中国粉体网讯 2026年5月21日，由中国粉体网主办的“2026AR/VR眼镜核心技术与应用大会”在江苏·苏州合景万怡酒店隆重召开！大会期间，中国粉体网记者有幸邀请到多位专家、企业界代表做客我们的“对话”栏目，畅谈AR/VR眼镜前沿技术革新、市场发展现状、落地应用场景以及产业未来趋势，共同探寻产业发展新机遇。本期为您分享的是南京大学庄喆副教授的专访。
南京大学庄喆副教授
中国粉体网：庄教授，首先请您介绍一下Micro-LED微显示技术及主要优势？
庄教授：Micro-LED微显示技术，简单来说，就是将传统的LED芯片尺寸微缩至微米级（通常小于10微米），并将其高密度地集成在硅基CMOS驱动背板上，形成独立可控的发光像素阵列。Micro-LED微显示技术目前主要可应用在AR/VR等应用场景中。从技术优势来看，Micro-LED在各项显示核心性能指标上均具有优势，比如：
亮度与对比度：作为无机自发光技术，Micro-LED的亮度可实现百万级尼特的超高亮度；由于每个像素都能完全关闭，它能提供纯黑和超高对比度。
超长寿命与稳定性：Micro-LED采用无机化合物半导体材料，具有极高稳定性，能够适应更苛刻的工作环境。
超高反应速度与能效比：Micro-LED具有纳秒级响应速度，能有效消除动态残影；电光转换效率高，功耗低，这对于依赖电池供电的便携式设备至关重要。
总结来说，Micro-LED微显示技术凭借其高亮度、高分辨率、低功耗和长寿命等特征，被认为是新一代微显示（尤其是增强现实AR）的重要解决方案之一。
中国粉体网：对于AR用Micro-LED显示，当前面临的主要挑战有哪些？
庄教授：尽管Micro-LED微显示技术具有很好的性能优势，但要将其应用到消费级AR眼镜中，当前最核心的挑战可以概括为以下三点：
第一，全彩化实现难度大。AR眼镜需要微型化的三色（RGB）光源。然而，如何将红绿蓝三色芯片进行集成仍然十分困难。目前行业普遍尝试采用“蓝光+量子点（QD）色彩转换”的方案，但这又带来了量子点材料在高强度辐射下的寿命退化、光串扰等问题。
第二，“尺寸效应”导致的光效衰减。随着芯片尺寸从常规LED缩小到几微米，芯片发光效率会大幅下降。特别是红光芯片，它的发光效率下降幅度远大于蓝绿光，这将导致微显示屏功耗增大。
第三，驱动电路异质集成。AR用Micro-LED通常用硅基CMOS作为驱动电路，而发光像素则是III-V族化合物半导体材料，发光像素和驱动电路材料不同，在集成键合时存在热失配等问题；此外AR用Micro-LED显示像素通常只有几微米，因此像素与驱动电路进行集成需要高精度对准，这些都给集成带来了很大挑战。
中国粉体网：Micro-LED微显示的键合集成工艺有哪些，最具发展前景的是什么？
庄教授：在微显示领域，如何将发光阵列与驱动背板完美融合，是决定产品成败的关键。据我了解，目前主要键合集成工艺可以分为两种：
第一种是Die-to-Die或者是Die-to-wafer键合，通过高精度对准，将Micro-LED每个像素与硅基CMOS像素电路一一对应键合。
第二种是wafer-to-wafer的晶圆集成：这种工艺不进行单个芯片的搬运，而是将整片LED晶圆与硅基CMOS驱动晶圆通过晶圆级键合直接结合在一起，然后再通过半导体微纳加工（如光刻、刻蚀）将LED分割成微米级的像素。
目前来看，两种方案都有各自的优缺点，但是从批量生产角度，晶圆级键合的方案更具有优势，而且不需要精确对准键合，可能更具前景。
中国粉体网：报告中提到的氮化镓基红光Micro-LED，核心突破点有哪些？
庄教授：氮化镓（GaN）基红光Micro-LED与现在的蓝绿光Micro-LED属于同一材料体系，有望替代传统磷化物红光芯片，是红光Micro-LED芯片，特别是10微米以下芯片的重要技术方案之一。
然而，目前GaN基红光Micro-LED仍有一系列亟待突破的关键问题：（1）红光氮化镓基外延材料缺陷多，导致器件发光效率仍然偏低；（2）波长漂移严重：氮化镓基红光芯片随着驱动电流变化发光波长可能发生变化，导致显示颜色偏差（例如从红光变成橙光或黄光）。（3）外延均匀性：因为要使氮化镓发光红光，需要掺入大量铟原子，而铟原子对温度、材料局域应变等非常敏感，导致整个晶圆上的铟原子并入不均匀，大尺寸外延的一致性差，未来产业化应用需要重点突破。
中国粉体网：您目前在AR用Micro-LED显示领域有哪些重点研究方向，进展如何？
庄教授：我们团队主要围绕材料、器件、集成这几个方向展开研究。一是材料方面，无论是氮化镓红光还是磷化物红光，都存在一些关键科学问题，所以是一个重要研究方向。国内外高校和科研院所也在这两个方面开展了很多研究工作，目前取得了不少进展，材料质量在不断提升，效率也提升很快；二是器件制造，特别是微小尺寸的Micro-LED芯片，目前效率仍然有改进空间，这对降低最终屏幕功耗有很大作用；最后在集成方面，键合工艺改进和良率提升应该是微显示屏走向量产和规模应用的关键环节，除了键合集成外，一些外延集成方案也在学术界被提出，可能也是未来的技术路线。总的来说，尽管现在已经有很多Micro-LED微显示屏demo的报道，但是从整个技术链上来讲，依然有很多底层材料、基础器件、异质集成的相关技术问题值得研究攻关。
（中国粉体网编辑整理/石语）
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