OLED驱动芯片风云骤起

显示世界 · 2020-11-23

OLED驱动芯片风云骤起

来源:半导体行业观察,作者:杜芹DQ

早前“华为将开始开发自己的OLED驱动IC,并将在2020年晚些时候开始批量生产这些芯片”的消息不胫而走。根据韩国的一份报告,由于中美贸易战的影响,三星Display和LG Display都将不得不停止向华为供应OLED显示器,因为它们使用的是基于美国技术开发的驱动程序。可以看出,自研OLED驱动IC此举是华为自给自足举措的一部分。

OLED产业快速发展

在AMOLED 驱动芯片领域,三星、MagnaChip、Silicon Works三家韩系供应商在很长一段时间内占据主导。领先的AMOLED生产商是三星 Display,当今大多数高级手机都采用刚性和柔性OLED显示屏。例如苹果在其iPhone XS上使用柔性AMOLED ,显示专家表示,iPhone XS Max Display是世界上最好的智能手机显示屏。

放眼整个显示驱动IC领域,在集创北方总裁陆婉民看来,“今年驱动IC全球市场规模约为75亿美元。目前TFT-LCD 还是占大宗,但趋势是逐年下滑,而OLED整体占比在20%左右,但呈逐年上升的趋势。可以看出,目前LCD还是占据整个显示行业的绝大部分份额,OLED属于后起之秀,我们相信随着OLED技术的不断普及和提升,将在未来与LCD平分秋色”。

国内OLED驱动芯片玩家

在陆婉民看来,OLED 面板产业链较长,零部件多,技术路线多元。OLED 产业链包括上游原材料 (ITO 玻璃、有机发光材料、驱动 IC 等)、中游 OLED 面板制造和模组组装、下游的显示应用领域。目前中国大量 LCD 面板厂商已转型 OLED,但主要集中在面板制造环节,需要进口昂贵的设备和原材料,其中有机发光层材料更是提升 AMOLED 性能和稳定的关键因素。

因此,对于新进的厂家而言,最关键的因素就是需要跟面板厂以及终端客户密切合作,由于目前国内面板厂,相较于韩系面板厂的性能以及稳定度还有一些差距,所以在芯片设计上,需要帮助面板厂或终端客户解决他们碰到的问题,才能做出既符合市场需求,又可以让客户满意的产品。

“近几年来,国内陆续涌现出不少围绕显示驱动的芯片设计公司,这些厂商有的有面板厂背景,有的有海外团队。尽管出现了许许多多的公司,但整体的国产化程度并不算高,主要还是以韩系和台系厂商为主。”陆婉民告诉半导体行业观察记者。数据显示,京东方2019年仅液晶面板的驱动芯片采购超过60亿元,国产芯片占比不及5%。

国内做显示驱动芯片的玩家主要有中颖电子(子公司芯颖)、格科微、集创北方、新相微电子、晶门科技、云英谷、吉迪思、晟合微、奕斯伟等芯片厂商,纷纷开始加紧布局。

中颖电子早在2015年就与和辉光电合作开发了AMOLED驱动芯片,实现了首个AMOLED国内量产产业链合作。芯颖科技有限公司于2016年由中颖电子投资成立,前身是中颖电子股份有限公司下属的显示屏驱动芯片研发团队,始终专注从事显示屏驱动芯片的研发和设计。

从2000年开始,就以接受委托研发的方式,开发了多颗STN和TFT液晶显示屏驱动芯片;2004至2016年间陆续为昆山维信诺、铼宝、智晶、信利设计推出多颗PM-OLED显示屏驱动芯片;芯颖科技的研发团队在2011年就展开AMOLED显示驱动芯片设计,并于2013年陆续展开HD、FHD硬屏AMOLED显示驱动芯片, 于2014年12月开始量产。2011年至2016年又为和辉光电、京东方等一线大厂定制化研发了多颗AMOLED显示屏驱动芯片。同时,芯颖科技已实现AMOLED手机面板驱动芯片量产,也是全球主要的PMOLED驱动芯片供货商之一。

