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未來(lái)LCD驅動(dòng)IC市場(chǎng)與技術(shù)前瞻

作者： 時(shí)間：2017-06-08 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏

數字電視的發(fā)展，使人們對各種高畫(huà)質(zhì)影音設備的購買(mǎi)需求激增。FPD TV、DVD播放器、NB、數字相機及數字攝影機都已出現支持Full HD規格的產(chǎn)品。由于龐大的需求及技術(shù)的進(jìn)步，Full HD會(huì )逐漸成為市場(chǎng)的主流，特別是在LCD TV上。

受到Full HD趨勢的影響，LCD面板驅動(dòng)IC正朝多輸出通道（outputchannel）及高時(shí)鐘頻率（clockfrequency）的目標邁進(jìn)。此外，驅動(dòng) IC還必須配合高效能的輸入接口，才能有效地傳輸大量數據給207萬(wàn)個(gè)像素，從而呈現Full HD畫(huà)質(zhì)。針對這種趨勢，廠(chǎng)商必須根據面板內驅動(dòng)IC的成本比例規劃出最佳的驅動(dòng)IC配置。

【圖1】WXGA與全高清面板技術(shù)規格對比

本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201706/351893.htm
FullHD面板推動(dòng)驅動(dòng)IC需求

分辨率的提高直接影響到驅動(dòng)IC采用的數量。目前WXGA（SD）面板約需10顆源極（source）驅動(dòng)IC及3顆閘極（gate）驅動(dòng)IC，而 Full HD面板則分別約需要12顆及4顆。隨著(zhù)分辨率的提高，LCD需要更多驅動(dòng)IC與數據線(xiàn)搭配。也因此，必然會(huì )增加面板成本，解決方法是增加每個(gè)IC的輸出信道，以減少驅動(dòng)IC使用數量，從而減少成本。

【圖2】LCD面板分辨率和IC關(guān)系匹配

【圖3】IC需求預測

【圖4】IC出貨量預測

另外，大尺寸TFT LCD面板驅動(dòng)IC價(jià)格也呈下降趨勢。由于市場(chǎng)競爭激烈，與2006年相比，預估2007年同規格的閘極驅動(dòng)IC價(jià)格將下跌1至3成，且同規格的源極驅動(dòng) IC更會(huì )下跌2至5成。因多輸出信道的趨勢，所以源極驅動(dòng)IC價(jià)格跌幅可能比閘極驅動(dòng)IC價(jià)格跌幅大。因此，面板尺寸越大，驅動(dòng)IC所占成本比重越低的趨勢將持續。

40英寸以上LCD TV快速向Full HD發(fā)展

由于三星和LPL7及7.5代線(xiàn)已大量生產(chǎn)，使40英寸等級面板價(jià)格大幅滑落；且在制造技術(shù)上，PDP在50英寸以下不易達到Full HD規格。因此PDP廠(chǎng)商被迫主打50英寸以上市場(chǎng)，近來(lái)日韓大廠(chǎng)先后推出Full HD等級50、58、63、65英寸PDP產(chǎn)品。在LCD產(chǎn)品方面，對40英寸級TV而言，LCD制造成本接近PDP制造成本，因此在TV領(lǐng)域，LCD廠(chǎng)商主打40英寸等級市場(chǎng)，而隨著(zhù)高畫(huà)質(zhì)影像產(chǎn)品及數字電視時(shí)代的來(lái)臨，Full HD將成為主流規格。雖然目前數量不多，預估在2008年時(shí)，LCDTV整體出貨量中將有15%以上為40~49英寸Full HD規格。

【圖5】高清電視出貨量預測

2006年12月，Sharp甚至推出了32英寸FullHD LCD TV，是目前Full HD規格最小的LCD TV尺寸。這款電視型號包括LC-32GS10（其底部配置揚聲器）及LC-32GS20（兩側配置揚聲器），每臺價(jià)格折合新臺幣約7.7萬(wàn)元。 Sharp是最早投入Full HD系列TV的廠(chǎng)商，尺寸遍布32英寸到65英寸，滿(mǎn)足人們目前最高的視覺(jué)需求。目前Sharp還在考慮26英寸產(chǎn)品采用Full HD的可行性。在Monitor及NB市場(chǎng)方面，因分別是以19英寸及15英寸為主，所以分辨率的增加并非主要考慮的因素。但是值得注意的是，微軟的新操作系統Vista會(huì )帶來(lái)多大的影響？Vista系統能夠在22英寸、分辨率1680×1050的寬屏LCD上展現最完美的效果，而目前市面上15英寸 SXGA（1280×1024）的NB及19英寸WSXGA（1440×900）的LCD則無(wú)法達到相同效果。

