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    “東數西算”大數據中心激發(fā)“倒裝COB顯示屏+可視化”需求增長(cháng)

    來(lái)源:希達電子        編輯:VI菲    2022-10-10 16:21:25     加入收藏

    “東數西算”大數據中心激發(fā)“倒裝COB顯示屏+可視化”需求增長(cháng)

      “東數西算”大數據中心激發(fā)“倒裝COB顯示屏+可視化”需求增長(cháng)

      作者:長(cháng)春希達電子技術(shù)有限公司

      高級行銷(xiāo)技術(shù)工程師 王繼成

      2022年2月,國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合印發(fā)通知,同意在京津冀、長(cháng)三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動(dòng)建設國家算力樞紐節點(diǎn),并規劃了10個(gè)國家數據中心集群。至此,“東數西算”工程正式全面啟動(dòng)。

      在業(yè)內專(zhuān)家看來(lái),現階段實(shí)施“東數西算”工程,不僅可以?xún)?yōu)化我國算力資源空間布局,也是推動(dòng)新型基礎設施高質(zhì)量發(fā)展、構建全國一體化國家大數據中心體系的必然選擇。

      “數”指數據,“算”是算力,即對數據的處理能力。“東數西算”是通過(guò)構建數據中心、云計算、大數據一體化的新型算力網(wǎng)絡(luò )體系,將東部算力需求有序引導到西部,優(yōu)化數據中心建設布局,促進(jìn)東西部協(xié)同聯(lián)動(dòng)。

      西部數據中心處理后臺加工、離線(xiàn)分析、存儲備份等對網(wǎng)絡(luò )要求不高的業(yè)務(wù)。東部樞紐處理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、金融證券、災害預警、遠程醫療、視頻通話(huà)、人工智能推理等對網(wǎng)絡(luò )要求較高的業(yè)務(wù)。

      作為“西算”算力平臺,為實(shí)現高品質(zhì)算力服務(wù)和降本增效,無(wú)疑需要對數據中心、網(wǎng)絡(luò )、供配電設備、制冷設備、ICT設備、數據服務(wù)等各環(huán)節進(jìn)行高效的管理及維護,為此需要建設各類(lèi)運控指揮中心、智能調度中心,從而提出了對大屏幕的需求。作為“東數”應用算力的一方,“西算”高性能的算力平臺對其提出了采集更多數據的要求,對“西算”加工處理后的結果也需要更高效的理解和使用。面對海量大數據和算力平臺交付的高價(jià)值數據處理結果,迫切需要通過(guò)建設以超高分辨率大屏幕為核心的應急指揮中心、運行監控中心、智能調度中心等機構,對數據和業(yè)務(wù)進(jìn)行統一、高效的管理。

      超高分辨率+可視化顯示——“東數西算”大數據中心關(guān)鍵應用趨勢

      為什么要建設超高分辨率的大屏幕呢?源于利用大屏幕的超大顯示面積和超高分辨率可支持同時(shí)顯示更多數據或信息,為高效指揮調度和快速精準決策提供完整、全面、系統的信息匯集、加工處理和共享平臺。

      雖然有了大屏幕作為信息集中展示、分享的平臺,但面對海量數據和業(yè)務(wù)的復雜性,如何將復雜性合理簡(jiǎn)化,切實(shí)做到“全局信息一目了然,全盤(pán)業(yè)務(wù)盡在掌控”,實(shí)時(shí)掌握“緊急、異常和正常”三種狀態(tài),系統分析“過(guò)去、現在和未來(lái)”三種時(shí)態(tài),基于全局視角、系統邏輯和化繁為簡(jiǎn),從而提出了“數據可視化”應用需求。

      數據可視化就是利用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù),將數據轉換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來(lái),并進(jìn)行交互處理,可以簡(jiǎn)單、快速、精確展現業(yè)務(wù)現全貌,增進(jìn)用戶(hù)理解、簡(jiǎn)化復雜性

      因此,可視化首先要求展示當前業(yè)務(wù)的全貌,將海量數據和復雜業(yè)務(wù)以更直觀(guān)、更易理解的形式展示在大屏幕上,就要求大屏幕必須具有足夠高的分辨率才能容納這樣的信息量。

      “東數西算”對各行各業(yè)和區域的數字化轉型的促進(jìn),將推動(dòng)“東數”應用算力的一方生產(chǎn)更多的數據,也將進(jìn)一步推動(dòng)“西算”算力平臺的高質(zhì)量和高速發(fā)展,因此“東數”和“西算”都對大屏幕的超高分辨率提出了更高的要求,必將促使大屏幕沿著(zhù)分辨率方向以指數級快速提高。由于大屏幕的尺寸總是有限的,針對大屏幕超高分辨率越來(lái)越高的要求,勢必推動(dòng)大屏幕基本顯示單元的單屏分辨率將越來(lái)越高。

