“東數(shù)西算”大數(shù)據(jù)中心激發(fā)“倒裝COB顯示屏+可視化”需求增長(zhǎng)
來源：希達(dá)電子 編輯：VI菲 2022-10-10 16:21:25 加入收藏 咨詢
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“東數(shù)西算”大數(shù)據(jù)中心激發(fā)“倒裝COB顯示屏+可視化”需求增長(zhǎng)
作者：長(zhǎng)春希達(dá)電子技術(shù)有限公司
高級(jí)行銷技術(shù)工程師 王繼成
2022年2月，國(guó)家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)通知，同意在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動(dòng)建設(shè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)，并規(guī)劃了10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群。至此，“東數(shù)西算”工程正式全面啟動(dòng)。
在業(yè)內(nèi)專家看來，現(xiàn)階段實(shí)施“東數(shù)西算”工程，不僅可以優(yōu)化我國(guó)算力資源空間布局，也是推動(dòng)新型基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展、構(gòu)建全國(guó)一體化國(guó)家大數(shù)據(jù)中心體系的必然選擇。
“數(shù)”指數(shù)據(jù)，“算”是算力，即對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力。“東數(shù)西算”是通過構(gòu)建數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)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(dǎo)到西部，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局，促進(jìn)東西部協(xié)同聯(lián)動(dòng)。
西部數(shù)據(jù)中心處理后臺(tái)加工、離線分析、存儲(chǔ)備份等對(duì)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(zāi)害預(yù)警、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻通話、人工智能推理等對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求較高的業(yè)務(wù)。
作為“西算”算力平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)算力服務(wù)和降本增效，無疑需要對(duì)數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)、供配電設(shè)備、制冷設(shè)備、ICT設(shè)備、數(shù)據(jù)服務(wù)等各環(huán)節(jié)進(jìn)行高效的管理及維護(hù)，為此需要建設(shè)各類運(yùn)控指揮中心、智能調(diào)度中心，從而提出了對(duì)大屏幕的需求。作為“東數(shù)”應(yīng)用算力的一方，“西算”高性能的算力平臺(tái)對(duì)其提出了采集更多數(shù)據(jù)的要求，對(duì)“西算”加工處理后的結(jié)果也需要更高效的理解和使用。面對(duì)海量大數(shù)據(jù)和算力平臺(tái)交付的高價(jià)值數(shù)據(jù)處理結(jié)果，迫切需要通過建設(shè)以超高分辨率大屏幕為核心的應(yīng)急指揮中心、運(yùn)行監(jiān)控中心、智能調(diào)度中心等機(jī)構(gòu)，對(duì)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一、高效的管理。
超高分辨率+可視化顯示——“東數(shù)西算”大數(shù)據(jù)中心關(guān)鍵應(yīng)用趨勢(shì)
為什么要建設(shè)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(shù)據(jù)或信息，為高效指揮調(diào)度和快速精準(zhǔn)決策提供完整、全面、系統(tǒng)的信息匯集、加工處理和共享平臺(tái)。
雖然有了大屏幕作為信息集中展示、分享的平臺(tái)，但面對(duì)海量數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的復(fù)雜性，如何將復(fù)雜性合理簡(jiǎn)化，切實(shí)做到“全局信息一目了然，全盤業(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(tǒng)分析“過去、現(xiàn)在和未來”三種時(shí)態(tài)，基于全局視角、系統(tǒng)邏輯和化繁為簡(jiǎn)，從而提出了“數(shù)據(jù)可視化”應(yīng)用需求。
數(shù)據(jù)可視化就是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進(jìn)行交互處理，可以簡(jiǎn)單、快速、精確展現(xiàn)業(yè)務(wù)現(xiàn)全貌，增進(jìn)用戶理解、簡(jiǎn)化復(fù)雜性
