芯视元展示0.13英寸LCoS硅基微型显示芯片

对于近年来非常火热的AI眼镜，除了我们熟悉的主控芯片以外，如何显示，也是行业关注的一个重点话题。在日前举办的第十六届松山湖中国IC创新高峰论坛上，南京芯视元电子有限公司总经理、CEO 何军先生就给我们分享了0.13英寸LCoS硅基微型显示芯片在AI眼镜上的应用。
 
何军首先指出，在相当长的一段时间内，包括硅基Micro LED、 硅基OLED、LCoS和DMD在内的四种显示技术会在AI眼镜市场并行。其中，以Micro LED全彩贡献了绝对的大头，LCoS方案稳步增长，Micro OLED方案保持稳定。
 

 
从他引述的Yole数据可以看到，近年来，除稳定的BB观影类眼镜会持续采用Micro OLED方案外，消费级AR眼镜会采用全彩的LCoS和单色Micro LED方案为主。展望2030年，整个AI眼镜显示市场规模达到2200万units，其中，Micro LED全彩达到1400万units，LCoS全彩420万units，Micro LED单色220万units。
 
作为一家深耕显示赛道超过10年的企业，南京芯视元以硅基微显示技术为核心，推出包括硅基LCoS微显示芯片、硅基Micro LED/Micro OLED显示驱动背板及空间光调制器等产品，被广泛应用于AR/VR/MR眼镜、车载AR HUD、光通讯、光计算等领域。
 
据何军介绍，硅基微显示芯片是以硅基半导体为驱动背板的新型显示器件，继承了成熟的硅基半导体技术，采用CMOS结构的电路作为背部驱动板。“以单晶硅为衬底的硅基微显示器，在单晶硅CMOS工艺条件下，单像素点距可达10μm以下，像素密度提升至5000PPI以上，可以制造出尺寸更小的显示器，制造良率也大幅提升。”何军表示
 
何军同时指出，硅基CMOS背板具有众多典型优势：1、微结构尺寸小、密度高。对应于显示设备就是PPI分辨率极高，像素密度可提升至5000PPI以上；2、可控性、反应迅速、电流承载力强。速、电流承载力强，这使得采用这一技术的显示单元，如Micro LED可以实现数百万尼特的亮度水平；3、集成度高、适配性强。硅基背板特别适合制备更为复杂的控制电路，甚至是直接集成制备信息处理和存储的简单单元，这是硅基半导体的核心优势之一。
 
“正因为硅基微显示技术拥有如此多的优势，使其成为XR的基础设施。硅基微显示芯片也是打开元宇宙大门的那把关键钥匙，推动了诸如AI眼镜等显示设备的发展。”何军说。
 
凭借强大的技术实力和自主创新能力，芯视元在硅基微显示领域取得了突破性进展,实现了核心技术的国产化与自主可控。例如，公司通过建设LCoS后道产线，打通设计、生产环节,实现全流程质量管控。
 
在何军看来，LCoS也是目前综合表现最平均的光引擎技术选项。但是，传统LCoS光引擎还需要面对体积大与复杂集成、色彩管理复杂、光学效率与功耗等挑战。因此芯视元团队认为，LCoS+扁平化光源+MKLED色彩化是行业的最优解决方案。
 
通过在单颗光子集成电路（PIC）上集成数千个光学元件，并与LCoS面板直接融合，该方案彻底颠覆了传统自由空间光学系统，实现了显示模组的极致微型化。其核心在于变传统的“扩散与过滤”为片上“引导与选择”，对光的颜色、偏振和角度进行纳米级精准控制，大幅提升了光能利用率；同时结合彩色时序显示技术，在紧凑空间内释放出超高分辨率的画质。更关键的是，该方案完全兼容成熟的半导体CMOS工艺并支持200mm晶圆制造，具备极高的产能可扩展性，彻底打通了全天候AI眼镜显示模组大规模量产与成本控制的产业化瓶颈。
 
基于这样的见解，芯视元推出了0.13英寸LCoS微显示芯片，在仅0.13英寸的微型空间内，实现640 * 480分辨率。借助其极高的像素密度（PPI），该芯片成为消除“纱窗效应”、实现AR眼镜轻量化不可或缺的基础；通过采用为LCoS深度优化的专用CMOS工艺，该芯片能在成本、性能、功耗间取得最佳平衡，完美匹配高开口率、高电压驱动的需求；在4微米的单个像素内，通过创新电路与布局实现高开口率，攻克了光效率、亮度与对比度的核心挑战，展现了顶尖的像素级设计能力；在该芯片中还搭载了可灵活配置的数字驱动，能在显示帧率，灰阶等级，功耗等关键参数上可动态灵活配置。
 
何军表示，业界对AR眼镜微显示的需求是小、分辨率高、价格低。芯视元也朝着这个目标尽可能优化，逐步往前迭代。何军同时指出，色彩化和轻量化也是AI眼镜微显示的刚需，这同样是必须解决的问题。
 
他同时表示，现在随着巨头纷纷进入，AI眼镜这个赛道越来越热闹，产品也多样化。但他也重申，不管将来形态怎样变化，芯视元将继续以技术创新驱动发展,助力硅基微显示产业的自主化与全球化，为全球客户提供领先的新型显示解决方案。
 
“我们是全球领先的硅基微显示全栈式赋能者”，何军最后说。