TSMC, мировой лидер в области производства полупроводников, и компания Avicena объявили о сотрудничестве в области создания оптических соединений нового поколения. Их цель — разработать технологию microLED-интерконнектов, которая заменит медные кабели внутри серверных стоек и обеспечит высокоскоростную и энергоэффективную передачу данных между графическими процессорами (GPU) в ИИ-инфраструктуре.

Источник изображения: Bardia Pezeshki / IEEE Spectrum

Необходимость перехода к оптике вызвана стремительно растущими требованиями к ИИ-инфраструктуре, где объём данных увеличивается кратно, задержка в передаче становится критичной, а существующие медные соединения больше не справляются с нагрузкой. Как пояснил Лукас Цай (Lucas Tsai), вице-президент TSMC, индустрия стремится интегрировать оптические каналы как можно ближе к печатной плате. Речь идёт об интерконнектах внутри стоек, где сотни GPU обмениваются данными в режиме почти постоянной загрузки.

Технология LightBundle, созданная Avicena, представляет собой инновационный способ передачи данных без использования лазеров. Вместо них применяются сотни синих microLED, каждый из которых передаёт данные через отдельное многоканальное оптоволокно — так называемое изображающее волокно (англ. — imaging fiber), обеспечивающее параллельную передачу. Передатчик работает как миниатюрный дисплей, а приёмник — как камера. Каждая линия соответствует одному пикселю и обеспечивает скорость 10 Гбит/с. Даже базовая конфигурация на 300 пикселей позволяет передавать до 3 Тбит/с на расстояние до 10 метров при энергозатратах менее 1 пДж на бит. Как подчёркивает генеральный директор Avicena Бардиа Пезешки (Bardia Pezeshki), его компания создаёт оптические соединения без всей сложности, связанной с лазерами.

Сегодняшние оптические соединения, основанные на лазерах, уже используются на расстояниях в десятки и сотни метров. Однако такие решения включают в себя сложные и дорогостоящие компоненты: модуляторы, гребенчатые лазеры, кольцевые резонаторы и трансиверы. Основной вызов в лазерной архитектуре связан с надёжностью и высокой стоимостью соединений волокна с чипами. Кроме того, при использовании многоволновых сигналов возрастает нагрузка на вычислительную систему, так как требуется электронное разбиение канала на отдельные потоки. В отличие от этого, система Avicena использует по одному физическому каналу на каждый поток данных — решение, которое проще, надёжнее и масштабируемо.

Принципиальным отличием технологии Avicena является ставка на зрелые потребительские компоненты. Светодиоды, матрицы камер и дисплеи — это производственные ниши с десятилетиями практики, налаженной логистикой и стабильной себестоимостью. Как подчёркивает Пезешки, компания может масштабировать подход до необходимых объёмов и стоимости гораздо быстрее, чем если бы разрабатывала всё с нуля. В отличие от кремниевой фотоники, которая за последние 30 лет продвинулась далеко, но по-прежнему требует создания сложных элементов, таких как кольцевые резонаторы и гребенчатые лазеры, технология LightBundle обходится лишь минимальными модификациями существующих дисплейных и камерных решений. Именно такая практичность, вероятно, и стала ключевым аргументом для TSMC, которая согласилась производить фотодетекторные массивы для оптических чиплетов Avicena.

Результаты уже впечатляют. По словам Пезешки, прототип LightBundle демонстрирует энергопотребление менее 1 пДж/бит, тогда как другие технологии оптических соединений с трудом преодолевают порог в 5 пДж/бит. Эта разница критична при масштабировании на десятки или сотни тысяч соединений внутри дата-центра. По его словам, решения Avicena уже «перекрывают» возможности кремниевой фотоники — как по энергетике, так и по стоимости. И хотя компании ещё предстоит путь к полноценному производству, сочетание высоких показателей и зрелости используемых компонентов уже создаёт устойчивую основу для массового внедрения.