【圖6】Sharp的全高清產(chǎn)品

驅動(dòng)IC時(shí)鐘頻率隨色深及分辨率而提高

LCD的色深（colordepth）改進(jìn)是大尺寸LCD TV的另一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)，例如Sony所推出的BRAVIAX系列就具有10億色以上色彩數。色深的表現能力與驅動(dòng)IC的位寬（bitwidth）相關(guān)，目前大尺寸LCD驅動(dòng)IC一般具有8bit規格，相當于256個(gè)灰階數。聯(lián)詠、Oki等廠(chǎng)商已推出10bit產(chǎn)品，也就是1,024個(gè)灰階數。另外，NEC 最新產(chǎn)品具有12bit規格。色深與分辨率的增進(jìn)，使驅動(dòng)IC必須以更快的速度傳輸數據。換言之，驅動(dòng)IC必須具備更高的位傳輸率（bitrate）。舉例而言，為達到Full HD的需求，整個(gè)系統的訊號傳輸速率須高達3.6Gbps，且每個(gè)源極驅動(dòng)IC必須有85MHz以上的最大時(shí)鐘頻率。

不過(guò)，當驅動(dòng)IC規格到達10bit以上時(shí)，電路的集成度就成為很重要的問(wèn)題。更詳細而言，當位傳輸率變高時(shí)，驅動(dòng)IC的數字/模擬轉換器的電路就會(huì )隨之增加，進(jìn)而造成芯片面積（chipsize）增加。如果要維持芯片面積，則輸出信道數就會(huì )受到壓抑而無(wú)法增加。在這種情況下，必須仰賴(lài)高集成度的設計或高階制程技術(shù)。NEC在2006年就推出具有12bit灰階數及720個(gè)輸出信道的LCD驅動(dòng)IC，可兼顧多位寬及多輸出信道的需求。高位傳輸率的需求牽動(dòng)著(zhù)另一種需求，除驅動(dòng)IC的最大時(shí)鐘頻率外，LCD模塊的時(shí)序控制器（timingcontroller）及驅動(dòng)IC間的接口傳輸速率也成為另一個(gè)考察重點(diǎn)。

多輸出通道趨勢

目前全球生產(chǎn)的源極驅動(dòng)IC多半具有480至642個(gè)輸出通道，甚至如NEC、三星及奇景等廠(chǎng)商都已在量產(chǎn)720個(gè)輸出信道的高端產(chǎn)品。事實(shí)上，在 2006年后，大尺寸LCD以采用642或720個(gè)輸出信道的驅動(dòng)IC為主。這種多輸出通道（multi-channel）的趨勢，必須仰賴(lài)高電路集成度（integration）與更小的制程線(xiàn)寬。目前LCD驅動(dòng)IC制程仍是以0.35微米為主，不過(guò)在2006年0.25微米以下的產(chǎn)品大幅增加，主要是因為晶圓廠(chǎng)產(chǎn)量增加及降低成本考慮。

輸入接口安排及傳輸速率發(fā)展趨勢

目前LCD驅動(dòng)IC輸入接口主流規格是RSDS（Reduced Swing Differential Signalling）。然而在高畫(huà)質(zhì)趨勢下，RSDS已無(wú)法滿(mǎn)足相關(guān)需求，因為在RSDS的架構下，PCB上的數據線(xiàn)數量非常龐大，使成本難以降低。

【圖7】LCD信號傳輸圖

另外，分辨率與色深的進(jìn)步，代表傳輸數據的數量龐大，RSDS接口必須傳輸所有驅動(dòng)IC的數據，使數據線(xiàn)負載過(guò)大，造成傳輸速率難以提升，有效的解決之道是增加時(shí)序控制器數量。然而，增加時(shí)序控制器數量還必須搭配更多的外圍電路及連接器，將使成本大幅增加。

有鑒于此，采用新的輸入接口難以避免。其中一項發(fā)展趨勢是點(diǎn)對點(diǎn)（point-to-point）傳輸，NEC的PPmL（Point-to- Pointmini-LVDS）及國家半導體（National Semiconductor；NS）的PPDS（Point-to-Point Differential Signalling）都是基于點(diǎn)對點(diǎn)設計的解決方案。此外，三星的CICC（Currentmo deInter face Cas Cade）及Wisebus兩種輸入接口則是采用驅動(dòng)IC串行傳輸數據的方式，來(lái)解決上述數據線(xiàn)負載過(guò)大的問(wèn)題。

【圖8】IC的兩種傳輸模式

在傳輸速率方面，RSDS技術(shù)的時(shí)鐘頻率是85～95MHz，然而無(wú)法滿(mǎn)足更高的分辨率與色深規格。Oki在2006年1月發(fā)表了FP-LVDS （Flat Panel LVDS），其并非采用點(diǎn)對點(diǎn)的模式，且最大時(shí)鐘頻率可達250MHz；國家半導體力推的PPDS技術(shù)最大時(shí)鐘頻率為120MHz；NEC的PPmL技術(shù)最大時(shí)鐘頻率可達300MHz，這些技術(shù)預估將成為下一代輸入接口主流。

【圖9】原極IC規格

關(guān)鍵詞： LCD LVDS IC

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