聚焦 | 揭秘顯示驅動(dòng)芯片，一年84億顆需求，華為入局破解國產(chǎn)芯尷尬

顯示驅動(dòng)IC是顯示屏成像系統的主要部分。主要是負責驅動(dòng)顯示器和控制驅動(dòng)電流的功能。近年來(lái)國內面板產(chǎn)業(yè)鏈日益成熟，而驅動(dòng)IC作為面板產(chǎn)業(yè)鏈最關(guān)鍵的環(huán)節，國內配套依然處于起步的階段，無(wú)論是LCD的TDDI還是OLED驅動(dòng)IC國內企業(yè)占比依然較低。

需求暴增，顯示IC也鬧“芯片荒”

2020年，全球顯示驅動(dòng)芯片需求量達80.7億顆（包含TDDI+DDIC）。

2020年受新冠肺炎疫情（COVID-19）影響，顯示驅動(dòng)芯片需求量實(shí)現同比兩位數增長(cháng)達80.7億顆，其中大尺寸顯示驅動(dòng)芯片占總需求70%，而液晶電視面板所用驅動(dòng)芯片占比大尺寸總需求的40%以上；中小型顯示驅動(dòng)芯片占總需求30%，智能手機占比最高，LCD TDDI和OLED DDIC合計占比約20%；2021年，終端應用增長(cháng)依然強勁，同時(shí)由于電視面板的高分辨率趨勢確立，2021年顯示驅動(dòng)芯片總需求將增長(cháng)至84億顆。

在去年開(kāi)始的“芯片荒”浪潮下，顯示驅動(dòng)IC也不可避免地受到了波及，根據TrendForce數據，目前已經(jīng)有部分顯示IC漲價(jià)30%。驅動(dòng) IC缺貨，面板行業(yè)更是首當其沖，自去年 1 月到今年3月，電視 50 吋 LCD 面板漲價(jià)一倍，彭博分析師 Matthew Kanterman 預估 ，液晶屏幕價(jià)格將保持上漲至今年第三季度，目前顯示驅動(dòng) IC 非常短缺。

▲2019~2024E 全球DDIC出貨量（億顆）

2021年價(jià)格上漲為全球DDIC（TDDI+DDI）市場(chǎng)規模上升的主要推動(dòng)力。根據CINNO Research相關(guān)數據，2021年全球DDIC（包含TDDI+DDI）市場(chǎng)規模為138億美元，相比2020年增長(cháng)55%，其中：

在全球晶圓8寸產(chǎn)能增量有限情況下，尤其是90~150nm成熟制程節點(diǎn)產(chǎn)能短缺較為明顯，供不應求情況下DDIC價(jià)格有明顯上漲(價(jià)格帶動(dòng)DDIC營(yíng)收規模增長(cháng)~53%，出貨量帶動(dòng)DDIC營(yíng)收規模增長(cháng)~2%）；

在制程方面， 顯示驅動(dòng)IC制程范圍較廣，涵蓋28nm~150nm工藝段，其中NB等IT和TV工藝節點(diǎn)為110~150nm；LCD手機和平板電腦的集成類(lèi)TDDI制程段在55nm~90nm；AMOLED驅動(dòng)IC的制程段較為先進(jìn)為28nm~40nm；依據DISCIEN相關(guān)統計，每個(gè)月顯示驅動(dòng)IC消耗晶圓約250~270K，約占全球Foundry產(chǎn)能的6%。

全球主要顯示驅動(dòng)芯片代工廠(chǎng)包括中國臺灣地區臺積電、聯(lián)電、世界先進(jìn)和力積電，韓國東部高科等，中國本土包括中芯國際、晶合集成等。

技術(shù)上， 屏幕顯示驅動(dòng)芯片封裝技術(shù)主要有 COG、COF和COP。三者主要的應用是實(shí)現手機或電視系統對其屏幕（LCD，OLED）的驅動(dòng)控制，以及與其它系統例如主板FPCB、部件等的信號鏈接。在全面屏趨勢以前，基本上所有的手機都采用的是COG封裝工藝，這種封裝良品率高、成本低且易于大批量生產(chǎn)的直接優(yōu)勢。

在屏幕四邊寬度上：COG＞COF＞COP，在屏幕成本上：COP＞COF＞COG。COF和COP的柔韌特性能使屏幕的側面區域（邊框）設計變的更窄。但是只有使用OLED屏幕配合上COP封裝才能夠實(shí)現真正的四面無(wú)邊框。

在COP里，DDIC直接固定在COP的柔性塑料基板上從而形成一個(gè)整體，這樣一來(lái)COP的塑料柔性基板便可不受物理限制的在手機或電視邊緣區域形成彎曲，從而進(jìn)一步縮小邊框達到近乎無(wú)邊框的效果。
LCD驅動(dòng)IC，TDDI是主流

電容屏驅動(dòng)IC是電容屏工作處理的主體，是采集觸摸動(dòng)作信息和反饋信息的載體，IC采用電容屏工作的原理采集觸摸信息并通過(guò)內部MPU對信息進(jìn)行分析處理從而反饋終端所需資料進(jìn)行觸摸控制。