В этом году Hisense и TCL намереваются выпустить ЖК-телевизоры с подсветкой RGB miniLED, а Samsung показала на CES 2025 свой первый ЖК-телевизор, получивший подсветку RGB microLED, пишет ресурс FlatpanelsHD.

Источник изображений: flatpanelshd.com

Уникальную панель корейский производитель продемонстрировал за день до начала CES 2025 во время мероприятия Samsung First Look. Экспонат сопровождало название RGB Micro LED, но Samsung уже несколько лет продаёт телевизоры microLED, и на сей раз данное обозначение относится к подсветке, а не непосредственному выводу изображения. И это новый этап эволюции телевизоров, который следует за подсветкой miniLED.

На выставке Samsung показала 98-дюймовую модель с разрешением 8K. Пока это прототип, у которого нет официального названия, но компания заявила, что намеревается выпустить серийный вариант уже в 2025 году — это будет флагманский 8K-телевизор, который помимо 98-дюймового может получить и другие размеры экрана. Панель подсветки microLED содержит «минимум в три раза» больше светодиодов по сравнению с miniLED. Это помогает увеличить яркость, количество зон затемнения, повышает энергоэффективность и благотворно сказывается на качестве изображения.

В ходе демонстрации Samsung явно хотела подчеркнуть, что подсветка RGB microLED с ЖК-панелью VA обеспечивает более насыщенные цвета по сравнению с традиционной miniLED на синих светодиодах и квантовых точках. И компании это удалось — некоторые посетители выставки принимали телевизор за модель на чистых microLED.

LG является давним поставщиком дисплеев для Apple, например, для линейки мониторов Studio Display, и вкладывает большие средства в развитие перспективных технологий для новых «яблочных» устройств. Одной из таких разработок стал дисплей MicroLED для Apple Watch Ultra. Но Apple отказалась от реализации этого проекта, и теперь LG хочет получить компенсацию за понесённые расходы.

Источник изображения: Pixabay

Изначально использование дисплея MicroLED в Apple Watch Ultra казалось перспективной идеей — плюсами технологии по сравнению с MiniLED являются качественная цветопередача, высокая яркость и энергоэффективность. MicroLED превосходит OLED по яркости подсветки при пониженном энергопотреблении. К сожалению, все эти преимущества были перечёркнуты ожидаемыми значительными затратами при масштабировании производства, что вынудило Apple отказаться от реализации проекта, невзирая на договорённости.

LG вложила существенные средства в разработку продукта, в том числе приобрела 14 патентов США, так или иначе относящихся к экранным технологиям MicroLED. Более того, компания привлекла к разработке других партнёров и инвесторов, которые теперь тоже понесут убытки. Отказ Apple приведёт к расторжению нескольких крупных контрактов, простою дорогостоящего оборудования и перепрофилированию уже нанятых для участия в проекте специалистов.

Учитывая вышеизложенное, желание LG получить компенсацию за понесённые расходы представляется само собой разумеющимся.

Накануне известный автор публикаций о продукции Apple на страницах Bloomberg — Марк Гурман (Mark Gurman), заявил о решении компании отказаться ещё от одной длительной инициативы. После семи лет разработок она теперь не будет пытаться создать дисплеи типа microLED для использования в фирменных умных часах Watch.

Источник изображения: Apple

Более яркие дисплеи такого типа, обладающие улучшенной цветопередачей, должны были сперва прописаться в Apple Watch, но со временем компания могла внедрить их и на более крупных устройствах. Как отмечает источник, данные усилия потребовали слишком больших затрат и столкнулись с техническими трудностями, поэтому Apple была вынуждена оставить соответствующие попытки. Задействованные в разработке microLED группы специалистов Apple подвергаются сокращению и реорганизации.

Прежде Apple предпочитала полагаться на разработки в сфере создания дисплеев, которые ей предлагали партнёры в лице LG Display или Samsung. Развивая собственные компетенции в данной сфере, Apple рассчитывала получить конкурентное преимущество над конкурентами. Технология microLED показалась её перспективной, поскольку она позволяет повысить качество цветопередачи, снизить энергопотребление и уменьшить толщину корпуса устройства. Начав внедрение с Apple Watch, компания со временем рассчитывала вытеснить OLED при помощи microLED из своих смартфонов, планшетов и ноутбуков.

