元宇宙熱潮湧現,多間大廠搶攻商機,隨著 Meta 高階 VR 眼鏡「Quest 2 Pro」預計下半年問世;字節跳動在併購 Pico 後也積極強化中國市場的行銷,另外將推出新款裝置的蘋果和 Sony,預計 2023 年也會在市場中占據一席之地,種種跡象一再顯示出「虛實卡位戰」即將開打,誰掌握必備技術,誰取得通往元宇宙的關鍵門票。
根據 TrendForce 第二季研究顯示,今年全球 AR/VR 裝置出貨量將達 1,385 萬台,年增 40.5%,其中以微軟 HoloLens 2、Meta Oculus Quest 2 分別拿下 AR、VR 市占冠軍。
ASM 太平洋 (ASMPT) 資深業務發展經理劉俊廷指出,打開元宇宙的「門」,從 5G、6G 處理器、半導體等硬體,電池續航力,甚至感應裝置、技術開發元件,都是進入的元素之一,當中最重要的莫過於顯示技術。而目前,ASM 太平洋與市場上主要玩家合力開發新技術,致力於將元素打造成通往元宇宙的鑰匙。
通往 VR 的鑰匙已成型,AR 還要掌握一下火候
隨著元宇宙的議題火熱,將加速各廠商投入頭戴裝置的發展,促進頭戴產業成長。目前元宇宙方向分成 VR(虛擬實境)與 AR(擴增實境)/ MR(混合實境),VR眼鏡透過外部攝影機或紅外線感應,來偵測人體動作,產業發展上較為成熟。
整體來說,VR 技術所需要的技術相對成熟,目前大部分廠商已經可製造。劉俊廷表示,ASM 太平洋封裝設備已涵蓋 VR 半導體器件所需,諸如電源管理 IC、微控制器(MCU)、RF射頻通訊、微機電系統(MEMS)與感測、記憶體、鏡頭等技術,相信市場上已有不少由 ASM 太平洋設備生產的 VR 器件。
(圖表來源:ASM 太平洋)
AR眼鏡重輕量化,晶片堆疊
相較之下,通往元宇宙的 AR 鑰匙,可能還需要等待一下火候。
理想上,AR 眼鏡必須具備高亮度、高解析、設備輕量化,有助於對抗環境光,配戴時不會造成壓力,也因此,顯示器、光學系統的掌握程度便成為關鍵。
一般來說,AR 眼鏡透過 Micro LED、Micro OLED、LBS 等光引擎反射,成像在眼鏡鏡片上,由於 Micro LED 在對比度、反應性、壽命、省電等規格上都優於後者,長期看最適合發展 AR 技術。
(圖表來源:ASM 太平洋;右至左圖片素材:TriLite、CEA-Leti、Jade Bird Display)
劉俊廷指出,由於 AR 眼鏡空間有限,又要追求高解析度,必須微縮晶片,像Micro LED 晶片需小於 5 微米,所以我們在研發 Micro LED 的轉移焊接技術時,確實面對了不少挑戰。全憑 ASM 太平洋的強大研發能力,最終能克服難關,利用其 Micro LED 封裝的專利技術,成功巨量轉移 RGB Micro LED,並焊接到光引擎上。
AR 眼鏡另一個關鍵技術是光波導,目的是有效地將影像從鏡片邊緣引導到中心。堆疊光波導的過程中,須注意鏡像反射投影的精準度,同時兼顧輕薄的特性,在製作上更加困難。對此,ASM 太平洋與市場上主要的 AR 業者緊密合作,開發出專門堆疊光波導的機台,能夠全自動高精準地劃胶、堆疊和固化兩~三片鏡片,完美實現量產需求。
(圖片來源︰DigiLens)
劉俊廷表示,目前市面上和展場中出現的 Micro LED 展品,至少 80% 是出自 ASM 太平洋 Micro LED 專利封裝設備,另外針對光源組裝、後續整合服務及 AR所需的新興技術,ASM 太平洋已經與行業關鍵業者合作,開發 CMOS 感測器、微形眼球追蹤技術及超迷你型鏡頭,提高追蹤定位、眼球和手勢的精確度,他語帶把握的說:「元宇宙市場正急促發展,逐步滲透至我們日常生活中,達至普及階段已不遠,ASM 太平洋積極與龍頭企業合作研發關鍵封裝流程,尤其在新技術方面,如光引擎、光波導處理等,都能提供完善的解決方案,加快產品進入市場的時程。」
(圖表來源:ASM 太平洋)
3年內擁抱元宇宙的未來,你準備好了沒?
TrendForce 預估,到 2026 年,Micro LED AR 眼鏡的顯示器晶片產值為 4,100 萬美元。另隨著 2025 至 2026 年紅光晶片、雷射轉移、晶圓結合及全彩化等技術逐漸成熟,有望提高良率、降低生產成本,進一步推升產值。
待 Micro LED AR 眼鏡及元宇宙產業成熟後,預計先應用在特殊領域,如醫療手術或檢測儀器、工廠的環境監控或檢修工具、軍事用途等,等到技術再精進,成本價格降至可商品化的階段,有機會在消費性全彩顯示產品上應用。
劉俊廷認為,目前元宇宙、AR 應用成熟仍須 2-3 年,成本、量產性、應用面將是發展的主要考量,雖然不確定產品定價範圍,但隨著蘋果 2023 年推出頭戴式設備後,未來場景應用將更加清晰。同時,隨著各廠商在這段時間逐漸優化產品、技術,相信不久後的將來,每位用戶都可同時擁有自己的虛實