CoolSi Semiconductor erkundet die Aufrüstung von LED-Displays mit Chips und Verpackungstechnologien

Das OpenRoll-Projekt von Cosilicon Semiconductor erforscht einen Produktpfad für flexible FPC-Rollbildschirme, der durch Hochspannungs-LED-Treiberchips in Reihenschaltung und All-in-One-Gehäuse unterstützt wird. Das Projekt konzentriert sich auf originelle 24V/36V-Hochspannungs-LED-Treiberchips in Reihenschaltung und das MP-AMIP-16 integrierte Gehäuse aus Leuchte und Treiber, um die kooperative Verbesserung von Kleinabstandsdisplays in Bezug auf Stromversorgung, Herstellung, Bildschirmform und Wartungsverfahren zu fördern. Das Projekt plant ein Kapitalprogramm von insgesamt 100 Millionen Yuan, das nach Meilensteinen vorangetrieben wird, wobei die erste Tranche etwa 5 Millionen Yuan beträgt.

Vom Treiberchip zum Gehäuse: Lösung der Systemprobleme von flexiblen Displays

Die Entwicklung von LED-Displays zu kleinen Abständen und Flexibilität betrifft nicht nur die Form des Bildschirms. Treiber, Stromversorgung, Gehäuse, Bestückung und Wartung müssen in demselben System koordiniert entworfen werden. Wie man gleichzeitig Pixeldichte, dünne leichte Struktur und Wartungsfreundlichkeit berücksichtigt, ist das Problem, das OpenRoll lösen möchte.

Laut dem vom Team bereitgestellten Geschäftsplan erforscht OpenRoll um originelle 24V/36V-Hochspannungs-LED-Treiberchips in Reihenschaltung, kombiniert mit dem 16-in-1 integrierten Gehäuse aus Leuchte und Treiber und flexiblen FPC-Leiterplatten, den Produktpfad von Chips, Gehäusen, flexiblen Leiterplatten bis zu fertigen Anzeigeprodukten. Dabei bezieht sich 24V/36V auf das Reihenschaltungs-LED-Treiber- und Stromversorgungskonzept, das nicht gleichbedeutend mit dem direkten Anschluss des Bildschirms an das öffentliche Stromnetz ist.

Das Gehäusekonzept MP-AMIP-16 soll den Treiberchip mit 16 Gruppen von RGB-Pixeln integrieren. Nach dem Strukturentwurf im BP entspricht das P0.6-Konzept einem 2020-Gehäuse von 2×2 Millimetern mit 6 Pins auf der Rückseite. Das Team hofft, durch die Integration von Pixeln und die Vergrößerung der bedienbaren Gehäuseeinheiten Bedingungen für die Bestückung flexibler Leiterplatten und den einzelnen Austausch vor Ort zu schaffen und gleichzeitig Kleinabstandsdisplays zu berücksichtigen.

Stromversorgungsarchitektur und Gehäusearchitektur sind die beiden Stützen dieses Konzepts. Das BP legt als technisches Ziel fest, dass die einseitige Stromversorgung des 24V-Konzepts mehr als 3 Meter überschreitet, um mehr Raum für die Stromversorgungs- und Verdrahtungsgestaltung von flexiblen LED-Displays zu bieten. Die tatsächliche Stromversorgungslänge und die Segmentierungsmethode müssen in Abhängigkeit von Last, Leitungsbreite, Temperaturanstieg und Systemtest festgelegt werden. Die oben genannten Spezifikationen und die Wartungsfähigkeit müssen noch durch Tests von Proben gleicher Spezifikation und Systemvalidierung bestätigt werden.

Von kleinen Abständen zu flexiblen Bildschirmen: Förderung der Verbesserung von Display-Herstellung und Wartung

Der industrielle Wert dieser technischen Route liegt darin, Treiber, Gehäuse und Bildschirmstruktur gemeinsam neu zu entwerfen. Das Team hofft, dass die Hochspannungs-Reihenschaltungs-Treiber und das integrierte Gehäuse mit mehreren Pixeln zusammenwirken, um neue Realisierungspfade für Dünnheit, Leichtigkeit, Flexibilität und Wartungsfreundlichkeit zu bieten, während die Fähigkeit für Kleinabstandsdisplays beibehalten wird.

Im Herstellungsvorgang fasst MP-AMIP-16 mehrere RGB-Pixel zu einer Gehäuseeinheit zusammen. Nach dem Entwurfskonzept des Teams können Pixelabstand und Größe der Bestückungseinheit getrennt betrachtet werden: Auf der Anzeigeseite wird weiterhin nach feinen Pixeln gestrebt, während auf der Bestückungsseite relativ größere Gehäuseeinheiten verwendet werden, um die Montage von Kleinabstands-LEDs auf flexiblen FPC-Leiterplatten zu erforschen. Die Bestückungsausbeute, Biegeanpassungsfähigkeit und Massenkonsistenz müssen im tatsächlichen Prozess validiert werden.

Im Wartungsvorgang hofft das Team, durch das 2×2-Millimeter-Gehäuse und die 6-Pin-Struktur Bedingungen für den manuellen Austausch einzelner integrierter Leuchte-Treiber-Gehäuse in P0.6-Kleinabstandsdisplays zu schaffen, und plant, Ersatzteile derselben Charge zusammen mit dem Bildschirm aufzubewahren, um das Risiko von Farbunterschieden nach dem Austausch zu verringern. Ob eine stabile Nacharbeit vor Ort möglich ist und wie die Zuverlässigkeit nach der Nacharbeit aussieht, muss noch durch Proben- und Systemtests bestätigt werden.