      可視化應用從過(guò)去的大企業(yè)和壟斷行業(yè),走入更多的領(lǐng)域和企業(yè),成為在大數據時(shí)代里從數據海洋抽身出來(lái),以“上帝視角”審視自己所處領(lǐng)域或企業(yè)全貌的最佳手段。因此,可視化應用呈現的數據越多越全面,對掌握全局、決策指揮越有利。這樣,就要求呈現可視化場(chǎng)景的大屏幕整屏分辨率越大越好。

      分辨率,泛指測量或顯示系統對細節的分辨能力,多用于描述圖像的清晰度。分辨率越高代表圖像質(zhì)量越好,越能表現出更多的細節。

      FullHD(俗稱(chēng)全高清)分辨率為1920*1080,4K UHD(俗稱(chēng)4K)分辨率為3840*2160,是FullHD的4倍;8K UltraHD(俗稱(chēng)8K)分辨率是7680*4320,是4K的4倍,是FullHD的16倍。

      8K屏幕上整屏呈現的1個(gè)場(chǎng)景上的信息量,如果由4K屏顯示時(shí),要求所有信息不縮放不變形(這樣不會(huì )損失任何細節),就需要4個(gè)整屏場(chǎng)景來(lái)容納8K屏上1個(gè)場(chǎng)景上的所有信息,顯示時(shí)大屏幕整屏就需要切換3次。如果由FullHD屏幕顯示時(shí),同樣要求所有信息不縮放不變形,就需要16個(gè)整屏場(chǎng)景來(lái)容納8K屏上1個(gè)場(chǎng)景上所有信息,顯示時(shí)大屏幕整屏就需要切換15次之多!雖然通過(guò)切換屏幕也實(shí)現了全部信息的清晰呈現,但本來(lái)8K屏呈現的1個(gè)場(chǎng)景里信息被碎片化了,不僅切斷了各信息元素之間的關(guān)聯(lián)和背后的業(yè)務(wù)邏輯鏈,信息的完整性和時(shí)效性性遭到破壞,還打亂了決策者的思路,嚴重干擾了決策者的判斷和決策,可視化的作用受到很大消弱,可視化的價(jià)值也難以體現。

      因此,在需求和成本的平衡下,大屏幕的超高分辨率能夠讓可視化場(chǎng)景完美呈現數據的關(guān)聯(lián)和內涵,“西算”算力平臺就可以通過(guò)“超高分辨率可視化”實(shí)現更高效的管理,提高算力平臺的運行效率和服務(wù)水平。“東數”一方將“西算”算力平臺反饋的結果通過(guò)可視化應用完美呈現,并通過(guò)大屏幕將其應用的成果和對當前業(yè)務(wù)的影響,也通過(guò)可視化應用持續的體現出來(lái),從而使可視化為決策指揮和管理提供有力支撐。“超高分辨率”容納和呈現了可視化更多的信息,從而使可視化應用真正體現價(jià)值。

      “東數西算”雖然促進(jìn)了“大屏幕+可視化”的需求,對大屏幕超高分辨率提出了更高的要求,但以當前市場(chǎng)主流的小間距LED顯示產(chǎn)品為例,當前用于控制室領(lǐng)域的小間距LED產(chǎn)品的像素間距主要為0.9mm~1.2mm,這些規格的產(chǎn)品就難以滿(mǎn)足“東數”“西算”兩方大屏幕超高分辨率的高要求:

      假設一個(gè)可視化系統所有場(chǎng)景的像素總量為33177600,即分辨率總量為33177600(相當于4個(gè)4K并排,即4*4K),大屏幕尺寸設計為16:9比例的220英寸。

      如果采用像素間距1.27mm的LED顯示單元,整屏幕分辨率為4K(3840*2160),該大屏幕完整顯示可視化系統時(shí)就需要4個(gè)場(chǎng)景,切換3次。下表是以P1.27為基準,采用不同像素間距產(chǎn)品時(shí),實(shí)現的整屏分辨率、相對于使用P1.27產(chǎn)品時(shí)整屏分辨率的倍數,以及完整顯示可視化系統所需的場(chǎng)景個(gè)數和切換數次。

    像素間距(mm) 像素密度(Pixel/m2) 整屏尺寸(英寸) 整屏分辨率 對比(倍) 場(chǎng)景個(gè)數 場(chǎng)景切換次數
    1.27 620001 220 3840*2160=8294400 1 4 3
    0.9525 1102224 220 5120*2880=14745600 1.78 3 2
    0.79375 1587203 220 6144*3456=21233664 2.56 2 1
    0.635 2480000 220 7680*4320=33177600 4 1 0
    0.47625 4408897 220 10240*5760=58982400 7.1 1 0

