隨著中國大陸面板廠商的日益崛起,,在2020年就占據(jù)全球LCD一半的市場份額,全球顯示面板產(chǎn)能的區(qū)位轉(zhuǎn)移趨勢明顯,。中國大陸在承接全球顯示面板產(chǎn)能的同時,,龐大的消費市場也成為推動顯示驅(qū)動芯片發(fā)展的強勁動力。
最近,,華為宣布成立專屬部門,,切入顯示驅(qū)動IC領(lǐng)域。3月24日,,國內(nèi)本土驅(qū)動芯片封測龍頭合肥新匯成微電子股份有限公司于科創(chuàng)板過會,。在顯示驅(qū)動芯片封裝出貨量上,,匯成股份是2020年的中國第一、全球第三,。
國產(chǎn)顯示驅(qū)動正迎來發(fā)展東風,。
什么是顯示驅(qū)動IC?
2017年iPhone X的上市讓智能手機進入全面屏時代,,2018年蘋果推出的三支手機也都是全面屏設(shè)計,,其他中國智能手機品牌OPPO、vivo,、華為與小米同樣在高端機型中多將采用全面屏設(shè)計,。
過去的兩年,全面屏幾乎成為手機ID設(shè)計的第一要素,,為此“窄邊框+高屏占比”的解決方案層出不窮,,折疊屏也是“全面屏”的方案之一 。
2021年前三季度,,折疊屏手機的出貨量達260萬臺,,環(huán)比增長215%,同比增長480%,,預(yù)計到2022年,,折疊屏手機市場的出貨量將達到1750萬臺。這對于與手機,、平板等終端的顯示屏功能最為緊密的顯示驅(qū)動 IC提出的更大的需求,。
顯示驅(qū)動IC主要負責驅(qū)動電流或電壓、控制屏幕畫面,,是顯示面板成像系統(tǒng)的重要組成部分,。顯示驅(qū)動IC與顯示面板高度相關(guān),按類型分大致可以分為LCD驅(qū)動芯片,、TDDI觸控顯示整合驅(qū)動芯片和OLED驅(qū)動芯片,。
根據(jù)CINNO Research相關(guān)數(shù)據(jù),, 2021年全球DDIC(包含TDDI+DDI)市場規(guī)模為138億美元,, 相比2020年將增長55%。
TDDI技術(shù)發(fā)展非常迅速,,從2014年概念提出到2018年市場火爆只用四年時間,,F(xiàn)rost&Sullivan 統(tǒng)計,自2015年TDDI芯片首次問世以來,,其出貨量由0.4億顆迅速提升至2019年的5.2億顆,。而如今最早提出TDDI方案的Synaptics也將其TDDI業(yè)務(wù)出售給了中國公司韋爾股份。
TDDI是目前智能手機液晶面板的主流驅(qū)動方案,,除去蘋果外,,其他知名終端平板的液晶面板機型高比例采用 TDDI。同時,在車載顯示領(lǐng)域TDDI市場也日趨成熟,。面板廠商正在為車載顯示器積極開發(fā) in-cell 觸控集成方案,,芯片廠商在 2020 年起逐步開始量產(chǎn) TDDI 解決方案。
TDDI主要應(yīng)用在智能手機LCD屏上,,對于AMOLED屏幕更多的則是使用AMOLED驅(qū)動 ,。
AMOLED顯示具有比傳統(tǒng)LCD顯示更強的顯示亮度,更廣的顯示色域和更高的對比度,,而且可以實現(xiàn)曲面和折疊,,近年來在智能手機和智能穿戴領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
從2017年蘋果導(dǎo)入On-Cell AMOLED開始,,減少了In-Cell LCD屏幕的需求。2021年全球智能手機市場中AMOLED面板滲透率同比增加約7.5個百分點,,AMOLED智能手機市場進一步增長,,占比將超過40%。
顯示驅(qū)動IC苦于代工產(chǎn)能
由于顯示產(chǎn)品的多樣性,,顯示類驅(qū)動IC的制程范圍較廣,,其主要產(chǎn)品涵蓋了28nm-150nm的工藝段。用于LCD手機和平板的集成類TDDI制程段在55-90nm,,用于AMOLED驅(qū)動IC的制程段相對先進使用28nm-40nm,。
ICViews采訪專業(yè)人士了解到,目前國內(nèi)顯示驅(qū)動IC發(fā)展問題在于制造,。由于國內(nèi)晶圓廠的制程限制,,無法跟上高端芯片的生產(chǎn)、制造,。在量產(chǎn)時,,芯片良率差距極大。
大陸目前較為成熟的TDDI芯片其良率在88%,,中國臺灣的聯(lián)電則能達到98%的良率,。