Как отмечает Bloomberg, попытки создать собственные дисплеи типа microLED были запущены компанией Apple около семи лет назад. Первоначально планировалось, что в часах Watch созданные дисплеи типа microLED появятся к началу 2020 года, но сроки постоянно сдвигались. Компания даже построила небольшую производственную линию в Калифорнии, где планировала наладить опытное производство дисплеев такого типа, а в Азии были организованы профильные исследовательские центры. Представителям Bloomberg удалось убедиться на уходящей неделе, что предприятие в Калифорнии до сих пор функционирует, из здания выходят люди, а на парковке находятся их личные машины.

По словам источника, Apple не отказывается от идеи использования дисплеев типа microLED в своих прочих устройствах, за исключением Watch, но пытается найти новые технологии их производства и подрядчиков, которые смогут их освоить. Когда данная инициатива в её нынешнем виде принесёт свои плоды, представители Bloomberg предсказать не берутся.

Несколько дней назад компания OSRAM, являющаяся одним из поставщиков Apple, заявила о намерении пересмотреть свою стратегию по выпуску дисплеев MicroLED из-за «неожиданной отмены» одного из важнейших проектов. Позднее аналитики Counterpoint Research сообщили, что решение OSRAM связано с проектом по выпуску смарт-часов Apple Watch Ultra с дисплеями MicroLED. Теперь же эту информацию подтвердил авторитетный аналитик Мин-Чи Куо (Ming-Chi Kuo).

Источник изображения: Apple

По словам Куо, Apple действительно передумала выпускать смарт-часы с дисплеями MicroLED в «обозримом будущем», перенеся реализацию этого проекта на неопределённый срок. Это связано с тем, что в настоящее время затраты на производство дисплеев MicroLED «слишком высоки», чтобы проект был «экономически жизнеспособным».

«Моё последнее исследование показывает, что Apple отменила проект по созданию Apple Watch с MicroLED-дисплеями, потому что Apple считает, что MicroLED не может повысить ценность этого продукта, а производственные затраты слишком высоки, чтобы сделать его экономически жизнеспособным», — считает аналитик.

В сообщении сказано, что компания OSRAM являлась единственным поставщиком дисплеев MicroLED для Apple к моменту отмены проекта по выпуску смарт-часов с такими дисплеями. Куо также добавил, что у Apple «нет планов» по массовому производству устройств с дисплеями MicroLED в «обозримом будущем». Аналитик назвал отмену проекта «серьёзной неудачей» для Apple, добавив, что многие сотрудники, работавшие над смарт-часами с дисплеями MicroLED, были уволены.

Ещё в середине уходящего месяца стало известно, что китайская компания Lenovo на выставке MWC 2024 продемонстрирует прототип ноутбука с прозрачным дисплеем, и устройство по имени ThinkBook Transparent Display Laptop действительно демонстрировалось производителем на мероприятии. Создатели предполагают, что меняющий степень прозрачности дисплей привлечёт внимание художников и дизайнеров.

По словам представителей Lenovo, на которые ссылается The Verge, прозрачный экран может понадобиться специалистам по работе с фотографиями и графикой. Архитектор, расположив такой ноутбук напротив интересующего его пейзажа, сможет создать эскиз будущего здания, не отводя глаз от экрана. С внешней стороны крышки ноутбука расположена камера, которая распознаёт расположенные за ноутбуком предметы. Это позволяет, по замыслу Lenovo, работать с технологиями дополненной реальности.