因此，可視化首先要求展示當(dāng)前業(yè)務(wù)的全貌，將海量數(shù)據(jù)和復(fù)雜業(yè)務(wù)以更直觀、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(shù)西算”對(duì)各行各業(yè)和區(qū)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的促進(jìn)，將推動(dòng)“東數(shù)”應(yīng)用算力的一方生產(chǎn)更多的數(shù)據(jù)，也將進(jìn)一步推動(dòng)“西算”算力平臺(tái)的高質(zhì)量和高速發(fā)展，因此“東數(shù)”和“西算”都對(duì)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分辨率方向以指數(shù)級(jí)快速提高。由于大屏幕的尺寸總是有限的，針對(duì)大屏幕超高分辨率越來越高的要求，勢(shì)必推動(dòng)大屏幕基本顯示單元的單屏分辨率將越來越高。
可視化應(yīng)用從過去的大企業(yè)和壟斷行業(yè)，走入更多的領(lǐng)域和企業(yè)，成為在大數(shù)據(jù)時(shí)代里從數(shù)據(jù)海洋抽身出來，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(yīng)用呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)越多越全面，對(duì)掌握全局、決策指揮越有利。這樣，就要求呈現(xiàn)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(cè)量或顯示系統(tǒng)對(duì)細(xì)節(jié)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(xiàn)出更多的細(xì)節(jié)。
FullHD(俗稱全高清)分辨率為1920*1080，4K UHD(俗稱4K)分辨率為3840*2160，是FullHD的4倍;8K UltraHD(俗稱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(xiàn)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(xì)節(jié))，就需要4個(gè)整屏場(chǎng)景來容納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!雖然通過切換屏幕也實(shí)現(xiàn)了全部信息的清晰呈現(xiàn)，但本來8K屏呈現(xiàn)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(yán)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(xiàn)。
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(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和內(nèi)涵，“西算”算力平臺(tái)就可以通過“超高分辨率可視化”實(shí)現(xiàn)更高效的管理，提高算力平臺(tái)的運(yùn)行效率和服務(wù)水平。“東數(shù)”一方將“西算”算力平臺(tái)反饋的結(jié)果通過可視化應(yīng)用完美呈現(xiàn)，并通過大屏幕將其應(yīng)用的成果和對(duì)當(dāng)前業(yè)務(wù)的影響，也通過可視化應(yīng)用持續(xù)的體現(xiàn)出來，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(xiàn)了可視化更多的信息，從而使可視化應(yīng)用真正體現(xiàn)價(jià)值。
“東數(shù)西算”雖然促進(jìn)了“大屏幕+可視化”的需求，對(duì)大屏幕超高分辨率提出了更高的要求，但以當(dāng)前市場(chǎng)主流的小間距LED顯示產(chǎn)品為例，當(dāng)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(guī)格的產(chǎn)品就難以滿足“東數(shù)”“西算”兩方大屏幕超高分辨率的高要求：
假設(shè)一個(gè)可視化系統(tǒng)所有場(chǎng)景的像素總量為33177600，即分辨率總量為33177600(相當(dāng)于4個(gè)4K并排，即4*4K)，大屏幕尺寸設(shè)計(jì)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(tǒng)時(shí)就需要4個(gè)場(chǎng)景，切換3次。下表是以P1.27為基準(zhǔn)，采用不同像素間距產(chǎn)品時(shí)，實(shí)現(xiàn)的整屏分辨率、相對(duì)于使用P1.27產(chǎn)品時(shí)整屏分辨率的倍數(shù)，以及完整顯示可視化系統(tǒng)所需的場(chǎng)景個(gè)數(shù)和切換數(shù)次。
| 像素間距(mm) | 像素密度(Pixel/m2) | 整屏尺寸(英寸) | 整屏分辨率 | 對(duì)比(倍) | 場(chǎng)景個(gè)數(shù) | 場(chǎng)景切換次數(shù) |