國內(nèi)投產(chǎn)28nm AMOLED驅(qū)動芯片良率在40%左右,但理論上看,,晶圓廠能夠批量生產(chǎn)的條件是要求芯片良率至少達到7成或8成以上,。
除去制造,產(chǎn)能同樣是顯示驅(qū)動IC的一大問題,。顯示驅(qū)動IC在其所在的電子產(chǎn)品中所占成本約為10-15%,,雖然是顯示屏成像系統(tǒng)的重要部分,但因芯片嵌入數(shù)量較多,,在芯片設(shè)計行業(yè)中屬于毛利較低產(chǎn)品,。
去年傳出華為自研40nm OLED驅(qū)動IC芯片或由中芯國際代工時,,就有業(yè)內(nèi)人士擔憂由于DDI芯片利潤較低,可能會影響到中芯國際的毛利率,。
在產(chǎn)能緊張的階段,,由于其低毛利的特點,往往被晶圓代工廠擠壓產(chǎn)能,,制程內(nèi)的其它品類IC的晶圓消耗也會影響DDIC的供給,。例如在面對工藝同樣集中在28-40nm的MUC芯片,晶圓代工廠會優(yōu)先選擇利潤率更高的MUC,,而不是DDIC,。
隨著面板制造產(chǎn)能向國內(nèi)轉(zhuǎn)移,大陸已經(jīng)奠定了全球面板制造中新的地位,,因此大陸市場也成為全球驅(qū)動芯片的主要市場,。
在AMLOED方面,中國的半導(dǎo)體公司有集創(chuàng)北方,、奕斯偉,、華為海思和豪威科技,正積極參與AMOLED驅(qū)動業(yè)務(wù),。但目前,,只有五家晶圓代工廠商能夠為HV 40納米和28納米制程的AMOLED驅(qū)動芯片提供成熟的產(chǎn)能,即三星,、聯(lián)電,、臺積電、Global Foundries和中芯國際,。
因此,,留給他們的晶圓代工選擇是有限的,中芯國際成為他們的關(guān)鍵資源,。這幾家智能手機AMOLED驅(qū)動芯片正在進行樣品輸出或驗證,,因此最快也要到2022年第二季度以后才能進行量產(chǎn)。
另外,,AMOLED驅(qū)動芯片的技術(shù)難度也相對較高,。以中穎電子AMOLED驅(qū)動芯片為例,雖然中穎電子早在2015年就推出FHD AMOLED驅(qū)動芯片樣品,,而且過去五年不斷改版,,不斷升級,,但是中穎電子至今還在停留在FHD階段,,可見 AMOLED驅(qū)動芯片有一定技術(shù)難度。
本土芯片廠商,,華為參戰(zhàn)
現(xiàn)階段,,國內(nèi)面板產(chǎn)業(yè)鏈日趨成熟和完善,,而驅(qū)動芯片的市場占有率仍然較低,國內(nèi)配套設(shè)施也處于起步階段,。
中國共有24家企業(yè)從事顯示驅(qū)動的研發(fā),,按區(qū)域分布來看,集中度較高,,排第一第二的分別是廣東和中國臺灣,,廣東有10家,中國臺灣7家,,上海3家,,北京兩家,江蘇1家,,香港1家,,這些省市中除了北京以外,基本都分布在沿海一帶,。
中穎電子在2011年開始研發(fā)OLED驅(qū)動芯片,,是我國較早開發(fā)布局 OLED 產(chǎn)品的廠商之一,目前研制的AMOLED顯示驅(qū)動芯片主要為55nm制程及40nm制程,。并且中穎電子還在2016年成立子公司芯穎科技,,專注從事顯示屏驅(qū)動芯片的研發(fā)和設(shè)計。
在今年的業(yè)績報告會上,,中穎電子表示其計劃在年中推出前裝品牌市場規(guī)格要求的手機屏AMOLED顯示驅(qū)動芯片,。
集創(chuàng)北方成立于2008年,專注顯示控制芯片的設(shè)計,。2018年推出第一顆國產(chǎn)TDDI芯片并實現(xiàn)在知名終端品牌客戶的量產(chǎn),、于2019年推出國內(nèi)第一款支持低至0.4mm pitch的mini-LED顯示驅(qū)動芯片、于2020年推出國內(nèi)第一顆支持4K分辨率的中大尺寸顯示驅(qū)動芯片,、于2021年推出國內(nèi)第一款在頂級品牌客戶量產(chǎn)的AMOLED顯示驅(qū)動芯片等,。
2019年,新相微進入華為手機供應(yīng)鏈,。此前,,新相微為京東方上游客戶。目前,,新相微擁中小,、大尺寸的TFT-LCD驅(qū)動芯片,以及智能手機AMOLED 驅(qū)動芯片,。8月底,,新相微向上海證監(jiān)會提交輔導(dǎo)備案,擬前往科創(chuàng)板上市,。
中微半導(dǎo)體(深圳)股份有限公司成立于2001年,,是集成電路(IC)設(shè)計企業(yè),,專注于數(shù)模混合信號芯片,、模擬芯片的研發(fā),、設(shè)計與銷售。