      從上表中的對比可以看出,當前市場(chǎng)中像素間距0.9~1.2mm級別的產(chǎn)品,用于超高分辨率可視化應用時(shí)像素密度仍顯不足,像素間距0.4~0.7mm級別產(chǎn)品則憑借更高的像素密度,在有限的大屏幕尺寸條件下實(shí)現了更高的分辨率,能夠承載現在及未來(lái),超高分辨率可視化應用對屏幕分辨率不斷提高的剛性需求。 “東數西算”對超高分辨率可視化的高要求,呼喚像素間距0.4~0.7mm級別產(chǎn)品盡早成熟并上市供應。

      LED大屏——“東數西算”大屏幕顯示的最優(yōu)選擇

      當前超高分辨率大屏幕顯示產(chǎn)品主要有DLP拼接屏、LCD拼接屏和LED顯示屏等三種主要類(lèi)型。

      DLP拼接屏不管是UHP光源、LED光源還是LPD激光光源,DLP拼接大屏幕都存在物理的、明顯的拼縫,以及顯示墻體厚、占地面積大、顯示均勻性難以維持一致等缺陷,已無(wú)法滿(mǎn)足當前對大屏幕高亮度、高對比度、無(wú)拼縫顯示需求,因而越來(lái)越被市場(chǎng)邊緣化。

      LCD曾以亮度高、輕薄、廉價(jià)等特點(diǎn)迅速擠占過(guò)DLP作為當時(shí)大屏幕市場(chǎng)主流的市場(chǎng)份額,但其夸張的拼縫難以滿(mǎn)足全屏精細化顯示的需求,市場(chǎng)很快將其限定在視頻監控這一單一應用場(chǎng)景,即使現在宣稱(chēng)最小0.88mm拼縫的LCD產(chǎn)品,拼接后實(shí)際拼縫仍達到4mm!基于LCD產(chǎn)品的激烈競爭和價(jià)格透明,市場(chǎng)上存在不少以商用面板充當工業(yè)級面板的行為,LCD大屏幕系統質(zhì)量堪憂(yōu)且很難保證顯示效果。

      LED拼接屏無(wú)縫可任意拼接,具有高亮度、寬色域、色彩艷麗、均勻性好、可異性拼接等優(yōu)點(diǎn),短短數年迅速占領(lǐng)大屏幕市場(chǎng)的主流地位,特別是全倒裝COB產(chǎn)品出現,面光源設計,具有顯示密度高、表面防護性好、護眼等優(yōu)勢,進(jìn)一步加快了取代LCD、DLP市場(chǎng)地位的步伐,使LED顯示屏成為當前大屏幕拼接市場(chǎng)的主流。

      在“東數西算”工程中,僅從分辨率角度,DLP、LCD和LED三種顯示技術(shù)都可以滿(mǎn)足基礎應用,但其大屏幕系統主要顯示內容是數據,為了確保數據呈現效果不失真,對顯示畫(huà)面的物理拼縫或光學(xué)拼縫幾乎都是零容忍;同時(shí),在一些數據聚集的高端應用場(chǎng)景下,DLP和LCD分辨率相對固定,無(wú)法像LED一樣可通過(guò)轉變像素點(diǎn)間距來(lái)實(shí)現單位面積內的更高分辨率呈現。綜合對比下,LED顯示屏理所當然成為“東數西算”工程顯示屏選型的第一選擇。

      倒裝COB——最穩定、最適宜“數據中心”長(cháng)時(shí)間觀(guān)看的LED顯示屏

      LED顯示屏按封裝技術(shù)可分為SMD和COB,按發(fā)光芯片類(lèi)型又可以分為正裝和倒裝。

      SMD產(chǎn)品作為L(cháng)ED顯示屏市場(chǎng)曾經(jīng)的主流選擇,在大屏幕應用過(guò)程中暴露出很多技術(shù)原理本身帶來(lái)的問(wèn)題,比如像素間距難于突破1mm,壞點(diǎn)和毛毛蟲(chóng)無(wú)法杜絕,表面無(wú)法清潔消殺,點(diǎn)光源刺眼,發(fā)熱量大,環(huán)境防護性差,以及高藍光危害健康、高功耗、窄視角等。COB集成封裝產(chǎn)品不僅擁有與SMD產(chǎn)品相同的無(wú)縫、高亮度、色彩和均勻性好、輕薄等優(yōu)點(diǎn),還彌補了SMD幾乎所有的缺陷:率先實(shí)現0.4~0.9mm像素間距,壞點(diǎn)率只有SMD的1/10,防護性大大提高(防塵、防潮、防碰撞、防靜電等一系列“防”),可用濕布擦拭清潔和消毒,無(wú)藍光危害,低功耗、發(fā)熱量低,更寬的視角且大視角不偏色。這一系列的優(yōu)勢使得COB成為近年來(lái)LED拼接屏高端應用領(lǐng)域的主流技術(shù)。雖然SMD產(chǎn)業(yè)鏈中的燈珠廠(chǎng)商推出了IMD多合一產(chǎn)品以突破1mm間距瓶頸并實(shí)現量產(chǎn),但IMD依然無(wú)法擺脫SMD封裝技術(shù),本質(zhì)上仍然是SMD產(chǎn)品,繼承了SMD的上述固有缺陷。

