100多年前,車燈的雛形是煤油燈,僅能提供基本照明。隨著時間的推移,車燈經歷了從煤油燈到乙炔燈、白熾燈和鹵素燈的演變,白熾燈和鹵素燈逐步被氙氣大燈和LED大燈取代。相較于疝氣大燈,LED具有高亮度、長壽命和低能耗等特點,其中Micro LED作為LED領域的新興的車燈技術,正在逐步嶄露頭角。
Micro LED技術賦能汽車照明
在智能化時代,車燈已成為整車技術的重要組成部分。其中,自適應遠光燈(ADB)通過感知系統和多光源調節技術,實現自動遠近光切換和精準照明。隨著技術進步,車燈逐步發展為矩陣式LED大燈,既提升照明效果,又能智能調節光線分布,從而增強駕駛安全性。
根據TrendForce集邦咨詢分析,隨著Micro LED像素數組(Micro LED Pixel Array)導入自適應性頭燈,能精準進行獨立數字控制的像素將大幅提升至100,000顆像素點,當LED像素點越多,愈能彈性調整照射區域,以增加行車安全,并以此滿足各區域市場法規的需求,有助于車燈廠商減少不同區域市場在頭燈的開發、生產和物流上所需的成本。
雖然Micro LED技術在智能汽車照明領域的應用仍處于初期階段,但一些高端車型已率先搭載,保時捷卡宴、蔚來ET9、大眾途觀L Pro以及途銳頂配版等均已配備Micro LED車燈,概念車別克Wildcat也采用了Micro LED技術,為未來汽車照明的發展提供了前瞻展示。
Micro LED車燈產品引人注目
Micro LED技術在高端車型的應用不僅展示了其在汽車照明領域的巨大潛力,也為整個行業的發展開辟了新的思路。隨著汽車制造商對照明技術的要求不斷提升,Micro LED憑借其卓越的亮度、色彩表現和精確控制,有望成為高端車型的理想選擇。
當前Micro LED像素車燈技術正處于用戶培養階段。據LEDinside不完全統計,已有近20家企業推出Micro LED車燈相關產品,包括馬瑞利、海拉、星宇股份等車燈廠商,以及艾邁斯歐司朗(ams OSRAM)、鴻利智匯、京東方華燦光電、國星光電、晶能光電等LED廠商。
Micro LED車燈在像素表現上突出,許多產品像素達到萬級及以上。
25,600像素:這一像素數量在多個產品中被廣泛應用。馬瑞利的全新Micro LED車燈模組集成25,600顆像素,且其h-Digi? Micro LED照明模塊的1:4長寬比規格同樣具有25,600個像素;大茂偉瑞柯的ADB像素大燈也集成25,600個Micro LED像素。
ams OSRAM的EVIYOS 2.0高像素Micro LED前大燈光源則具有25,600個可單獨控制的Micro LED,像素間距為40微米,并應用于馬瑞利的h-Digi? Micro LED照明模塊。
艾邁斯歐司朗EVIYOS 2.0高像素投影大燈
其他像素數量:除了25,600像素的產品外,其他產品也在像素數量上有出色表現。
海拉的SSL|HD技術采用日亞-英飛凌合作的16,384像素方案,Micro LED電源選擇英飛凌的TLD5501方案,應用于2023款保時捷卡宴;京東方華燦光電Micro LED ADB矩陣式大燈實現萬級像素動態控制,每個發光單元超40,000顆芯片;國星光電Micro LED光源具有40,000余顆LED發光單元;數字光芯的Micro LED硅基大燈芯片像素超過16萬個。
京東方華燦光電Micro LED ADB矩陣式像素大燈
除了傳統的照明功能外,隨著智能化技術的融入,越來越多的車燈產品具備了投影功能。
星宇股份的高清ADB模組能夠在地面投射圖文,并通過實時矯正技術確保投射圖像的清晰性。光寶科技的高階Micro LED頭燈模塊也具有類似的投影功能,不僅能夠提供高亮度照明,還能在地面投射圖標和文字等信息,增加了車燈的智能化和互動性。
而隨著車燈技術的不斷發展,精確控制每個像素的能力成為提升照明效果的重要因素。國星光電的萬級像素智能化大燈采用鍵合技術,將微米級藍光LED芯片陣列集成到CMOS控制電路上,實現了Micro LED陣列中單個像素獨立控制。晶能光電ADB矩陣式像素大燈模組采用硅基Micro LED芯片,可實現區域控光和每個像素單元獨立控光。
國星光電Micro LED像素化大燈(圖片來源:國星光電)
在高亮度和高性能方面,Micro LED車燈同樣表現不凡。鴻利智匯今年上海車燈展期間展出的Micro LED投影大燈有效流明輸出可達500lm,同在展會上,晶合光電帶來“畫芯?一號” 4萬像素Micro LED光源芯片,擁有2500lm光源總光通量。