格科微的主营业务为CMOS图像传感器和显示驱动芯片的研发、设计和销售。根据Frost&Sullivan研究数据显示,以2019年出货量口径计算,公司在全球市场的CMOS图像传感器供应商中排名第二,在中国市场的LCD显示驱动芯片供应商中排名第二。目前,正在积极进行TDDI芯片、AMOLED驱动芯片等产品的研发与相关技术储备。

2016年11月,集创北方并购了Exar旗下电源管理IC设计公司iML,与iML完成整合之后,集创北方在面板显示领域的解决方案组合将进一步丰富。十二年来,集创一直围绕显示类IC深耕,LED显示类IC集创已经稳居市场第一,显示类电源在国内面板厂位列前茅,从去年开始,TV、Monitor等大尺寸显示驱动IC逐步上量,今年在TDDI突破品牌客户,下半年爆发式成长。针对硅基OLED、Micro LED等下一代显示方向,公司也提前进行了布局。

新相微电子(上海)有限公司2005年创建,新相作为液晶驱动芯片行业的本土化龙头设计公司,产品已成功导入国内G5、G6、G8面板产线的供应链,目前各品种IC出货量已经达到20KK/月以上。公司的产品包括:TFT-LCD、LTPS、AMOLED驱动芯片、TCON、指纹识别IC等。已建立起完整的从硅片生产到封装、测试的产业链,形成了以京东方、天马、海信、中芯国际、华虹NEC、台积电、南茂科技等为核心的上下游战略合作伙伴。

深圳吉迪思电子科技有限公司成立于2015年7月,公司专注于下一代显示主控芯片的设计与研发,是柔性智能手机AMOLED、笔记本TED、AR(增强现实)眼镜硅基OLED光源芯片等智能设备显示主控芯片的领跑者。公司拥有国际领先的智能显示芯片技术,是国内最早研发商业AMOLED显示主控芯片的团队。2016年第二季度,国内最早量产HD刚性屏AMOLED显示主控芯片;2018年9月联手国内晶圆代工龙头企业中芯国际正式量产40nm QHD柔性AMOLED智能手机面板驱动芯片,这是国内唯一量产的柔性AMOLED显示主控芯片。

深圳云英谷科技有限公司成立于2012年5月。主要以显示技术的研发、IP授权以及显示驱动芯片/电路板卡的生产与销售作为核心业务。目前公司的时序控制芯片(TCON)、AMOLED驱动芯片、硅基OLED均在研发中。重点面向手机、笔记本电脑、电视、AR/VR等消费类电子市场。

2013年维信诺与晶门科技研制成功中国大陆首颗AMOLED驱动芯片。晶门科技于2016年11月收购了Microchip部分技术加maXTouch半导体产品。目前晶门科技的PMOLED产品占市场份额超过50%,是行业细分市场龙头。

广东晟合微电子有限公司也是一家专业从事AMOLED驱动芯片技术研发、咨询与服务的高新技术企业。公司产品主要包括智能穿戴类AMOLED驱动芯片、手机类AMOLED驱动芯片等。2018年3月正式落户广东肇庆,5月份首批25名专家至肇庆工作,同年7月首颗穿戴类驱动芯片在台积电流片成功。2019年,晟合微电子实现了SH880X系列手机用驱动芯片量产。

晟合微电子员工平均拥有超过19年的显示行业经验,团队负责过大量LCD/OLED产品生产定制工作,实战经验丰富。晟合微电子正以OLED驱动这个小切口拓展契合显示产业未来的技术能力,全力推动国内OLED驱动芯片行业发展。

北京奕斯伟计算技术有限公司成立于2019年9月24日,主要生产OLED 面板的DDIC。DDIC 是OLED 的关键零组件,能控制强化画质的像素。奕斯伟的法定代表人是中国半导体产业领军人物王东升。

