國(guó)內(nèi)OLED驅(qū)動(dòng)芯片自研進(jìn)程提速
過(guò)去幾年,由于國(guó)內(nèi)顯示芯片設(shè)計(jì)性能指標(biāo)無(wú)法滿足品牌終端的需求,我國(guó)面板廠商需要向海外大量采購(gòu)OLED驅(qū)動(dòng)芯片。近日,在OLED市場(chǎng)快速發(fā)展驅(qū)動(dòng)下,國(guó)內(nèi)芯片廠商自研OLED驅(qū)動(dòng)芯片的進(jìn)程開始加快,有望補(bǔ)齊我國(guó)OLED產(chǎn)業(yè)短板。
中國(guó)OLED驅(qū)動(dòng)IC市場(chǎng)占有率偏低
隨著OLED面板在電視、智能手機(jī)、智能手表等領(lǐng)域復(fù)蘇,以及在新興應(yīng)用領(lǐng)域(如游戲顯示面板、筆記本電腦、平板電腦、車用產(chǎn)品)的滲透率不斷提升,OLED產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)上升期,進(jìn)而拉升了對(duì)OLED驅(qū)動(dòng)芯片(OLED DDIC)等相關(guān)零部件的需求。
據(jù)Omdia數(shù)據(jù),2022年OLED DDIC出貨量約10億顆,預(yù)計(jì)2023年OLED DDIC出貨量有望同比增長(zhǎng)14%,達(dá)到11.6億顆。2029年將達(dá)到22億顆,年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)10%。
目前,在OLED驅(qū)動(dòng)IC市場(chǎng)中,韓國(guó)的三星LSI和美格納(Magna Chip)兩家企業(yè)的市場(chǎng)份額已近80%。聯(lián)詠和瑞鼎等中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)的市場(chǎng)份額分別為7%和6%。而中國(guó)大陸在OLED驅(qū)動(dòng)IC方面,市場(chǎng)占有率明顯偏低,還不到5%。
近年來(lái),在OLED市場(chǎng)快速發(fā)展驅(qū)動(dòng)下,國(guó)內(nèi)芯片廠商自研OLED驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)程開始加快,有望補(bǔ)齊我國(guó)OLED產(chǎn)業(yè)短板。
目前,中國(guó)從事顯示驅(qū)動(dòng)研發(fā)的企業(yè)有近20家。比較知名的包括中穎電子、集創(chuàng)北方、格科微、吉迪斯等。
中穎電子是我國(guó)較早開發(fā)布局OLED產(chǎn)品的廠商之一,其研制的AMOLED顯示驅(qū)動(dòng)芯片主要為55nm制程及40nm制程。2022年3月,中穎電子針對(duì)品牌手機(jī)設(shè)計(jì)的AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片完成流片工序,目前正在內(nèi)部驗(yàn)證。
集創(chuàng)北方的OLED顯示驅(qū)動(dòng)芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于一線品牌的智能穿戴產(chǎn)品中。近日,集創(chuàng)北方宣布,其推出的OLED手機(jī)芯片ICNA3512在國(guó)內(nèi)一線終端客戶中驗(yàn)證通過(guò),并開始量產(chǎn)。
集創(chuàng)北方相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示,ICNA3512芯片為國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)廠商首次推出的支持LTPO動(dòng)態(tài)刷新率技術(shù)、折疊屏和屏下攝像頭等功能的OLED手機(jī)顯示驅(qū)動(dòng)芯片。
記者在采訪時(shí)了解到,目前集創(chuàng)北方量產(chǎn)的OLED驅(qū)動(dòng)芯片良率已經(jīng)和業(yè)界廠商處于同一水平。集創(chuàng)北方相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,集創(chuàng)北方正優(yōu)化測(cè)試向量和制程工藝,再次提升良率,建立更強(qiáng)的成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?!拔磥?lái),我們將與更多終端展開合作,開發(fā)更貼近客戶需求的高性能低功耗產(chǎn)品,將產(chǎn)品應(yīng)用面從可穿戴設(shè)備擴(kuò)展到手機(jī),再擴(kuò)展到平板電腦、NB、車載等更廣泛的領(lǐng)域?!?/p>
華為要做顯示驅(qū)動(dòng)IC的消息早有傳聞。據(jù)悉,華為旗下芯片廠海思首款OLED驅(qū)動(dòng)芯片于2019年年底成功流片,并于2021年進(jìn)入試產(chǎn)階段,預(yù)計(jì)在2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
值得一提的是,除了海思、中穎電子、集創(chuàng)北方等廠商走自研這條路外,我國(guó)顯示面板企業(yè)也正在通過(guò)聯(lián)合IC設(shè)計(jì)廠商共同研發(fā),力爭(zhēng)補(bǔ)齊我國(guó)在OLED驅(qū)動(dòng)IC領(lǐng)域的短板。早在2013年,維信諾就與晶門科技共同研制AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片;2015年,中穎電子與和輝光電合作開發(fā)了AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片;京東方則入股新相微電子,并成為其第一大客戶。