      關(guān)于SMD和COB兩類(lèi)產(chǎn)品的基本情況說(shuō)明如下:

      (1)SMD封裝產(chǎn)品

      SMD(Surface Mounted Device):先把LED晶圓封裝成燈珠,再用高溫回流焊把燈珠焊在PCB板上。

      IMD( Integrated Matrix Devices ):又稱(chēng)為“N合1”或“多合一”,典型方式為以2*2的形式,即4合1,將2*2個(gè)子像素采用COB技術(shù)封裝成像素模組,再將這些像素模組通過(guò)高溫回流焊技術(shù)焊在PCB板(基板)上,IMD是SMD分立器件和COB的中間產(chǎn)物,繼承了SMD封裝的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),一定程度上突破了單燈SMD產(chǎn)品的像素間距限制,但本質(zhì)上仍以SMD封裝技術(shù)為基礎,因此屬于SMD封裝產(chǎn)品。

      (2)COB集成封裝產(chǎn)品

      正裝COB(Chip On Board):將正裝LED晶圓通過(guò)焊線(xiàn)鍵合封裝在PCB板上。

      倒裝COB(Flip Chip On Board):將倒裝LED晶圓無(wú)線(xiàn)鍵合封裝在PCB板上。正處于市場(chǎng)主流。

      為更好說(shuō)明SMD封裝產(chǎn)品與COB集成封裝產(chǎn)品的差別,現對用戶(hù)關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行對比說(shuō)明如下:

      SMD COB集成封裝
    特點(diǎn) 單燈珠SMD IMD 正裝COB 倒裝COB
    外觀(guān)

    封裝技術(shù) 采用表貼(SMT)技術(shù),先把LED芯片封裝成燈珠(或封裝成N合1的像素模組),再用高溫回流焊把燈珠或像素模組通過(guò)金屬介質(zhì)(即裸露的焊腳)焊接在PCB板上: 將LED芯片通過(guò)共晶焊方式封裝在PCB板上
    像素結構