国内外差距依然明显

2019年4月,OLED驱动器制造商MagnaChip推出了用于智能手机显示器的最新28纳米OLED显示驱动器IC。MagnaChip表示,它正在使用世界上最先进的OLED驱动IC工艺,这使其与以前的40 nm工艺相比可将外形尺寸减少20%。

除了减小尺寸外,新工艺还使MagnaChip能够将电压从11V降至1V,从而将功耗降低了20%以上,并且还降低了EMI级别(再次降低了20%),从而改善了电话的通话质量。Magnachip表示,它已经在一家领先的智能手机制造商那里赢得了首次设计。该公司表示,它计划为OLED电视、汽车OLED显示器、可折叠OLED设备和Micro LED TV设计新的驱动器。

那么国内玩家的主要水平怎样呢?

陆婉民告诉半导体行业观察记者,目前国内晶圆厂40nm的制程是在去年底才开始投入量产,相较于韩国或台湾地区的晶圆厂来说,他们在2015~2016年就能够把40nm的工艺稳定量产,整体工艺的技术成熟度还是跟国外的晶圆厂有一段差距,所以不仅仅是芯片的设计,整体供应链的提升也是非常重要的一环。从芯片角度来说,使用先进的工艺(28nm),在芯片的功耗以及IC面积上(成本),都会有着极大的优势。

总体而言,目前国内厂商相较于先进厂商的芯片性能方面仍然存在一定的差距。同时,国内厂商也正努力效法国外大厂的管理模式,引进海外人才的同时,让国内的人才也可以从中学习,进而建立完整的计划、开发、检讨、改善等流程。将芯片的每一步都做到万无一失,逐步的向国外大厂看齐。我相信再过不久,国内的芯片也会逐步的将占比扩大的。

“尤其是在5G出现以及普及后,我认为AR/VR能够迎来爆发性的成长,因为眼镜采用4K/8K解析度后,之前最大的问题点——闪烁感就会消失,用户即使长时间佩戴AR/VR眼镜,也不会有头晕的情况发生,就可大幅改善用户的体验感,从而带动整个显示产业链。这主要是因为,从芯片的角度来说,AR/VR需要比以往更高的解析度,但它又没有像电视机一样的体积,能够放进许多颗的芯片,因此眼镜整体的硬件架构面如何跟芯片做一个搭配性的平衡,我认为这是关键所在。”陆婉民指出。

国产OLED的发展困境:90%的驱动芯片从韩国进口

众所周知,目前国产LCD已经占了全球50%+的份额,中国从当年那个缺屏的国家,变成了真正的液晶大国,再配合今年液晶屏大涨价,可以说中国也开始享受到LCD发展的红利了。

不过,在LCD发展的同时,国内厂商们也在努力的发展OLED屏,毕竟OLED屏似乎是未来发展的方向。

那么制约中国OLED屏发展的因素有哪些呢?主要有两个方面

1、设备被日韩垄断

我们知道,目前生产OLED屏的设备,基本上都是从日本、韩国进口,比如最关键的蒸镀机,就必须得从日本进口,虽然国内也有,但精度等较日本产品,还有较大的差距。

同时很多的OLED设备的生产线,大部分是从韩国进口,国内的设备在质量或者说先进性上满足不了OLED生产的需求。

2、驱动芯片90%要从韩国进口

而任何一款屏幕都需要驱动芯片,LCD屏是这样,OLED屏也是这样。目前OLED屏的驱动芯片,绝大部分是从韩国进口的。

据Omdia数据表示,韩国企业的智能手机方向的OLED显示屏驱动IC(Display Drive IC)市占率为九成,排名第一的是三星电子(Samsung Electronics),为50%;第二名为Magana Chip,为33%,仅这两家公司就占了八成以上。

用于智能手机液晶屏的驱动IC和用于OLED屏幕的驱动IC的各家供应商市占比。(图片出自:Omdia)

另一方面,韩国企业以外的其他国家、地区的厂家也在积极拓展液晶面板方向的驱动IC业务,此外,用于电视机面板的驱动IC的TOP1厂家是中国台湾的Novatek(20.7%),第二名为中国台湾的Himax(19.1%),第三名为三星电子(16.8%),第四名为美国的Silicon Works(16.1%),后续厂家的市占率基本为个位数。