數字光芯推出的Micro LED硅基大燈芯片,像素超過16萬個,最大工作電流超過30A,這使得其能夠提供極高的亮度和穩定性。芯元基的Micro LED像素車燈光源芯片同樣具備高亮度和高清晰度,能夠在10米的距離上進行高標準投射,滿足高性能車燈的需求。
除了亮度和智能化功能外,產品的可靠性也是車燈設計中不可忽視的一個方面。京東方華燦光電Micro LED ADB矩陣式像素大燈通過高反射熱電一體式像素隔離工藝,產品光電性能與長期可靠性獲得顯著提升;目前,正加速從產品研發階段向量產化階段持續推進。
從設計與性能角度來看,馬瑞利的Micro LED車燈模組在輕量化設計上也表現突出,重量僅為600g,有助于減少車輛的整體重量和能耗。晶合光電的Micro LED光源芯片及投影模組則具有小尺寸的特點,能夠完美安裝在前照燈內部,使車燈的整體設計更加緊湊。
這些創新的Micro LED車燈產品在技術上體現了多個方面的突破,包括高分辨率、動態控制、圖像投影、亮度輸出和芯片技術的創新。它們不僅提升了車燈的基礎照明功能,還為汽車帶來了更多智能化和互動化的功能,極大地增強了駕駛體驗和安全性。
國產LED企業積極推動Micro LED車燈技術發展
除了產品創新,Micro LED車燈相關技術和項目的進展也在持續推進。國產LED企業積極跟進這一趨勢,通過不斷加大研發投入和技術創新,進一步推動產業化進程。
為推進Micro LED在萬級像素矩陣車燈和車載HUD(抬頭顯示器)中的應用,晶能光電開發出藍光Micro LED外延結構,能夠在1000A/cm2的條件下實現超過20%的外量子效率,滿足了萬級像素矩陣車燈和車載HUD對高亮度、高效率和高可靠性的要求。
芯元基則于2023年10月成功點亮了矩陣Micro LED車燈芯片,并通過優化核心技術和創新專利,顯著提升了芯片的亮度。其采用的化學剝離技術實現了無損轉移GaN像素點,同時在像素點出光面添加了棱錐形微結構,從而增強了光輸出的均勻性。
同年9月,數字光芯完成了中國首顆Micro LED硅基驅動汽車像素大燈芯片的設計和流片,并與下游合作伙伴芯元基于同年10月完成了Micro LED像素大燈的Micro LED鍵合工藝,該芯片于同年10月23日調試成功并點亮。
今年2月,數字光芯取得一項名為“Micro LED顯示芯片及適用于其的像素驅動方法、電子設備”的專利。該專利在Micro LED車燈領域的作用主要體現在優化驅動電路、提升顯示效果、降低功耗與成本,以及提高系統集成度等方面。
在項目推進方面,聚燦光電于2024年11月在宿遷投產的Mini/Micro LED芯片生產線,以及今年1月投產的240萬片紅黃光外延片項目,目標應用領域均包括新能源汽車與汽車剎車燈等領域。
晶合光電則在2024年5月成功簽約了臺州Micro LED車燈項目,總投資10億元。該項目將建立智能車燈控制系統的研究和生產基地,并依托上海大學微電子學院的Micro LED技術,建設先進封裝測試量產線,推動國產數字車燈芯片的落地。
數字光芯Micro LED項目于2024年2月落戶浙江湖州,總投資約2億元。該項目計劃建設研發中心及項目總部,并設立硅基顯示驅動芯片生產線,年產2000萬套硅基顯示芯片、模組和Micro LED驅動芯片。這一投資有望進一步推動Micro LED技術在車燈領域的應用。
立琻半導體在2023年11月表示,未來將推出基于硅基GaN的Micro LED萬像素級大燈光源芯片,具備圖像投影功能。今年2月,立琻發布首款硅基GaN單芯集成全彩Micro LED芯片LEKIN-SiMiP,并與惠科等顯示客戶合作,驗證其在微間距LED大屏直顯應用中的效果。
小結
全球范圍內,國際大廠憑借先發優勢推動了Micro LED車燈技術的發展,中國廠商憑借技術創新能力,正奮起直追,逐步縮小與國際先進水平的差距。未來,國內廠商將在產品研發、技術創新和項目布局上加大投入,進一步加速Micro LED車燈技術的應用進程。
根據TrendForce集邦咨詢《金級+會員市場報告: 全球LED產業數據庫與LED廠商季度更新》(了解報告>)分析,車用LED廠商在手訂單表現,車市生產將有望于2H25再次復蘇,加上2026年車款持續計劃導入先進技術,預期2025年車用LED市場產值將有望成長至35.09億美金。
在這一趨勢的推動下,LED技術預計將在2025年持續滲透,推動車用照明技術創新。Micro LED車燈有望在車載照明系統中扮演更為關鍵的角色,國產LED廠商將在這一進程中占據重要地位。
文:LEDinside Mia
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