Технически безрамочный дисплей типа MicroLED имеет диагональ 17,3 дюйма и лишён рамок, а поддерживаемое им разрешение ограничено 720p. Впрочем, если бы Lenovo пожелала сделать прозрачную панель типа OLED, то разрешение дисплея пришлось бы опустить до 480p. Чтобы превратить поверхность дисплея в непрозрачную, её нужно заполнить белым фоном, при этом максимальная яркость экрана достигает 1000 нит. Существующий прототип не позволяет сделать непрозрачной всю поверхность экрана, но в серийном варианте Lenovo рассчитывает этого добиться. Степень прозрачности дисплея не превышает 55 процентов. По мнению представителей компании, подобные технологии в серийных ноутбуках найдут применение в течение ближайших пяти лет.

Источник изображения: The Verge

Физической клавиатуры прототип ноутбука лишён, вместо этого на стеклянной поверхности в случае необходимости отображается виртуальная клавиатура, которая отключается автоматически при отдалении пользователя от компьютера. На этой поверхности при помощи прилагаемого пера можно рисовать и чертить, что лишний раз доказывает узкую функциональную направленность устройства. Нет никаких гарантий, что Lenovo выпустит ноутбук с прозрачным дисплеем в серию.

Появления смарт-часов Apple Watch Ultra следующего поколения с новыми MicroLED-дисплеями вряд ли стоит ожидать в 2026 году, сообщает южнокорейское издание The Elec. Компания сталкивается с высоким уровнем брака при выпуске таких дисплеев, что делает ещё более дорогой и без того недешёвую технологию.

Источник изображения: Apple

В прошлом году аналитики из TrendForce предсказывали, что Apple Watch Ultra следующего поколения могут быть представлены в 2026 году. Это шло вразрез с предсказаниями других источников, которые были уверены, что устройство появится на рынке в 2025 году. Однако по данным южнокорейского издания The Elec, проблемы, связанные с высокой стоимостью производства MicroLED-экранов и объёмом выпуска годной к использованию продукции являются ключевыми факторами, не позволяющими Apple начать массовое производство MicroLED-панелей для новых Apple Watch Ultra. Компания может даже перенести запуск новых смарт-часов на срок позднее 2026 года, пишет издание.

По информации различных источников, Apple ведёт разработку новой технологии MicroLED-дисплеев уже чуть ли не десятилетие. Эти передовые дисплеи обеспечат повышенную яркость, лучшую цветопередачу, более широкий динамический диапазон, лучшие углы обзора и энергоэффективность, а изображение на таких экранах будет выглядеть так, как будто оно «нарисовано» поверх защитного стекла, которое будет устанавливаться на эти панели.

Актуальная модель смарт-часов Apple Watch Ultra оснащена экраном с диагональю 1,93 дюйма. В свою очередь, для часов нового поколения прогнозируется использование 2,12-дюймового экрана MicroLED. Проблема в том, что стоимость производства такого экрана с высокой плотностью пикселей является непомерно высокой для устройства, которое сейчас продаётся за $799. Отмечается, что расчётная стоимость производства 2,12-дюймового экрана MicroLED составляет $150, что в четыре раза дороже стоимости выпуска OLED-экрана ($38). При таких расценках производства одного лишь экрана конечная стоимость устройства может оказаться значительно выше $1000.

Для сравнения, производство 6,1-дюймового и 6,7-дюймового экранов для смартфонов iPhone 15 обходится в 80 и 120 долларов соответственно. С учётом текущих цен стоимость Apple Watch Ultra с экраном MicroLED окажется значительно выше, чем у новейших смартфонов iPhone. По мнению южнокорейского издания, с учётом всех этих факторов возможный выход смарт-часов Apple Watch Ultra с экраном MicroLED даже в 2027 году кажется слишком оптимистичным прогнозом.

Предполагается, что в долгосрочной перспективе Apple заменит все использующиеся в настоящий момент ЖК, OLED и Mini-LED панели на MicroLED-экраны в своих устройствах. Новые экраны получат не только Apple Watch, но также смартфоны iPhone, планшеты iPad, компьютеры Mac и гарнитура смешанной реальности Vision Pro. А одна из причин, почему Apple ведёт собственную разработку технологии экранов, заключается в том, что компания хочет снизить свою зависимость от Samsung в качестве поставщика панелей.