所以我们看前段时间华为表示要研发屏幕显示驱动,其实也就是想解决国内屏幕驱动芯片短缺的问题。

可见,中国OLED屏要发展,要解决的问题还是蛮多的,设备、驱动IC等都需要崛起,才能够在OLED领域真正崛起。

所以说,别只盯着OLED屏的市占率,如果基础不好打,市占率是很难提升上去的,厂商们也要发展整个产业链才行。

来源:Omdia、半导体观察

台积电成熟 28nm 产能将更紧张,与代工 OLED 屏幕驱动芯片有关

来源:TechWeb

11 月 19 日消息,据国外媒体报道,为苹果、AMD 等科技巨头代工芯片的台积电,近几年在芯片制程工艺上走在行业前列,7nm 工艺和 5nm 工艺都是率先量产,这两大工艺目前的产能需求强劲,众多厂商在排队等待获得 5nm 工艺的产能。

从外媒的报道来看,不只是 7nm、5nm 等先进的制程工艺,台积电的成熟工艺,目前也有强劲需求,已有外媒在报道中表示,台积电先进工艺和成熟工艺都有强劲的产能需求。

从相关媒体的报道来看,在芯片制程工艺方面,28nm 及以上工艺目前是成熟工艺,众多厂商已经掌握,16nm、7nm、5nm 等为先进工艺。

外媒报道台积电成熟工艺产能需求也很强劲,与稍早前出现的台积电同一家韩国客户洽谈代工 OLED 屏幕驱动芯片有关。

当地时间周三,有外媒在报道中表示,台积电正在同一家韩国客户洽谈,采用 28nm 高压工艺为这一客户代工 OLED 屏幕驱动芯片。

外媒在报道中还表示,与韩国客户洽谈代工 OLED 屏幕驱动芯片,可能使台积电 28nm 工艺的产能更紧张。

驱动芯片缺货!集创北方张晋芳:显示驱动芯片将在拉动国产供应链条中扮演重要角色

来源:爱集微

11月17日,2020年北京微电子国际研讨会暨IC WORLD学术会议在北京举行。在会议上,北京集创北方科技股份有限公司董事长张晋芳发表《大赛道下诞生大机遇,显示驱动芯片将在拉动国产供应链条中扮演重要角色》的主题演讲。张晋芳表示,今年集创北方需要消耗19万片12英寸晶圆,明年大概需要消耗33万片12英寸晶圆,但是市场将供不应求。

显示芯片行业是个大赛道

2019年我国已经成为显示产业大国,液晶面板产能位居全球第一。随着韩国三星Display、LG Display关闭液晶面板工厂,中国面板厂商的市场占比将进一步提升,2021年有望达到65.3%。

但是显示专用芯片仍受制于人。中国大陆显示面板企业每年高端显示芯片的采购金额超过300亿元,95%来自美国、韩国、中国台湾企业。张晋芳指出,驱动芯片本土化率非常低,其中电视主控SoC芯片国产化率不超过10%,T-CON、驱动IC、电源管理芯片等显示专用芯片国产化率不到5%。

中国显示专用芯片国产化大有机会。张晋芳认为,人有85%以上的信息来自眼球,所以显示非常重要。目前,在显示芯片领域已经产生像联咏一样的世界领先的芯片设计厂商。这意味着显示驱动设计公司也有机会进入全球半导体产业前十名,所以驱动芯片行业是一个大的赛道,大有机会。中国大陆面板产业势必会培育出一家超越联咏的世界级显示芯片设计公司。

根据超高清新型显示专用芯片各细分领域的市场规模测算,中国显示专用芯片进口替代需求旺盛,折合12英寸产能为22万片/月,但是目前显示芯片产能主要集中在海外代工厂。面对巨大的市场机遇,国内代工厂正在积极布局。张晋芳透露,中芯国际、晶合正在加速推动显示驱动芯片产业链条发展,中芯国际目前产能应用于显示芯片占比较少,未来产能会逐步加大。