| 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(duì)比可以看出，當(dāng)前市場(chǎng)中像素間距0.9~1.2mm級(jí)別的產(chǎn)品，用于超高分辨率可視化應(yīng)用時(shí)像素密度仍顯不足，像素間距0.4~0.7mm級(jí)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(xiàn)了更高的分辨率，能夠承載現(xiàn)在及未來，超高分辨率可視化應(yīng)用對(duì)屏幕分辨率不斷提高的剛性需求。 “東數(shù)西算”對(duì)超高分辨率可視化的高要求，呼喚像素間距0.4~0.7mm級(jí)別產(chǎn)品盡早成熟并上市供應(yīng)。
LED大屏——“東數(shù)西算”大屏幕顯示的最優(yōu)選擇
當(dāng)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，已無法滿足當(dāng)前對(duì)大屏幕高亮度、高對(duì)比度、無拼縫顯示需求，因而越來越被市場(chǎng)邊緣化。
LCD曾以亮度高、輕薄、廉價(jià)等特點(diǎn)迅速擠占過DLP作為當(dāng)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足全屏精細(xì)化顯示的需求，市場(chǎng)很快將其限定在視頻監(jiān)控這一單一應(yīng)用場(chǎng)景，即使現(xiàn)在宣稱最小0.88mm拼縫的LCD產(chǎn)品，拼接后實(shí)際拼縫仍達(dá)到4mm!基于LCD產(chǎn)品的激烈競(jìng)爭(zhēng)和價(jià)格透明，市場(chǎng)上存在不少以商用面板充當(dāng)工業(yè)級(jí)面板的行為，LCD大屏幕系統(tǒng)質(zhì)量堪憂且很難保證顯示效果。
LED拼接屏無縫可任意拼接，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(shù)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(xiàn)，面光源設(shè)計(jì)，具有顯示密度高、表面防護(hù)性好、護(hù)眼等優(yōu)勢(shì)，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(dāng)前大屏幕拼接市場(chǎng)的主流。
在“東數(shù)西算”工程中，僅從分辨率角度，DLP、LCD和LED三種顯示技術(shù)都可以滿足基礎(chǔ)應(yīng)用，但其大屏幕系統(tǒng)主要顯示內(nèi)容是數(shù)據(jù)，為了確保數(shù)據(jù)呈現(xiàn)效果不失真，對(duì)顯示畫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(shù)據(jù)聚集的高端應(yīng)用場(chǎng)景下，DLP和LCD分辨率相對(duì)固定，無法像LED一樣可通過轉(zhuǎn)變像素點(diǎn)間距來實(shí)現(xiàn)單位面積內(nèi)的更高分辨率呈現(xiàn)。綜合對(duì)比下，LED顯示屏理所當(dāng)然成為“東數(shù)西算”工程顯示屏選型的第一選擇。
倒裝COB——最穩(wěn)定、最適宜“數(shù)據(jù)中心”長(zhǎng)時(shí)間觀看的LED顯示屏
LED顯示屏按封裝技術(shù)可分為SMD和COB，按發(fā)光芯片類型又可以分為正裝和倒裝。
SMD產(chǎn)品作為L(zhǎng)ED顯示屏市場(chǎng)曾經(jīng)的主流選擇，在大屏幕應(yīng)用過程中暴露出很多技術(shù)原理本身帶來的問題，比如像素間距難于突破1mm，壞點(diǎn)和毛毛蟲無法杜絕，表面無法清潔消殺，點(diǎn)光源刺眼，發(fā)熱量大，環(huán)境防護(hù)性差，以及高藍(lán)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)品相同的無縫、高亮度、色彩和均勻性好、輕薄等優(yōu)點(diǎn)，還彌補(bǔ)了SMD幾乎所有的缺陷：率先實(shí)現(xiàn)0.4~0.9mm像素間距，壞點(diǎn)率只有SMD的1/10,防護(hù)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，無藍(lán)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(shì)使得COB成為近年來LED拼接屏高端應(yīng)用領(lǐng)域的主流技術(shù)。雖然SMD產(chǎn)業(yè)鏈中的燈珠廠商推出了IMD多合一產(chǎn)品以突破1mm間距瓶頸并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但I(xiàn)MD依然無法擺脫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兩類產(chǎn)品的基本情況說明如下：
(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(chǔ)，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晶圓通過焊線鍵合封裝在PCB板上。
倒裝COB(Flip Chip On Board)：將倒裝LED晶圓無線鍵合封裝在PCB板上。正處于市場(chǎng)主流。