格科微已經(jīng)推出了FHD LCD驅(qū)動芯片,,旗下TDDI芯片獲得了終端客戶一致認可,。其顯示驅(qū)動芯片已經(jīng)搭載于聯(lián)想、HP,、小米,、諾基亞等主流品牌中,廣泛應(yīng)用于智能手機,、可穿戴設(shè)備,、汽車電子等眾多領(lǐng)域。
吉迪斯是國內(nèi)最早研發(fā)商業(yè) AMOLED 顯示主控芯片的團隊,。2016 年第二季度,,國內(nèi)最早量產(chǎn)HD 剛性屏 AMOLED 顯示主控芯片;2018 年 9月聯(lián)手國內(nèi)晶圓代工龍頭企業(yè)中芯國際正式量產(chǎn) 40nm QHD 柔性 AMOLED 智能手機面板驅(qū)動芯片,。
昇顯微成立于2018年,,是一家專注于智能手機和智能穿戴設(shè)備AMOLED驅(qū)動芯片的無晶圓集成電路設(shè)計公司。2018年11月昇顯微研發(fā)出第一顆芯片流片,,是當時世界上同類型的芯片中尺寸最小的一款,。2019年8月昇顯微研發(fā)出可量產(chǎn)芯片流片,并在2020年4月通過一流AMOLED屏廠驗證通過,,實現(xiàn)量產(chǎn)出貨 ,。
華為要做顯示驅(qū)動IC的消息早有傳言。業(yè)內(nèi)傳聞2019年底海思首款OLED驅(qū)動芯片就已經(jīng)成功流片,,2021年也有人稱,,華為OLED驅(qū)動芯片已經(jīng)完成試產(chǎn)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱,,由于其制程達到28nm,,以中芯國際目前產(chǎn)能飽滿的情況可能短時間內(nèi)很難量產(chǎn)。
前不久,,華為再次任命10名預(yù)備軍團長中,,唯一一個芯片預(yù)備軍團就是顯示芯核。顯示芯核預(yù)備軍團長羅琨1999年9月入職華為,,是海思顯示總經(jīng)理,,軍團具有很高的獨立性,直接向任正非和輪值董事長匯報。這無疑表現(xiàn)出華為進軍顯示驅(qū)動IC的決心,。
國產(chǎn)廠商新機遇——AMOLED驅(qū)動芯片
隨著AMOLED產(chǎn)能釋放,,華為,、小米,、OPPO等中國品牌都在導(dǎo)入國產(chǎn)AMOLED,蘋果,、三星等國外品牌也在測試驗證國產(chǎn)AMOLED,,中國AMOLED產(chǎn)業(yè)正在進入規(guī)模化競爭的階段,。
技術(shù)的變革則給相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供了洗牌的機會,,也是我國本土芯片廠商切入AMOLED驅(qū)動芯片供應(yīng)鏈的一個有利時機。
AMOLED屏和芯片的設(shè)計難度并沒有提高,,這給了后發(fā)者追趕超越的機會,。
集創(chuàng)北方科技股份有限公司OLED事業(yè)部總經(jīng)理劉宏輝表示,AMOLED驅(qū)動IC與LCD 在作用原理上有相似之處,,都是通過MIPI/SPI等接口接收主控芯片發(fā)送的數(shù)據(jù)指令,,并將數(shù)據(jù)進行處理,轉(zhuǎn)換為屏幕可接收的電信號,,按照一定的順序及邏輯關(guān)系送入到AMOLED顯示屏中,,從而顯示出炫彩的需求畫面。
目前國內(nèi)進入AMOLED驅(qū)動IC的廠商大多采用資本并購的方式,。比如京東方就入股了新相微電子,。其中中穎電子早在2015年就與和輝光電合作開發(fā)了AMOLED驅(qū)動芯片,實現(xiàn)了首個AMOLED國內(nèi)量產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈合作,。2013年維信諾與晶門科技研制成功中國大陸首顆AMOLED驅(qū)動芯片,。
及時切入AMOLED驅(qū)動領(lǐng)域,避免早期投資由于產(chǎn)業(yè)不成熟和市場缺乏導(dǎo)致大量資金和資源消耗,;充分利用產(chǎn)業(yè)界多年積累的研發(fā)和量產(chǎn)經(jīng)驗,,合理規(guī)避技術(shù)風險,少走彎路,,降低研發(fā)和量產(chǎn)成本,。
在AMOLED的風潮下,國產(chǎn)顯示驅(qū)動IC廠商順風而起,,迎來下一個大轉(zhuǎn)機,。