提及激光電視，現(xiàn)在或許很多人已經(jīng)并不陌生。在經(jīng)歷了2017年的“量變”之后，激光電視已經(jīng)成為各大科技類(lèi)展會(huì)一大亮點(diǎn)。據(jù)奧維云網(wǎng)（AVC）數(shù)據(jù)，2017年中國(guó)激光電視總銷(xiāo)量為7.1萬(wàn)臺(tái)，較2016年增長(zhǎng)226％，預(yù)計(jì)2018年激光電視銷(xiāo)量有望達(dá)到16.4萬(wàn)臺(tái)。

許祖彥院士也預(yù)測(cè)，2020-2025年激光顯示技術(shù)將成為下一代顯示市場(chǎng)“主流”。他認(rèn)為，我國(guó)是電視制造大國(guó)，但是每年50%-80%的利益流向外商，激光顯示有望成為國(guó)內(nèi)“彎道超車(chē)”的機(jī)會(huì)。

激光顯示技術(shù)優(yōu)勢(shì)及路線(xiàn)

相對(duì)于其他顯示技術(shù)，激光顯示具有光源使用壽命長(zhǎng)、效率衰減慢、維護(hù)成本低、色域空間大、亮度高、對(duì)環(huán)境影響較小、易于實(shí)現(xiàn)大屏顯示、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。從原理上講，激光顯示技術(shù)主要依靠紅、綠、藍(lán)（RGB）三基色激光來(lái)呈現(xiàn)色彩。受制于成本因素，目前激光顯示更多地聚焦大屏市場(chǎng)。

激光顯示原理

從系統(tǒng)構(gòu)成來(lái)看，激光顯示主要有投影式和掃描式兩種形態(tài)。其中，投影式技術(shù)路線(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要由三基色激光光源、光學(xué)引擎以及屏幕構(gòu)成。而掃描式激光顯示系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，主要由激光發(fā)射器、調(diào)制器、偏轉(zhuǎn)器和屏幕組合構(gòu)成。但是這種方式最大問(wèn)題在于成本高，綠色激光器制造工藝難度高，同時(shí)需要大的散熱系統(tǒng)，很難進(jìn)入家庭。

為此，國(guó)內(nèi)廠商更多選擇投影式激光顯示系統(tǒng)。目前，主流技術(shù)是采用單色藍(lán)光通過(guò)激發(fā)熒光粉轉(zhuǎn)換以超短焦鏡頭投射的方式成像，稱(chēng)為激發(fā)熒光粉方案。另外，該方案產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)成熟且便于規(guī)模化生產(chǎn)。但這種方式也存在難以克服散斑的問(wèn)題，因此以長(zhǎng)虹和海信為代表的企業(yè)正在積極研發(fā)雙色和三色產(chǎn)品，通過(guò)使用紅綠藍(lán)三基色激光來(lái)合成白光，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的“全色”顯示。

在2018年的CES展會(huì)上，長(zhǎng)虹就發(fā)布了全球首款家用三色4K激光電視，呈現(xiàn)畫(huà)面的亮度更高、色彩飽和度全面提升、色彩還原度更真實(shí)，相比傳統(tǒng)投影燈泡光源的使用壽命更長(zhǎng)。長(zhǎng)虹激光顯示科技公司總經(jīng)理陳寧稱(chēng)其為激光電視的“質(zhì)變”。由此可見(jiàn)，三色將成為激光顯示未來(lái)“主流”技術(shù)路線(xiàn)。

激光顯示“交棒”中國(guó)企業(yè)

回顧發(fā)展歷程，早在20世紀(jì)60年代激光顯示就被提出，隨即吸引了大量學(xué)者投入研究。然而直到21世紀(jì)初期才迎來(lái)轉(zhuǎn)折性突破，大量的工程機(jī)還是出現(xiàn)。之后，激光顯示也進(jìn)入和產(chǎn)業(yè)化前期，其中代表性企業(yè)為日本三菱、韓國(guó)三星及比利時(shí)巴可公司。但由于一再“跳票”，激光顯示并未在全球范圍內(nèi)形成很大反響，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展相對(duì)緩慢。