為更好說明SMD封裝產(chǎn)品與COB集成封裝產(chǎn)品的差別，現(xiàn)對(duì)用戶關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比說明如下：
| SMD | COB集成封裝 | |||||
| 特點(diǎn) | 單燈珠SMD | IMD | 正裝COB | 倒裝COB | ||
| 外觀 |
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| 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金屬介質(zhì)（即裸露的焊腳）焊接在PCB板上： | 將LED芯片通過共晶焊方式封裝在PCB板上 | ||||
| 像素結(jié)構(gòu) |
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| 工藝結(jié)構(gòu) | 將燈杯、支架、LED芯片、引線、環(huán)氧樹脂等材料封裝成不同規(guī)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 | 用硅樹脂等特殊封裝材料將LED芯片、引線（倒裝LED芯片無引線）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(jié)構(gòu)內(nèi)有引線以及燈珠本身，使像素間距無法縮小到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(nèi)LED芯片的引線限制了LED芯片間的距離無法繼續(xù)縮小，同時(shí)像素模組的燈杯結(jié)構(gòu)與SMD一樣，進(jìn)一步阻礙像素間距的縮小。當(dāng)前只有像素間距0.9mm級(jí)別的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。 | 引線的存在使得LED芯片的間距無法繼續(xù)縮小，因此正裝COB產(chǎn)品無法實(shí)現(xiàn)更小間距，當(dāng)前正裝COB產(chǎn)品像素間距已很難突破0.9mm。 | 無引線的倒裝LED芯片的間距能夠繼續(xù)縮小，因此倒裝COB產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)更小間距，倒裝COB像素間距已實(shí)現(xiàn)0.4mm | ||
| 性能 | 亮度大于600cm/d2，均勻性大于95%，對(duì)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(duì)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(nèi)有引線，引線的熱阻高；焊腳與PCB板接觸面小，因此無法由PCB幫助散熱，只能由燈珠承擔(dān)主要的散熱工作。 | 像素模組雖然采用COB封裝，但僅實(shí)現(xiàn)了LED芯片的密封，并且因?yàn)榫哂信cSMD相同的、與PCB板接觸面小的焊腳，無法像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(nèi)部熱阻高的引線，使得像素模組的散熱能力受到嚴(yán)重影響，進(jìn)而影響LED芯片的壽命和整體可靠性。 | 引線的熱阻高，焊點(diǎn)與PCB板接觸面有限， 因此PCB板承擔(dān)的散熱量較少，通過封裝材料散熱時(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芯片無引線，與PCB板實(shí)現(xiàn)原子級(jí)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)生的能量無法通過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(dǎo)致屏體表面發(fā)熱大，大大降低LED芯片的使用壽命，也使屏前周圍空間溫度明顯上升，近距灼燒感明顯，短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致室溫超出舒適范圍。 | 由于引線和LED芯片上的焊點(diǎn)影響了LED芯片的發(fā)光，為實(shí)現(xiàn)與倒裝LED芯片同等的亮度，還必須額外增大電流，而引線的熱阻高，導(dǎo)致LED芯片、引線、焊盤發(fā)熱量更大，進(jìn)一步降低LED芯片的壽命，降低了可靠性 | LED芯片上無焊點(diǎn)且無引線的遮擋，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(jié)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(zhǎng)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(xiàn)壞點(diǎn)和“毛毛蟲”，無法清潔和消毒 | 像素模組的COB封裝只是部分解決了SMD燈珠燈杯結(jié)構(gòu)阻礙像素間距縮小的問題，但繼承了SMD除像素間距外的幾乎所有問題和缺陷，抗沖擊、撞擊性差、易出現(xiàn)壞點(diǎn)和“毛毛蟲”、無法清潔和消毒等可靠性問題依然存在 | COB集成封裝不僅實(shí)現(xiàn)了LED芯片的密封，更徹底解決高溫回流焊、燈珠、焊腳所帶來的所有問題，具有良好的防磕碰、防塵、防潮、防靜電等防護(hù)性，還可進(jìn)行清潔和消毒，環(huán)境適應(yīng)性和適裝性大大提高。倒裝COB產(chǎn)品由于取消了引線，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)，無引線的倒裝芯片出光率更高，更小的電流即可實(shí)現(xiàn)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(xiàn)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(zhǎng)，減少壞點(diǎn)，大大提高可靠性。 | |||