Jade Bird Display объявила о создании красного светодиода MicroLED, обеспечивающего яркость более 1 млн кд/м². Компания заявила, что это достижение является рекордным и оно будет иметь большое значение для развития полноцветных AR-гарнитур, смарт-очков и микропроекторов.

Источник изображения: JBD

До этого момента красные светодиоды MicroLED были слабым звеном в полноцветных микропроекторах JBD Hummingbird, используемых в AR-устройствах. В 2021 году компания создала красный светодиод MicroLED с пиковой яркостью 300 тыс. кд/м², в 2022 году — более 500 тыс. кд/м², а в начале 2023 года — 750 тыс. кд/м². Теперь же разработчики сообщили о создании красного светодиода MicroLED с пиковой яркостью 1 млн кд/м², что соответствует показателю лучшего синего светодиода, но всё же уступает зелёному MicroLED с яркостью 5 млн кд/м².

Тем не менее, новые красные светодиоды MicroLED позволяют миниатюрному проектору JBD Hummingbird объёмом всего 0,4 см³ и весом 1 г выдавать до 5 люмен при энергопотреблении 200 мВт. За счёт оптических волноводных линз цветной проекционный дисплей с разрешение 640 × 480 пикселей может достигать яркости на уровне глаз выше 1000 кд/м².

В пресс-релизе китайского производителя сказано, что свои плоды принесло решение использовать для создания красных светодиодов MicroLED фосфид алюминия-галлия-индия (AlGaInP). Отмечается, что этот материал стал ключом к созданию высокоэффективного красного светодиода. «Он имеет полосу пропускания, которая наилучшим образом соответствует красному свету, и является наиболее зрелым полупроводниковым материалом, используемым в отрасли для изготовления красных светодиодов», — сказано в сообщении JBD.

Также отмечается, что работа компании над вспомогательными технологиями, такими как эпитаксия кристаллов и пассивация чипов, сыграла важную роль в повышении уровня яркости красного светодиода. Важно и то, что прирост яркости был достигнут при сохранении «нормального энергопотребления», благодаря чему не требуется дополнительное питание.

Массовое распространение microLED-дисплеев становится всё ближе к реальности. Ожидается, что к 2027 году цена этих панелей уменьшится в четыре раза по сравнению с их текущей стоимостью, что сделает их доступными для широкого использования.

Источник изображения: Samsung

MicroLED, как и OLED, представляет собой технологию самоизлучающих дисплеев с массивом микроразмерных светодиодов, точно расположенных для достижения высокого разрешения и качественного изображения. Также эта технология считается идеальным выбором для производителей телевизоров благодаря отсутствию проблемы выгорания, которая является общим недостатком технологии OLED.

Согласно отчёту исследовательской компании Omdia, опубликованному 30 июля, стоимость средних microLED-панелей с диагональю — 10,1 до 14,6 дюйма — в настоящее время составляет — $5800 до $10000 за единицу. Однако к 2027 году цены могут уменьшиться до $1277 для 10,1-дюймовых, $1800 для 12,1-дюймовых и $2400 для 14,6-дюймовых панелей.

Тайваньские компании, такие как Innolux, AU Optronics и Netronix, быстро воспользовались возможностями рынка microLED. Они обеспечили себе лидирующие позиции в области разработок на этом рынке, в то время как корейские компании, такие как Samsung Display, неохотно занимаются разработкой дисплеев среднего размера.

Apple Vision Pro имеет больше пикселей, чем 4K-телевизор — экраны micro-OLED содержат 23 млн точек. Источник изображения: Apple

Технология MicroLED находит широкое применение в устройствах смешанной и дополненной реальности (XR и AR), а также в телевизорах премиум-класса. Уменьшение стоимости этих панелей может стимулировать их применение в бортовых информационно-развлекательных системах в автомобилях класса люкс и высокопроизводительных ноутбуках.

Снижение стоимости microLED-панелей является ключевым фактором для их широкого распространения. В любом случае, будущее microLED выглядит многообещающим, и эта технология может стать новым стандартом качества.