    單燈

    4合1

    正裝

    倒裝
    工藝結構 將燈杯、支架、LED芯片、引線(xiàn)、環(huán)氧樹(shù)脂等材料封裝成不同規格的燈,采用高溫回流焊方式將燈珠焊在電路板上,制成不同間距的顯示單元 用硅樹(shù)脂等特殊封裝材料將LED芯片、引線(xiàn)(倒裝LED芯片無(wú)引線(xiàn))直接封裝在電路板上,省去了SMD的燈珠封裝、貼片、回流焊等工藝
    像素間距 燈杯結構內有引線(xiàn)以及燈珠本身,使像素間距無(wú)法縮小到1mm以下 IMD將N個(gè)LED芯片采用COB封裝成像素模組,像素模組內LED芯片的引線(xiàn)限制了LED芯片間的距離無(wú)法繼續縮小,同時(shí)像素模組的燈杯結構與SMD一樣,進(jìn)一步阻礙像素間距的縮小。當前只有像素間距0.9mm級別的產(chǎn)品實(shí)現了量產(chǎn)。 引線(xiàn)的存在使得LED芯片的間距無(wú)法繼續縮小,因此正裝COB產(chǎn)品無(wú)法實(shí)現更小間距,當前正裝COB產(chǎn)品像素間距已很難突破0.9mm。 無(wú)引線(xiàn)的倒裝LED芯片的間距能夠繼續縮小,因此倒裝COB產(chǎn)品可以實(shí)現更小間距,倒裝COB像素間距已實(shí)現0.4mm
    性能 亮度大于600cm/d2,均勻性大于95%,對比度大于5000:1,拼縫小于0.01mm,色域大于114%NTSC 亮度600~800cm/d2,均勻性大于97%,對比度大于10000:1,拼縫小于0.01mm,色域大于115%NTSC
    散熱方式 燈珠內有引線(xiàn),引線(xiàn)的熱阻高;焊腳與PCB板接觸面小,因此無(wú)法由PCB幫助散熱,只能由燈珠承擔主要的散熱工作。 像素模組雖然采用COB封裝,但僅實(shí)現了LED芯片的密封,并且因為具有與SMD相同的、與PCB板接觸面小的焊腳,無(wú)法像COB產(chǎn)品借助PCB板散熱,因此其COB封裝反而阻礙了散熱,加上其內部熱阻高的引線(xiàn),使得像素模組的散熱能力受到嚴重影響,進(jìn)而影響LED芯片的壽命和整體可靠性。 引線(xiàn)的熱阻高,焊點(diǎn)與PCB板接觸面有限, 因此PCB板承擔的散熱量較少,通過(guò)封裝材料散熱時(shí)受正裝COB比較厚的封裝材料影響比較大,因此散熱效率低,屏體升溫快溫度高。 倒裝LED芯片無(wú)引線(xiàn),與PCB板實(shí)現原子級鍵合,貼合面積大,能夠借助PCB板有效散熱,加上封裝材料薄,與環(huán)境交換熱量迅速,使屏體升溫慢溫度低且持久保持
    發(fā)熱量 由于燈珠/像素模組直接發(fā)光,且僅通過(guò)裸露的焊腳與PCB連接,燈珠/像素模組發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的能量無(wú)法通過(guò)PCB板傳輸和散發(fā),因此絕大部分能量以光的形式向屏體正前方定向匯聚發(fā)射,不僅形成“光污染”,還導致屏體表面發(fā)熱大,大大降低LED芯片的使用壽命,也使屏前周?chē)臻g溫度明顯上升,近距灼燒感明顯,短時(shí)間內導致室溫超出舒適范圍。 由于引線(xiàn)和LED芯片上的焊點(diǎn)影響了LED芯片的發(fā)光,為實(shí)現與倒裝LED芯片同等的亮度,還必須額外增大電流,而引線(xiàn)的熱阻高,導致LED芯片、引線(xiàn)、焊盤(pán)發(fā)熱量更大,進(jìn)一步降低LED芯片的壽命,降低了可靠性 LED芯片上無(wú)焊點(diǎn)且無(wú)引線(xiàn)的遮擋,使倒裝LED芯片的發(fā)光面積更大,相同亮度下可以采用比正裝LED芯片更低的電流,不僅更加節能,而且降低了發(fā)熱量和點(diǎn)亮后的升溫程度,使屏體表面溫度更低,同時(shí)也延長(cháng)了LED芯片的使用壽命,可靠性也大大提高。
    可靠性 燈珠裸露,焊腳與PCB板接觸面小,抗沖擊、撞擊性差,易出現壞點(diǎn)和“毛毛蟲(chóng)”,無(wú)法清潔和消毒 像素模組的COB封裝只是部分解決了SMD燈珠燈杯結構阻礙像素間距縮小的問(wèn)題,但繼承了SMD除像素間距外的幾乎所有問(wèn)題和缺陷,抗沖擊、撞擊性差、易出現壞點(diǎn)和“毛毛蟲(chóng)”、無(wú)法清潔和消毒等可靠性問(wèn)題依然存在 COB集成封裝不僅實(shí)現了LED芯片的密封,更徹底解決高溫回流焊、燈珠、焊腳所帶來(lái)的所有問(wèn)題,具有良好的防磕碰、防塵、防潮、防靜電等防護性,還可進(jìn)行清潔和消毒,環(huán)境適應性和適裝性大大提高。倒裝COB產(chǎn)品由于取消了引線(xiàn),LED芯片與PCB板鍵合程度更高,抗沖擊、撞擊能力進(jìn)一步提高。同時(shí),無(wú)引線(xiàn)的倒裝芯片出光率更高,更小的電流即可實(shí)現同樣的亮度,功耗和發(fā)熱量降低,同時(shí)更薄的封裝材料更好的與外部環(huán)境實(shí)現熱交換,使LED芯片、屏體的溫度進(jìn)一步降低,從而使LED芯片的壽命更長(cháng),減少壞點(diǎn),大大提高可靠性。