Omdia顯示面板業(yè)務(wù)研究分析師蔣與楊在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示,通過(guò)芯屏端的聯(lián)合,不僅可以避免企業(yè)的早期投資因產(chǎn)業(yè)不成熟導(dǎo)致大量資金和資源消耗,還能充分利用彼此多年積累的研發(fā)和量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),合理規(guī)避技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),少走彎路,降低研發(fā)和量產(chǎn)成本。
此外,由于驅(qū)動(dòng)芯片是面板的核心部件,顯示面板企業(yè)和DDI企業(yè)之間如果沒(méi)有信任和安全保障,就無(wú)法建立合作關(guān)系,因此需要非常緊密的合作,這也是為什么三星顯示主要和LSI、LG Display主要與LX Semicon合作的原因。
OLED驅(qū)動(dòng)IC技術(shù)門檻更高
“相比LCD面板出貨量的緩慢增長(zhǎng),OLED面板出貨量增速較快。且因?yàn)镺LED驅(qū)動(dòng)IC工藝更復(fù)雜,其單價(jià)和盈利能力遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的LCD TDDI。因此,切入OLED顯示驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域也成為我國(guó)面板驅(qū)動(dòng)IC廠商的重要戰(zhàn)略布局?!笔Y與楊表示,預(yù)計(jì)到2024年,手機(jī)AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片出貨量將首次超過(guò)LCD TDDI。
正是由于OLED驅(qū)動(dòng)IC技術(shù)門檻更高,因此在擴(kuò)大產(chǎn)能方面,企業(yè)也將面臨更多技術(shù)挑戰(zhàn)。
據(jù)集創(chuàng)北方相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,盡管OLED和LCD都為面板提供調(diào)光功能,但兩者的發(fā)光原理并不相同。相比之下,OLED驅(qū)動(dòng)IC承載了更多由于OLED面板制程不完美導(dǎo)致的各類電學(xué)、光學(xué)特性不均勻的補(bǔ)償功能?;诖?,OLED顯示芯片相比LCD顯示芯片多了很多特有的圖像算法,比如子像素渲染(SPR)、mura補(bǔ)償(demura)、圓角補(bǔ)償(Round/Notch)、電流補(bǔ)償(IRC)、串?dāng)_補(bǔ)償(CTC)、燒屏亮度補(bǔ)償(Deburin)。
另外,相比LCD的成熟技術(shù),OLED技術(shù)還在不斷發(fā)展,新的技術(shù)點(diǎn)不斷涌現(xiàn),比如LTPO動(dòng)態(tài)刷新技術(shù),屏下攝像頭技術(shù),分區(qū)刷新率技術(shù),超窄邊框技術(shù)等,它們都需要OLED顯示芯片開發(fā)新的驅(qū)動(dòng)方式和專屬功能來(lái)協(xié)同使用,這些都是OLED顯示芯片需要面臨的新技術(shù)挑戰(zhàn)。
敦泰科技前瞻產(chǎn)品處高級(jí)總監(jiān)貢振邦也指出,AMOLED電流驅(qū)動(dòng)組件在電流流經(jīng)材料時(shí)容易產(chǎn)生電流沖擊,會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象。同時(shí),由于柔性屏很薄,柔性屏觸控和顯示信號(hào)之間易互相干擾,故獨(dú)立像素光源也存在均一性問(wèn)題。“LTPO因其具有更低的顯示刷新率,可進(jìn)一步降低功耗,成為AMOLED技術(shù)一大發(fā)展趨勢(shì),這也對(duì)DDIC提出了更高要求,需要提供更高的刷新速度?!必曊癜畋硎?,隨著OLED中大尺寸化趨勢(shì)明顯,AMOLED的使用時(shí)間和周期會(huì)更長(zhǎng),進(jìn)而需要采用新的結(jié)構(gòu),這不僅要考慮降低成本,還需要更改芯片架構(gòu)。
此外,蔣與楊指出,由于OLED有機(jī)材料的性質(zhì)導(dǎo)致屏幕顯示亮度不均勻和殘影等問(wèn)題。在基本顯示控制和色彩增強(qiáng)基礎(chǔ)之上,OLED驅(qū)動(dòng)IC還需升級(jí)算法對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償,以實(shí)現(xiàn)面板顯示亮度均勻,加速響應(yīng),減少顯示拖影,從而延長(zhǎng)OLED面板使用壽命。
我國(guó)OLED驅(qū)動(dòng)IC發(fā)展除了來(lái)自制造端的挑戰(zhàn),還受限于晶圓產(chǎn)能緊缺。
據(jù)悉,由于顯示產(chǎn)品的多樣性,顯示類驅(qū)動(dòng)IC的制程范圍較廣,主要產(chǎn)品涵蓋了28~150nm的工藝段。其中,用于LCD手機(jī)和平板的集成類TDDI制程段在55~90nm,用于AMOLED驅(qū)動(dòng)IC目前主要是采用40nm和28nm相對(duì)先進(jìn)的制程工藝。
然而,雖然在全球范圍內(nèi)已有多家芯片代工廠掌握了40nm和28nm工藝,但能夠?yàn)?0nm和28nm制程的AMOLED驅(qū)動(dòng)芯片提供成熟產(chǎn)能的晶圓代工廠商卻只有臺(tái)積電、三星電子、聯(lián)華電子、格羅方德和中芯國(guó)際這5家,留給我國(guó)芯片廠商的晶圓代工選擇并不多。疊加近兩年全球晶圓代工廠產(chǎn)能供應(yīng)偏緊等情況,業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì),OLED驅(qū)動(dòng)芯片大概率仍將處于供應(yīng)緊張狀態(tài)。