| 故障率 | 由于燈珠中支架、基板、樹脂等材料的膨脹系數(shù)不同，在高溫回流焊過程中（240-270攝氏度）極易產(chǎn)生縫隙，造成燈珠“亞健康”。燈腳焊盤裸露易被氧化，造成水汽入侵LED內(nèi)部芯片，在水氧作用下長(zhǎng)期運(yùn)行造成燈芯內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，并且裸露的燈腳焊盤很容易受到靜電的影響，這些因素都導(dǎo)致在后期的使用中逐漸出現(xiàn)死燈、“毛毛蟲”現(xiàn)象。隨著小間距LED產(chǎn)品的像素間距越來越小，燈珠級(jí)的維護(hù)已無法適用于1.2mm像素間距以下的產(chǎn)品。當(dāng)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集成封裝沒有燈珠封裝、回流焊、貼片等工序，大大提升了LED顯示屏的穩(wěn)定性2、COB集成封裝無裸露燈腳，表面平滑無縫隙，具有防潮、防靜電、防磕碰、防塵等功能，正面防護(hù)等級(jí)可達(dá)到IP65。3、不同于SMD燈珠+灌膠對(duì)燈珠密封的方式來實(shí)現(xiàn)平滑的表面和改善裸露焊腳導(dǎo)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(duì)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(hù)。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像素中引線拉力?。◣卓耍?，抗沖擊、撞擊、推力能力差，可靠性低5、倒裝COB無引線的倒裝芯片可承受上千克的推力，抗沖擊、撞擊、推力能力強(qiáng)，可靠性大大提高 | ||||
| 顯示效果 | 顆粒感，大視角偏色嚴(yán)重 | 顆粒感明顯，大視角偏色嚴(yán)重 | 畫面柔和人眼舒適度高，寬視角，大視角無偏色 | |||
| 觀感適應(yīng)性 | 燈珠/像素模組直接發(fā)光，光學(xué)整形措施不足，藍(lán)光直接發(fā)射對(duì)人體造成危害，長(zhǎng)時(shí)間觀看、近距離觀看，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(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒚總€(gè)像素發(fā)射的光線均勻散射，將SMD封裝技術(shù)產(chǎn)品的“點(diǎn)”光源轉(zhuǎn)換成“面”光源，在進(jìn)一步提高亮度、色彩均勻性和消除藍(lán)光危害的同時(shí)，極大的提高了觀看的舒適感，長(zhǎng)久觀看也不易產(chǎn)生視覺疲勞 | ||||
| 視角 | 燈珠內(nèi)LED芯片引線的遮擋以及獨(dú)特的燈杯結(jié)構(gòu)很大程度上限制了光線的漫散射，因此單燈SMD產(chǎn)品的視角受限嚴(yán)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，無法徹底解決燈珠邊緣氣密性、焊腳裸露等核心問題，LED芯片引線遮擋光線較多，同時(shí)像素模組邊緣折射所造成的光色不一，也導(dǎo)致N合1產(chǎn)品的視角不良，顯示效果上顆粒感更強(qiáng)，在側(cè)視角離散性麻點(diǎn)嚴(yán)重。 | 引線和LED芯片上焊點(diǎn)的存在干擾了LED芯片的發(fā)光，影響了光線的散射，縮小了視角 | 倒裝LED芯片發(fā)光無引線的遮擋，使倒裝COB具有更大的視角 | |||
| 功耗 | 燈杯結(jié)構(gòu)以及裸露焊腳導(dǎo)致的散熱效果差導(dǎo)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題，但沒能改善散熱效率，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(bǔ)高功率損耗的同時(shí)，還要通過提高功率來彌補(bǔ)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(xiàn)了比SMD、IMD都低的功率水平。但正裝結(jié)構(gòu)的引線和焊點(diǎn)使得正裝COB相對(duì)于倒裝COB需要更大的電流實(shí)現(xiàn)相同的亮度，因此功耗比倒裝COB高。 | 倒裝結(jié)構(gòu)無引線，出光效率提升50%，實(shí)現(xiàn)相同的亮度只需更小的電流，大大降低功耗，實(shí)現(xiàn)了最低的功率水平。 | ||
| 藍(lán)光 | 燈珠的燈杯結(jié)構(gòu)具有光線匯聚作用，藍(lán)光聚集后進(jìn)行發(fā)射，導(dǎo)致藍(lán)光危害 | 藍(lán)光匯聚水平降低，減少了藍(lán)光危害 | 封裝材料幫助光線更均勻的散射，無藍(lán)光匯聚，無藍(lán)光危害 | |||