    故障率 由于燈珠中支架、基板、樹(shù)脂等材料的膨脹系數不同,在高溫回流焊過(guò)程中(240-270攝氏度)極易產(chǎn)生縫隙,造成燈珠“亞健康”。燈腳焊盤(pán)裸露易被氧化,造成水汽入侵LED內部芯片,在水氧作用下長(cháng)期運行造成燈芯內部發(fā)生電化學(xué)反應,并且裸露的燈腳焊盤(pán)很容易受到靜電的影響,這些因素都導致在后期的使用中逐漸出現死燈、“毛毛蟲(chóng)”現象。隨著(zhù)小間距LED產(chǎn)品的像素間距越來(lái)越小,燈珠級的維護已無(wú)法適用于1.2mm像素間距以下的產(chǎn)品。當前LED顯示單元的維修均采用大模組(顯示單元的一半)更換的方式。 1、COB集成封裝沒(méi)有燈珠封裝、回流焊、貼片等工序,大大提升了LED顯示屏的穩定性2、COB集成封裝無(wú)裸露燈腳,表面平滑無(wú)縫隙,具有防潮、防靜電、防磕碰、防塵等功能,正面防護等級可達到IP65。3、不同于SMD燈珠+灌膠對燈珠密封的方式來(lái)實(shí)現平滑的表面和改善裸露焊腳導致的壞點(diǎn),COB集成封裝采用特殊的封裝材料,在保證光學(xué)和散熱性能的前提下對LED芯片進(jìn)行密封,徹底解決了SMD裸露焊腳及燈氣密性差的問(wèn)題,大大提高了像素的可靠性,壞燈率不到SMD的十分之一,幾乎不用維護。LED顯示單元的維修也采用大模組(顯示單元的一半)更換的方式。4、正裝COB像素中引線(xiàn)拉力?。◣卓耍?,抗沖擊、撞擊、推力能力差,可靠性低5、倒裝COB無(wú)引線(xiàn)的倒裝芯片可承受上千克的推力,抗沖擊、撞擊、推力能力強,可靠性大大提高
    顯示效果 顆粒感,大視角偏色嚴重 顆粒感明顯,大視角偏色嚴重 畫(huà)面柔和人眼舒適度高,寬視角,大視角無(wú)偏色
    觀(guān)感適應性 燈珠/像素模組直接發(fā)光,光學(xué)整形措施不足,藍光直接發(fā)射對人體造成危害,長(cháng)時(shí)間觀(guān)看、近距離觀(guān)看,眼睛不舒適,易產(chǎn)生炫目和刺痛感 COB集成封裝材料不僅用于密封LED芯片,同時(shí)其特殊光學(xué)結構,能夠將每個(gè)像素發(fā)射的光線(xiàn)均勻散射,將SMD封裝技術(shù)產(chǎn)品的“點(diǎn)”光源轉換成“面”光源,在進(jìn)一步提高亮度、色彩均勻性和消除藍光危害的同時(shí),極大的提高了觀(guān)看的舒適感,長(cháng)久觀(guān)看也不易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞
    視角 燈珠內LED芯片引線(xiàn)的遮擋以及獨特的燈杯結構很大程度上限制了光線(xiàn)的漫散射,因此單燈SMD產(chǎn)品的視角受限嚴重。N合1產(chǎn)品(IMD)的像素模組雖然采用COB技術(shù),但采用SMT技術(shù)進(jìn)行貼裝,無(wú)法徹底解決燈珠邊緣氣密性、焊腳裸露等核心問(wèn)題,LED芯片引線(xiàn)遮擋光線(xiàn)較多,同時(shí)像素模組邊緣折射所造成的光色不一,也導致N合1產(chǎn)品的視角不良,顯示效果上顆粒感更強,在側視角離散性麻點(diǎn)嚴重。 引線(xiàn)和LED芯片上焊點(diǎn)的存在干擾了LED芯片的發(fā)光,影響了光線(xiàn)的散射,縮小了視角 倒裝LED芯片發(fā)光無(wú)引線(xiàn)的遮擋,使倒裝COB具有更大的視角
    功耗 燈杯結構以及裸露焊腳導致的散熱效果差導致了比較大的功率損耗,為維持合適的性能只能提高功率水平,因此SMD產(chǎn)品的功耗比較高。 IMD部分解決了像素間距縮小的問(wèn)題,但沒(méi)能改善散熱效率,像素模組的COB封裝材料一定程度的遮光作用,使IMD產(chǎn)品在彌補高功率損耗的同時(shí),還要通過(guò)提高功率來(lái)彌補亮度損失,進(jìn)一步推高其功率水平。 COB封裝材料雖然有一定程度的遮光作用,但COB集成封裝大大提高了散熱效率,減少了功率損耗,相同亮度情況下實(shí)現了比SMD、IMD都低的功率水平。但正裝結構的引線(xiàn)和焊點(diǎn)使得正裝COB相對于倒裝COB需要更大的電流實(shí)現相同的亮度,因此功耗比倒裝COB高。 倒裝結構無(wú)引線(xiàn),出光效率提升50%,實(shí)現相同的亮度只需更小的電流,大大降低功耗,實(shí)現了最低的功率水平。
    藍光 燈珠的燈杯結構具有光線(xiàn)匯聚作用,藍光聚集后進(jìn)行發(fā)射,導致藍光危害 藍光匯聚水平降低,減少了藍光危害 封裝材料幫助光線(xiàn)更均勻的散射,無(wú)藍光匯聚,無(wú)藍光危害
    觸摸 表面粗糙,無(wú)法實(shí)現觸摸操作 表面光滑,封裝材料硬度高,觸摸操作流暢輕松。
    抗壓防撞能力 通過(guò)高溫回流焊技術(shù)將燈珠或像素模組焊接在PCB板上,表面呈凸起結構,每顆燈珠僅有4個(gè)很小的焊腳(像素模組焊腳稍多),很容易因為擠壓、觸碰等原因出現掉燈、死燈現象 COB集成封裝將LED芯片通過(guò)固晶超聲波焊接方式在PCB板上實(shí)現原子級別的鍵合,與PCB板結合面積大,焊接更牢固。表面使用封裝材料進(jìn)行封裝,不僅光滑平整,而且封裝材料的特殊性能還能使表面更耐撞耐磨
    清理維護 表面燈珠或像素模組間存在縫隙,長(cháng)時(shí)間使用后,表面極易累積灰塵,難以清理,濕氣更直接侵蝕裸露的焊腳,增大了壞點(diǎn)產(chǎn)生的風(fēng)險,只能做簡(jiǎn)單的表面除塵維護 顯示屏表面平整無(wú)縫隙,可用濕布直擦拭,清潔維護方便。特殊封裝材料還允許中性消毒產(chǎn)品對屏表面進(jìn)行消毒。

