尚未解決的領先技術，賽富樂斯決定用NPQD探探路。所謂NPQD技術，是指基于納米孔結構的量子點色彩轉換技術 ，即在LED內部制作形成創新的“納米孔”結構，用以容納量子點，從而提升量子點的光轉換效率。
不同于當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，是出于對Micro-LED技術實現的要求，以及賽富樂斯自身情況的雙重考量。
陳辰介紹稱，一方面，NPQD技術能夠從成本、光效、色彩表現上解決Micro-LED技術面臨的問題。
具體來說，NPQD技術能夠幫助客戶節省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有解決方案的2～3倍；色彩上，由于NPQD技術基于量子點實現色彩轉換，所以在色彩的均勻性和一致性具有優勢，可以把整個屏幕上的色彩差距控制在1個納米以內，而傳統的LED芯片約有6個納米的色彩差別。
另一方面，2008～2009年間，NPQD技術已在耶魯大學的實驗室中成型。對于創辦于耶魯、創始人之一就是耶魯教授的賽富樂斯來說，NPQD技術無疑是攻堅Micro-LED技術最好的抓手。
另外，賽富樂斯團隊敏銳地注意到，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技術攻堅下來，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“為顯示光源賦能”的工作。
陳辰說：“就像爬到山頂的路可能有100條，其實有太多的技術能夠用于解決Micro-LED面臨的問題，但是真正可以實現量產并且能做出產品的，一定是在技術解決方案上比較優化，同時又有執行力的。”
根據這個邏輯，賽富樂斯選定了NPQD技術。之后，賽富樂斯團隊從2018年開始推進技術成果轉化工作，并在第二年5月份舉辦的國際信息顯示學會（SID）2019顯示周上，正式推出NPQD技術。從開始布局到技術成熟落地，這個過程歷時近兩年。
▲賽富樂斯在SID展會上全球首發NPQD技術
三、用NPQD Mini-LED撬開市場大門
經過近兩年技術攻關，賽富樂斯于今年進入推動NPQD技術的生產、出貨的關鍵階段。相比半極性氮化鎵材料，NPQD技術發布以后，收獲了更多的市場熱情。
在國際信息顯示學會（SID）2019顯示周上，賽富樂斯的產品一經發布，蘋果、三星、LG等國際知名的顯示屏產業鏈玩家當即上前詢問技術細節，并表達對NPQD技術的興趣。
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”，而是開始了謹慎的產品設計過程。陳辰將這個產品設計的過程描述為“先發散再收斂”。
“技術發布之后，我們首先得判斷我們的技術適宜于解決哪些問題、其中哪個問題是價值最大的。我們當時做了七八個產品，我們同時還在判斷，究竟哪個產品方向是技術上能夠實現，同時又跟客戶的需求接得上的。”他說。
經過思考之后，賽富樂斯選擇了“雙管齊下”的方法來推動NPQD技術落地：一方面，現階段先把推NPQD Mini-LED產品落地作為重點；另一方面，繼續跟進對NPQD Micro-LED產品的研發。
對于“為什么不直接把更革命性的Micro-LED產品作為目標”這一疑問，陳辰以自動駕駛作比進行解釋，“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，其實你很難發現它哪里有問題。如果不把產品放在市場上摔打，我們的技術也不會成熟”。
目前，賽富樂斯基于NPQD技術的0406紅光Mini-LED已經實現出貨，接下來擴大Mini-LED的生產亦是賽富樂斯的一大重點。同時，賽富樂斯對Micro-LED產品的布局也在穩步推進，并已就NPQD Micro-LED技術接到來自大企業的研發單。
▲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技術上深耕，顯示是一個萬億級別的市場，目前我們和客戶的進展都非常好。”陳辰介紹，三星、友達、群創、京東方等榜上有名的顯示屏幕產業鏈玩家，均是賽富樂斯的客戶或合作伙伴。
結語：半導體產業鏈創新大有可為
7年創業，陳辰帶領賽富樂斯經歷著從地域到產品上的變化。
如果說2014年陳辰看中半極性氮化鎵能讓LED“更亮”的特性而著手創業，更多是出于對商業機會的敏感，那么2017年回國發展的選擇、2018年對NPQD技術進行攻關，無疑是在把握時代風向、洞察市場需求后做出的成熟商業選擇。
據研究機構LEDinside預計，2020年后，Micro-LED將被引入AR/VR和大尺寸顯示器應用中，到2025年，Micro-LED市場規模有望達到29億美元。此外，Micro-LED技術還有望擴展到可穿戴/可植入器件、醫療探測、空間成像等各個領域。
半導體照明顯示市場的縮影以外，新基建的提出、科創板的設立等舉措在全國范圍內帶動芯片創業熱潮、各地政策的扶持為更多有志于芯片創業、硬科技創業的“陳辰們”提供土壤。
芯片創業正當風勁揚帆時，從實驗室到產線，還需要更多“陳辰”涌現出來，拔丁抽楔，開拓事業。