| 觸摸 | 表面粗糙，無法實(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)，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?yàn)閿D壓、觸碰等原因出現(xiàn)掉燈、死燈現(xiàn)象 | COB集成封裝將LED芯片通過固晶超聲波焊接方式在PCB板上實(shí)現(xiàn)原子級(jí)別的鍵合，與PCB板結(jié)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(hù) | 表面燈珠或像素模組間存在縫隙，長(zhǎng)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(xiǎn)，只能做簡(jiǎn)單的表面除塵維護(hù) | 顯示屏表面平整無縫隙，可用濕布直擦拭，清潔維護(hù)方便。特殊封裝材料還允許中性消毒產(chǎn)品對(duì)屏表面進(jìn)行消毒。 | ||||
通過技術(shù)對(duì)比可以看出，倒裝COB相對(duì)SMD、IMD和正裝COB在技術(shù)上具有絕對(duì)的先進(jìn)性和領(lǐng)先性，是穩(wěn)定可靠且最適合長(zhǎng)時(shí)間觀看的LED大屏。
從LED大屏在客戶端應(yīng)用發(fā)展過程上也得以充分體現(xiàn)。當(dāng)初小間距LED進(jìn)入控制室、會(huì)議室等專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域后，顯示效果給大家?guī)Я瞬簧俚捏@喜，但SMD產(chǎn)品壞點(diǎn)率高、毛毛蟲多等問題導(dǎo)致的穩(wěn)定性和可靠性差使用戶陷入尷尬，超高表面發(fā)熱量也讓不少用戶感到不適。疫情期間，SMD LED大屏幕因無法支持酒精消殺還成為疫情防控?zé)o法克服的盲點(diǎn)。相對(duì)SMD產(chǎn)品技術(shù)原理性的種種缺陷， 正裝COB LED大屏因?yàn)楦€(wěn)定可靠、適裝性強(qiáng)、觀看更舒適，更適合長(zhǎng)時(shí)間觀看等優(yōu)勢(shì)，使其很快受到用戶認(rèn)可和信賴，而倒裝COB產(chǎn)品則是正裝COB的升級(jí)版，其顯示畫質(zhì)效果和穩(wěn)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(dāng)前專業(yè)市場(chǎng)、商顯市場(chǎng)、高端租賃、私人高端影院等應(yīng)用領(lǐng)域的主流趨勢(shì)。
倒裝COB——實(shí)現(xiàn)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?yàn)槠銼MT工藝特性，需要將發(fā)光芯片先封裝成燈珠，正裝COB則因?yàn)榘l(fā)光芯片結(jié)構(gòu)需要保留焊接線，兩種封裝技術(shù)都需要單顆發(fā)光芯片占用更大的空間，從而無法實(shí)現(xiàn)LED產(chǎn)品向更小間距發(fā)展，而倒裝COB LED顯示屏，采用倒裝芯片無線鍵合工藝，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(dāng)?shù)寡bCOB進(jìn)入微小間距和超小間距時(shí)，單位尺寸面積內(nèi)的像素密度將越來越大，這意味者單位尺寸面積所能呈現(xiàn)的圖像分辨率越來越高，因此倒裝COB是實(shí)現(xiàn)超高分辨率LED顯示屏的基礎(chǔ)和最佳技術(shù)路徑。
從用戶角度看，倒裝COB LED顯示屏實(shí)現(xiàn)了低壞點(diǎn)率、強(qiáng)防護(hù)性、光線散射均勻、觀看舒適、低藍(lán)光和低功耗，特別是倒裝芯片無線鍵合進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)LED大屏的亮度提升和功耗降低，視角、防護(hù)性、可靠性和散熱效率也進(jìn)一步提高，對(duì)比度也通過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)鍵特性都是用戶非常關(guān)注的價(jià)值點(diǎn)或痛點(diǎn)，用戶需求得以滿足勢(shì)必帶來市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可，這將注定倒裝COB LED顯示屏勢(shì)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(shè)大型的數(shù)據(jù)中心和運(yùn)控中心，這些場(chǎng)所通?？梢詾榇笃聊惶峁┹^理想的運(yùn)行環(huán)境，比如適當(dāng)?shù)臏貪穸?、專門設(shè)計(jì)的光照環(huán)境等，但算力平臺(tái)大數(shù)據(jù)中心需要大屏幕長(zhǎng)期連續(xù)可靠運(yùn)行，并持續(xù)保持顯示效果，這就要求大屏幕除具有高穩(wěn)定性、高可靠性，以及合適的亮度、色彩外，還需要防反光(這類控制室的環(huán)境光一般比較強(qiáng))、均勻性持久保持、低藍(lán)光(更健康)、低功耗(節(jié)能環(huán)保)、散熱快(舒適的觀看環(huán)境)、寬視角(此場(chǎng)所大屏幕拼接規(guī)模一般會(huì)比較大)和低電磁輻射。
“東數(shù)”作為計(jì)算結(jié)果的使用方，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)所需的大屏幕安裝場(chǎng)所多種多樣，比如應(yīng)急指揮中心、展覽廳、報(bào)告廳、會(huì)議室等，鑒于其應(yīng)用場(chǎng)景都非常重要，這要求大屏幕同樣具有高穩(wěn)定性和高可靠行，同時(shí)因其運(yùn)行環(huán)境多樣和復(fù)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(hù)性，以及對(duì)使用客戶帶來極大影響的反光、均勻性、藍(lán)光、功耗、散熱、視角和電磁輻射等方面的高要求。