      通過(guò)技術(shù)對比可以看出,倒裝COB相對SMD、IMD和正裝COB在技術(shù)上具有絕對的先進(jìn)性和領(lǐng)先性,是穩定可靠且最適合長(cháng)時(shí)間觀(guān)看的LED大屏。

      從LED大屏在客戶(hù)端應用發(fā)展過(guò)程上也得以充分體現。當初小間距LED進(jìn)入控制室、會(huì )議室等專(zhuān)業(yè)應用領(lǐng)域后,顯示效果給大家帶了不少的驚喜,但SMD產(chǎn)品壞點(diǎn)率高、毛毛蟲(chóng)多等問(wèn)題導致的穩定性和可靠性差使用戶(hù)陷入尷尬,超高表面發(fā)熱量也讓不少用戶(hù)感到不適。疫情期間,SMD LED大屏幕因無(wú)法支持酒精消殺還成為疫情防控無(wú)法克服的盲點(diǎn)。相對SMD產(chǎn)品技術(shù)原理性的種種缺陷, 正裝COB LED大屏因為更穩定可靠、適裝性強、觀(guān)看更舒適,更適合長(cháng)時(shí)間觀(guān)看等優(yōu)勢,使其很快受到用戶(hù)認可和信賴(lài),而倒裝COB產(chǎn)品則是正裝COB的升級版,其顯示畫(huà)質(zhì)效果和穩定可靠性進(jìn)一步提高,使正裝COB產(chǎn)品被快速迭代并逐步淘汰,倒裝COB已成為當前專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)、商顯市場(chǎng)、高端租賃、私人高端影院等應用領(lǐng)域的主流趨勢。

      倒裝COB——實(shí)現超高分辨率微小/超小間距顯示的最佳路徑

      從技術(shù)角度看,SMD產(chǎn)品因為其SMT工藝特性,需要將發(fā)光芯片先封裝成燈珠,正裝COB則因為發(fā)光芯片結構需要保留焊接線(xiàn),兩種封裝技術(shù)都需要單顆發(fā)光芯片占用更大的空間,從而無(wú)法實(shí)現LED產(chǎn)品向更小間距發(fā)展,而倒裝COB LED顯示屏,采用倒裝芯片無(wú)線(xiàn)鍵合工藝,則使得發(fā)光芯片之間的空間可以存留更小,在發(fā)光芯片從Mini過(guò)渡到Micro時(shí),使倒裝COB LED顯示屏進(jìn)入微小間距甚至超小間距逐步成為顯示。當倒裝COB進(jìn)入微小間距和超小間距時(shí),單位尺寸面積內的像素密度將越來(lái)越大,這意味者單位尺寸面積所能呈現的圖像分辨率越來(lái)越高,因此倒裝COB是實(shí)現超高分辨率LED顯示屏的基礎和最佳技術(shù)路徑。

      從用戶(hù)角度看,倒裝COB LED顯示屏實(shí)現了低壞點(diǎn)率、強防護性、光線(xiàn)散射均勻、觀(guān)看舒適、低藍光和低功耗,特別是倒裝芯片無(wú)線(xiàn)鍵合進(jìn)一步實(shí)現LED大屏的亮度提升和功耗降低,視角、防護性、可靠性和散熱效率也進(jìn)一步提高,對比度也通過(guò)墨色一致性提高而進(jìn)一步改善,COB集成封裝材料得以更薄,使屏體表面熱交換效率更高、溫度更低、平整度更好。倒裝COB這些關(guān)鍵特性都是用戶(hù)非常關(guān)注的價(jià)值點(diǎn)或痛點(diǎn),用戶(hù)需求得以滿(mǎn)足勢必帶來(lái)市場(chǎng)的廣泛認可,這將注定倒裝COB LED顯示屏勢必成為大屏幕顯示行業(yè)的主流產(chǎn)品。

      綜上, “西算”工程一般需要建設大型的數據中心和運控中心,這些場(chǎng)所通??梢詾榇笃聊惶峁┹^理想的運行環(huán)境,比如適當的溫濕度、專(zhuān)門(mén)設計的光照環(huán)境等,但算力平臺大數據中心需要大屏幕長(cháng)期連續可靠運行,并持續保持顯示效果,這就要求大屏幕除具有高穩定性、高可靠性,以及合適的亮度、色彩外,還需要防反光(這類(lèi)控制室的環(huán)境光一般比較強)、均勻性持久保持、低藍光(更健康)、低功耗(節能環(huán)保)、散熱快(舒適的觀(guān)看環(huán)境)、寬視角(此場(chǎng)所大屏幕拼接規模一般會(huì )比較大)和低電磁輻射。