绑定式模式发展才有出路

显示驱动芯片行业的商业模式与普通芯片行业不一样,显示驱动芯片设计公司要成功,必须掌握供应链。

回顾韩国和中国台湾驱动芯片厂商的崛起过程可以发现,它们均与上下游形成了绑定关系。目前,驱动芯片厂商拥有两种模式,一种模式是韩国的全产业链整合模式,一个集团整合了芯片设计、芯片制造、封装制造、面板厂商和整机厂商;另一种模式是中国台湾的上下游绑定模式,一方面驱动芯片设计厂商可以与晶圆代工厂绑定,形成IDM模式,保障工艺开发及产能。

然而我国显示产业链缺乏天然的联动关系,传统的设计加委外代工生产的模式因为各方面诉求和目标不一致,造成产品实际性能、产能均无法达到最高水平。张晋芳认为,想要成为国际显示芯片龙头企业,打造国产生态链是唯一生存之道。

集创北方受到韩国厂商和中国台湾厂商的启发,已经与上下游厂商绑定。中芯国际、京东方和华星光电既是集创北方的股东,也是集创北方的下游厂商,集创北方通过这些股东的资源已经把产业链条初步打通。张晋芳认为,显示驱动领域应以设计公司为龙头,以制造为基础,以材料和设备为支撑,拉动驱动芯片产业国产化发展。

制造屏幕的关键芯片,缺口达20%!华为开始布局,2021年有望缓解

来源:大萍的地盘

2020年年初,一场突如其来的疫情席卷全球,受到疫情的影响各国实体产业都遭受严重损失,部分中小微企业更是面临破产。但同时,也有不少在新兴行业打拼的公司迎来业绩爆发期,例如在线教育类企业、平板电脑、笔记本电脑制造商等等。

而随着上述相关行业、企业的高速发展,全球市场对液晶显示面板以及显示驱动IC的需求暴增,在2020年第三季度,显示驱动IC市场更是整体供应偏紧。要知道,第三季度已经是后疫情时代,理论上来讲,显示驱动IC的出货量和产能应该随着工厂复工复产而逐步提升。

至于为何供应偏紧,有业内人士透露,这是因为产业链上游8寸晶圆代工产能偏紧,所以导致显示驱动芯片出现了15%--20%的供货缺口,这一供货缺口预计2021年年中才会有所缓解。

虽然显示驱动IC并非智能终端的核心组建,却是制造屏幕的关键芯片,因此出现供货缺口后,显示驱动IC纷纷上调售价以获取更多利润。

能力不够的厂商自然只能选择高价购入,但有实力也有信心的龙头企业,已经开始自研屏幕驱动芯片,部分为尽快解决对外依赖的巨头更是取得了阶段性成果。

产业链消息人士称,被美国层层禁令封锁的华为很早便开始未雨绸缪地涉足屏幕驱动芯片的自主研发,现阶段旗下手机OLED驱动芯片已经处于流片环节。

如果华为的屏幕驱动芯片研发成功,将同几乎不受美方限制的京东方实现联动,在屏幕方面彻底打破海外垄断。

当然,抓住显示驱动IC供货缺口的并非只有华为,中颖电子、韦尔股份等行业巨头也在参与,此外国内面板厂商也在针对现状迅速布局。

业内人士表示,在国产替代的趋势下,中国大陆驱动芯片厂商将迎来高速发展期,2021年中国驱动芯片市场的占比有望增长10%。

如果预期准确的话,在笔者看来中国屏幕驱动领域也将同液晶面板行业一样,不仅能够在未来打破日韩企业的垄断,还能够建立起技术壁垒,引领全球市场。

同样,我国也已经全面布局半导体产业,在追求独立自主的道路上的确会遇到无数难题,但笔者相信在两弹一星精神的驱动下,美国的技术封锁将彻底失效。