結(jié)合“西算”和“東數(shù)”兩方面對(duì)大屏幕的使用要求，只有倒裝COB LED顯示屏在穩(wěn)定性、可靠性、顯示效果、觀看舒適行、節(jié)能環(huán)保、環(huán)境適應(yīng)性和適裝性，特別是超高分辨率應(yīng)用等方面可滿足其綜合要求。
用分辨率重新定義LED大屏——希達(dá)電子創(chuàng)新產(chǎn)品助力“東數(shù)西算”
2022年，希達(dá)電子基于行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和客戶關(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(guó)家“十三五”重點(diǎn)專項(xiàng)——“超高密度小間距LED顯示關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)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(jī)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)，可為用戶呈現(xiàn)更豐富的圖像信息，極大提升內(nèi)容感知體驗(yàn)，該系列產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)P0.4-P0.9連續(xù)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，全方位滿足超大型、大型、中大型、中型、小型等不同規(guī)模數(shù)據(jù)中心顯示應(yīng)用需求。
大數(shù)據(jù)中心作為超強(qiáng)大腦，其核心終端大屏幕顯示應(yīng)用系統(tǒng)需要具備超強(qiáng)的穩(wěn)定性及運(yùn)維能力。曜石、幻晶、皓玉、磐石、智慧會(huì)議一體機(jī)五大全新產(chǎn)品系列通過系統(tǒng)性設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，近屏工作更加舒適，同時(shí)配有供電方案冗余、信號(hào)通路冗余、智能溫控系統(tǒng)等多項(xiàng)可靠性設(shè)計(jì)，搭載表面平整一致的自主專利封裝核心專利技術(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(yī)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，可滿足各領(lǐng)域場(chǎng)所的使用需求，以創(chuàng)新技術(shù)賦能數(shù)字可視化建設(shè)。
希達(dá)電子是依托于中科院長(zhǎng)春光機(jī)所建立的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，專注于集成封裝LED大屏幕顯示技術(shù)研究及產(chǎn)品開發(fā)，是國(guó)家級(jí)“專精特新”小巨人企業(yè)。擁有相關(guān)專利200余項(xiàng)，獲得中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)5項(xiàng)，作為L(zhǎng)ED顯示龍頭企業(yè)和倒裝COB技術(shù)創(chuàng)領(lǐng)者，希達(dá)電子連續(xù)牽頭承擔(dān)“十五”、“十一五”、“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)，突破發(fā)光芯片、驅(qū)動(dòng)器件、集成封裝、均勻性控制、整機(jī)集成全套技術(shù)及工藝，實(shí)現(xiàn)核心原材料、元器件量產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，全部國(guó)產(chǎn)、自主可控，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)水平。
近幾年，希達(dá)電子深度聚焦大數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用需求，面向高端行業(yè)客戶打造“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)用戶青睞，已在全國(guó)各級(jí)政府、軍隊(duì)、航天、公檢法司、大交通、能源等行業(yè)落地應(yīng)用，先后完成了中國(guó)某衛(wèi)星發(fā)射中心、長(zhǎng)春城市大腦指揮中心、山東省高速指揮中心、莆田市數(shù)據(jù)中心、汕頭市政務(wù)中心、國(guó)網(wǎng)遼寧檢修公司智能運(yùn)檢管控中心、國(guó)家博物館安防監(jiān)控中心等2000多個(gè)項(xiàng)目案例，打造了全球多個(gè)行業(yè)標(biāo)桿，有力支撐各領(lǐng)域數(shù)據(jù)中心建設(shè)，全面助力“東數(shù)西算”大數(shù)據(jù)中心建設(shè)。
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