跳票的索尼激光電視

真正將激光顯示推向產(chǎn)業(yè)化的反而是中國(guó)市場(chǎng)。我國(guó)在激光顯示方面起步雖然較晚，但由于長(zhǎng)期遭受“缺屏少芯”之痛，國(guó)家對(duì)于激光顯示技術(shù)發(fā)展非常重視。截止目前，我國(guó)激光顯示技術(shù)以及與發(fā)達(dá)國(guó)家處于同一水平，特別是在投影式激光顯示方面，相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套及核心技術(shù)已經(jīng)攻破，并成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面已經(jīng)領(lǐng)先于國(guó)際世界。

自2013年以來(lái)，采用投影式系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的激光電視方案在國(guó)內(nèi)開(kāi)始升溫。海信、視美樂(lè)、堅(jiān)果、長(zhǎng)虹、小米、極米、光峰等國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛加入激光陣營(yíng)，并推出了相關(guān)激光電視產(chǎn)品。隨著2017年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的進(jìn)一步“爆發(fā)”，激光顯示真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化效應(yīng)。特別是小米等互聯(lián)網(wǎng)品牌的進(jìn)入，使得激光電視概念更加深入人心，對(duì)于市場(chǎng)拓展提供一定助力，同時(shí)也推動(dòng)了國(guó)內(nèi)《激光電視機(jī)技術(shù)規(guī)范》的制定，從而進(jìn)一步推進(jìn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)走向規(guī)范化。

從目前發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，全球激光顯示特別是投影式方面，已經(jīng)“交棒”中國(guó)企業(yè)。在產(chǎn)業(yè)化及投入力度方面，我國(guó)已經(jīng)走在國(guó)際前列，而這也與國(guó)家的大力支持密切相關(guān)。

中國(guó)大力倡導(dǎo)新型顯示產(chǎn)業(yè)

在液晶顯示時(shí)代，由于上游面板及關(guān)鍵材料受制于人，使得我國(guó)平板顯示產(chǎn)業(yè)大力利潤(rùn)流失。雖然經(jīng)過(guò)多年努力與投資，液晶面板已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但也因此錯(cuò)過(guò)了最佳時(shí)期。為此，多年來(lái)我國(guó)在新型顯示領(lǐng)域持續(xù)布局，以期實(shí)現(xiàn)超越。

2012年科技部就印發(fā)了《新型顯示科技發(fā)展“十二五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》。規(guī)劃中明確表明，我國(guó)激光顯示是最有可能領(lǐng)先國(guó)際水平的顯示技術(shù)，重點(diǎn)布局激光顯示產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化，其中高性能半導(dǎo)體激光器作為重點(diǎn)研究和突破方向，包括研究綠藍(lán)激光用低位錯(cuò)密度氮化鎵襯底材料、紅光和藍(lán)綠光半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)技術(shù)和器件工藝與規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)；開(kāi)展半導(dǎo)體激光器自動(dòng)化封裝工藝與設(shè)備研究；研究三基色激光光源模組技術(shù)等。

而在2016年國(guó)務(wù)院下發(fā)的《“十三五”規(guī)劃》中，又將激光顯示列為新一代信息技術(shù)新型顯示項(xiàng)目的首位，由此可見(jiàn)激光顯示在未來(lái)的戰(zhàn)略地位。

我國(guó)激光顯示產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題

在激光顯示方面，雖然說(shuō)我國(guó)與國(guó)際保持同步，產(chǎn)業(yè)化方面甚至領(lǐng)先于國(guó)際水平，但是受制于基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展水平，上游關(guān)鍵材料和器件仍然受制于人。而這往往又是利潤(rùn)最高的地方，這也意味著我國(guó)激光顯示產(chǎn)業(yè)仍存在大量利潤(rùn)流失的風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局調(diào)查結(jié)果顯示，在激光激發(fā)熒光技術(shù)領(lǐng)域，日本、中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)量占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。在激光顯示屏幕技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)還屬于技術(shù)輸入國(guó)，相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)申請(qǐng)較少。另外在綠光半導(dǎo)體激光器方面，主要專(zhuān)利還是在日本及德國(guó)企業(yè)手中。而綠光半導(dǎo)體激光器真是實(shí)現(xiàn)純激光作為光源必不可少的一環(huán)。