In Bezug auf die Bildschirmform zielt die Kombination aus Hochspannungs-Reihenschaltungs-Treiber und flexiblem Leiterplattenentwurf darauf ab, die biegbaren und aufrollbaren LED-Displayformen zu erweitern und das Systemlayout zu erforschen, bei dem Bildschirm und Netzteil getrennt sind. Die Anwendungen, auf die das Team achtet, umfassen Szenarien wie kommerzielle Displays, Messen und Veranstaltungsdisplays. Die Unterschiede bei Stromversorgungsdistanz, Temperaturanstieg, Gewicht und Systemkosten im Vergleich zu bestehenden Konzepten werden anhand der Testergebnisse gleicher Spezifikation bewertet, ohne vorab allgemeine Schlussfolgerungen über Überlegenheit zu ziehen.

Von Chips über Gehäuse bis zum Anzeigesystem soll diese Route nicht nur den Ersatz einzelner Bauteile fördern, sondern die kooperative Verbesserung von Stromversorgungsarchitektur, Bestückungsverfahren, Bildschirmstruktur und Wartungsverfahren. Ob die oben genannten Richtungen der industriellen Verbesserung in reproduzierbare Produktfähigkeiten umgewandelt werden können, hängt im Wesentlichen von der Chip-Produktion, der Zuverlässigkeit des Gehäuses und der vollständigen Systemvalidierung ab.

Neustart von Forschung und Entwicklung sowie Qualitätsvalidierung, Finanzierung wird nach Meilensteinen vorangetrieben

Der Antragsteller dieses Projekts ist Cosilicon Semiconductor Technology (Shanghai) Co., Ltd., gegründet im März 2017 mit Hauptsitz in Shanghai. Zou Jianshun, der CEO, ist seit mehr als 15 Jahren in der LED-Branche tätig. Nach Angaben des Teams ist Fei Xiaojiong, der CTO, Master der Mikroelektronik an der Fudan-Universität, verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Chip-Forschung und -Entwicklung, war früher leitender Ingenieur für digitales Design von MCUs bei Texas Instruments und hat die Forschungs- und Entwicklungs-Erfahrung mehrerer Chips von der Gestaltung bis zur Massenproduktion.

Zou Jianshun erklärte, dass vergangene Gehäuse-Routen und Probleme mit der Massenqualität das Team dazu veranlasst haben, mehr Wert auf Zuverlässigkeit und Konsistenz in der Massenproduktion zu legen. In den letzten zwei Jahren hat das Team die Verbesserung von Chips und Gehäusen vorangetrieben und hofft, vor der Skalierung die Validierungsglieder von Chips, Gehäusen und Systemen durchzuarbeiten.

Die aktuelle Route befindet sich noch im Stadium der fortgeschrittenen Forschung und Entwicklung sowie der technischen Validierung. Laut Planung des BP dauert es etwa ein Jahr von der endgültigen Festlegung des Chip-Designs bis zur Herstellung der Chips. Nach der Herstellung der Chips werden Tests zu Funktion, Spannung, Temperaturanstieg und Aktualisierungsrate durchgeführt, bevor die Validierung von Bestückungsausbeute, Alterung, Kälte-Wärme-Schock, elektromagnetischer Verträglichkeit und Wartung vorangetrieben wird. Indikatoren wie Stromversorgungsdistanz, Biegelebensdauer und Massenkosten richten sich nach den gemessenen Ergebnissen; historische technische Erfahrungen bedeuten nicht, dass die neue Generation des Konzepts bereits die Massenproduktionsvalidierung abgeschlossen hat.

In Bezug auf die Finanzierung hat das Projekt die externe Finanzierung noch nicht abgeschlossen. Das BP schlägt ein dreistufiges Kapitalprogramm von insgesamt 100 Millionen Yuan vor: Die erste Tranche von etwa 5 Millionen Yuan wird für die gemeinsame Gründung eines neuen Unternehmens und die Vorbereitung von Forschung, Entwicklung und Validierung von Chips und Gehäusen verwendet; nach Erreichen der Teststandards sind etwa 15 Millionen Yuan für die Einführung der Massenproduktion und den Probebetrieb geplant; die restlichen etwa 80 Millionen Yuan sollen in validierte Geschäfte investiert werden, nachdem die Betriebsdaten die Standards erfüllt haben. Jede Stufe setzt technische und betriebswirtschaftliche Meilensteine voraus, es handelt sich nicht um bereits eingegangene Finanzierungsmittel.

Das BP weist ferner darauf hin, dass die Grenzen von Schulden, Vermögenswerten und geistigem Eigentum des neu gegründeten Unternehmens von dem ursprünglichen Unternehmen klar getrennt werden müssen, und die betreffenden Technologien und Vermögenswerte dürfen erst verwendet werden, nachdem ihre Eigentumsverhältnisse klar sind oder eine rechtmäßige Genehmigung eingeholt wurde. Das Team hofft, Kontakte zu Investmentinstitutionen in den Bereichen Halbleiter, fortschrittliches Gehäuse und neuartige Displays sowie Industriepartner aufzunehmen, die an der gemeinsamen Validierung teilnehmen möchten.

Projektkontakt: Zou Jianshun