      “東數”作為計算結果的使用方,數據呈現所需的大屏幕安裝場(chǎng)所多種多樣,比如應急指揮中心、展覽廳、報告廳、會(huì )議室等,鑒于其應用場(chǎng)景都非常重要,這要求大屏幕同樣具有高穩定性和高可靠行,同時(shí)因其運行環(huán)境多樣和復雜,則要求大屏幕具有防塵、防潮、防磕碰、防靜電及IP65等很高的防護性,以及對使用客戶(hù)帶來(lái)極大影響的反光、均勻性、藍光、功耗、散熱、視角和電磁輻射等方面的高要求。

      結合“西算”和“東數”兩方面對大屏幕的使用要求,只有倒裝COB LED顯示屏在穩定性、可靠性、顯示效果、觀(guān)看舒適行、節能環(huán)保、環(huán)境適應性和適裝性,特別是超高分辨率應用等方面可滿(mǎn)足其綜合要求。

      用分辨率重新定義LED大屏——希達電子創(chuàng )新產(chǎn)品助力“東數西算”

      2022年,希達電子基于行業(yè)發(fā)展趨勢和客戶(hù)關(guān)鍵需求,在行業(yè)率先提出“用分辨率重新定義LED大屏”的理念,推出全系列P1.0以下間距產(chǎn)品,基于國家“十三五”重點(diǎn)專(zhuān)項——“超高密度小間距LED顯示關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)與應用示范”最新成果,打造了曜石、幻晶、皓玉、磐石、智慧會(huì )議一體機五大全新產(chǎn)品系列,帶領(lǐng)行業(yè)全面進(jìn)入微小間距超高分辨率顯示時(shí)代。

      “幻晶產(chǎn)品”搭載“硅晶排列”和“像素倍增”技術(shù),可為用戶(hù)呈現更豐富的圖像信息,極大提升內容感知體驗,該系列產(chǎn)品已實(shí)現P0.4-P0.9連續微小間距COB量產(chǎn)供貨,4K/8K超高清分辨率覆蓋及更高分辨率拓展,55英寸-330英寸全尺寸布局,全方位滿(mǎn)足超大型、大型、中大型、中型、小型等不同規模數據中心顯示應用需求。

      大數據中心作為超強大腦,其核心終端大屏幕顯示應用系統需要具備超強的穩定性及運維能力。曜石、幻晶、皓玉、磐石、智慧會(huì )議一體機五大全新產(chǎn)品系列通過(guò)系統性設計實(shí)現節能降耗,近屏工作更加舒適,同時(shí)配有供電方案冗余、信號通路冗余、智能溫控系統等多項可靠性設計,搭載表面平整一致的自主專(zhuān)利封裝核心專(zhuān)利技術(shù),表面防刮耐磨,不易產(chǎn)生劃痕。在疫情期間,還可使用75%以上高濃度醫用酒精進(jìn)行直接擦拭消毒以及稀釋后84消毒液的噴霧消毒等,可滿(mǎn)足各領(lǐng)域場(chǎng)所的使用需求,以創(chuàng )新技術(shù)賦能數字可視化建設。

      希達電子是依托于中科院長(cháng)春光機所建立的國家高新技術(shù)企業(yè),專(zhuān)注于集成封裝LED大屏幕顯示技術(shù)研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā),是國家級“專(zhuān)精特新”小巨人企業(yè)。擁有相關(guān)專(zhuān)利200余項,獲得中國專(zhuān)利優(yōu)秀獎5項,作為L(cháng)ED顯示龍頭企業(yè)和倒裝COB技術(shù)創(chuàng )領(lǐng)者,希達電子連續牽頭承擔“十五”、“十一五”、“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃專(zhuān)項,突破發(fā)光芯片、驅動(dòng)器件、集成封裝、均勻性控制、整機集成全套技術(shù)及工藝,實(shí)現核心原材料、元器件量產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)化應用,全部國產(chǎn)、自主可控,已達到國際先進(jìn),國內領(lǐng)先的技術(shù)水平。

      近幾年,希達電子深度聚焦大數據中心的應用需求,面向高端行業(yè)客戶(hù)打造“超高分辨率+可視化”顯示方案,全自主研發(fā)的倒裝COB超高清大尺寸顯示產(chǎn)品深受行業(yè)用戶(hù)青睞,已在全國各級政府、軍隊、航天、公檢法司、大交通、能源等行業(yè)落地應用,先后完成了中國某衛星發(fā)射中心、長(cháng)春城市大腦指揮中心、山東省高速指揮中心、莆田市數據中心、汕頭市政務(wù)中心、國網(wǎng)遼寧檢修公司智能運檢管控中心、國家博物館安防監控中心等2000多個(gè)項目案例,打造了全球多個(gè)行業(yè)標桿,有力支撐各領(lǐng)域數據中心建設,全面助力“東數西算”大數據中心建設。

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