我們都知道，在早期的激光顯示方案中，更多地采用單一激光器作為光源，激發(fā)熒光粉實(shí)現(xiàn)三基色。但是想要獲得更好的色彩表現(xiàn)，解決散斑問(wèn)題，采用紅、綠、藍(lán)三基色激光器已成為必然路徑。為此，我國(guó)《新型顯示科技發(fā)展“十二五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》也針對(duì)性地提出了要求，但是目前還未實(shí)現(xiàn)完全突破。其中，藍(lán)綠光半導(dǎo)體激光器更是只有日本日亞化工和德國(guó)歐司朗兩家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。

于是，2015年海信發(fā)起成立行業(yè)首個(gè)激光影院電視產(chǎn)業(yè)生態(tài)聯(lián)盟之時(shí)，日亞也作為上游核心供應(yīng)商出席站臺(tái)，除此之外德州儀器和DNP也共同出席。另外，長(zhǎng)虹在CES2018上發(fā)布的全球首款家用三色4K激光電視，依然采用日亞激光器光源。而歐司朗在投影光源領(lǐng)域也占據(jù)中重要市場(chǎng)份額。

日亞和歐司朗掌握激光顯示光源

提起激光顯示光源，就不得不提GaN激光器，它被認(rèn)為是激光顯示最優(yōu)選擇。隨著GaN基藍(lán)光和綠光激光器的發(fā)展和成熟，激光顯示光源正在被直接半導(dǎo)體激光器所取代。而這一過(guò)程中，日亞和歐司朗兩家企業(yè)發(fā)揮了重要作用。

相對(duì)于紅光激光器，藍(lán)光和綠光激光器更具有挑戰(zhàn)性。1999年9月，日亞公司首次實(shí)現(xiàn)了橫向外延GaN襯底上生長(zhǎng)單量子阱藍(lán)光激光器，激射波長(zhǎng)為450nm，室溫下輸出5mW壽命為200h。2001年3月，日亞公司采用InGaN材料作為波導(dǎo)層，50℃輸出5mW器件壽命達(dá)到3000h。2013年，日亞公司又研發(fā)出了連續(xù)輸出3.75W的藍(lán)光激光器。隨后，日亞公司也向市場(chǎng)推出了3.2W藍(lán)光激光器。與此同時(shí)，歐司朗也不甘落后，2013年報(bào)道了功率高達(dá)4W的藍(lán)光激光器。目前，已向市場(chǎng)推出1.6W藍(lán)光激光器產(chǎn)品。

在綠光激光器方面，日亞和歐司朗也是齊頭并進(jìn)，并于2009年實(shí)現(xiàn)C面GaN綠光激光器突破。2010年歐司朗報(bào)道了C面室溫連續(xù)工作、激射波長(zhǎng)為524nm綠光激光器。2012年報(bào)道了激射波長(zhǎng)為519nm的長(zhǎng)壽命綠光激光器。2013年報(bào)道了激射波長(zhǎng)為520nm的綠光激光器。而2012年日亞也報(bào)道了輸出功率高達(dá)1W的綠光激光器。

2015年歐司朗推出了最多可以封裝20顆藍(lán)光激光芯片的全新PLPM 4450模塊，進(jìn)一步降低光源的復(fù)雜性，同時(shí)可提供50W的整體輸出。為了實(shí)現(xiàn)PLPM 4450的高光輸出，歐司朗光電半導(dǎo)體的開(kāi)發(fā)人員優(yōu)化了芯片參數(shù)，將單芯片輸出從1.6W倍增到3.2W，并同步優(yōu)化了模塊的熱阻。