顯示驅動(dòng)芯片是面板的主要控制元件之一，主要功能為通過(guò)對屏幕亮度和色彩的控制實(shí)現圖像在屏幕上的呈現。目前，LCD屏幕的驅動(dòng)IC主要使用的是觸控與顯示驅動(dòng)器集成（Touch and Display Driver Integration，簡(jiǎn)稱(chēng)TDDI ）技術(shù)。

TDDI芯片將顯示驅動(dòng)芯片和觸控面板芯片集合到一顆芯片當中，可以有效提高觸控顯示裝置的集成度，使移動(dòng)電子設備更輕薄、成本更低、顯示效果更好。

▲TDDI技術(shù)

TDDI通過(guò)接收主板發(fā)送的信息，并將信息進(jìn)行模擬數字處理和算法處理形成指令，再通過(guò)控制輸出電壓調整液晶分子的偏轉角度，從而達到控制屏幕顯示效果的目的。原有的系統架構因為顯示與觸控芯片是分離的，這可能會(huì )導致一些顯示噪聲的存在，而TDDI由于實(shí)現了統一的控制在噪聲的管理方面會(huì )有更好的效果。

TDDI優(yōu)勢：

1、 一流性能。顯示觸控一體化的系統架構減少了顯示噪聲，提供了一流的電容式觸控性能，提升整體感應的靈敏度；

2、 外型更薄。有效提升屏占比滿(mǎn)足手機薄型化窄邊框的設計需求；

3、 降低成本。相較于傳統的觸控方案，TDDI 模組工藝流程簡(jiǎn)單。同時(shí)，集成化的 TDDI 可集成Force Touch、3D、指紋識別等功能；

4、簡(jiǎn)化供應鏈。簡(jiǎn)少了傳統外掛式觸控方案模組的組件數量及工藝步驟，使得良率提升，同時(shí)伴隨著(zhù) TDDI 資源的不斷豐富降低了系統總體成本。

TDDI劣勢

1、較使用 TDDI 帶來(lái)的系統總成本的降低，目前 TDDI 本身的成本遠大于單一觸控芯片加驅動(dòng)芯片的成本總和；

2、需要更高的電壓，增加功耗,在 IC 的制作流程上需要更多的 mask 及工藝程序；

3、隨著(zhù)市場(chǎng)終端對超載邊框需求日益明確，由于 TDDI chipsize 變大而導致難以實(shí)現。

目前各大 TDDI 廠(chǎng)商均在與 Panel 廠(chǎng)商合作開(kāi)發(fā)全 interlace架構 TDDI，這也為未來(lái) TDDI 技術(shù)主要走向之一。早期 TDDI 的架構為顯示驅動(dòng)部分與觸控部分分開(kāi)，驅動(dòng)顯示電路走線(xiàn)居中，觸控部分分布兩側。這樣做帶來(lái)的問(wèn)題是芯片 chip size 變大，與 PanelBonding 時(shí)走線(xiàn)過(guò)多且復雜，從而增加了 TDDI 的物理成本。

隨著(zhù)手機終端超窄邊框及低成本的不斷訴求，IC 廠(chǎng)商不斷優(yōu)化電路結構設計，將驅動(dòng)顯示電路與觸控電路交錯分布（interlace），從局部 interlace到全 interlace。此項革新解決了 chip size 過(guò)大的問(wèn)題，極大的縮小了芯片大小，降低物理成本。由于電路走線(xiàn)設計的簡(jiǎn)化也使得 Panel 設計優(yōu)化，層數減少從而帶來(lái)整體成本的降低。

近年來(lái)TDDI芯片，即顯示驅動(dòng)芯片和觸控芯片整合的觸控技術(shù)處于不斷發(fā)展的階段；京東方公司在2019年6月14日提出了一項發(fā)明專(zhuān)利，用于解決現有的TDDI芯片在輕負載模式下觸控時(shí)間段內出現空閑的問(wèn)題。

Omdia預計2020年LCD觸控和顯示集成驅動(dòng)芯片（TDDI）的出貨量將達到8.73億顆。其中， 智能手機：用于智能手機顯示屏的TDDI出貨量將達到7.81億顆。平板電腦：平板電腦TDDI快速滲透，2020年預計將達到8400萬(wàn)顆。車(chē)載：汽車(chē)領(lǐng)域TDDI市場(chǎng)也逐漸成熟，預計今年的出貨量將達到500萬(wàn)顆。

目前全球TDDI廠(chǎng)家主要有中國臺灣地區的聯(lián)詠、敦泰、奇景、譜瑞等，韓國三星、SiliconWorks等原驅動(dòng)IC廠(chǎng)商也加碼TDDI市場(chǎng)，中國大陸推出TDDI芯片產(chǎn)品的廠(chǎng)商主要為韋爾股份、集創(chuàng )北方、晶門(mén)科技、格科微。

OLED驅動(dòng)IC，華為入局

OLED的驅動(dòng)IC目前為DDIC （Display Driver Integrated Circuit，簡(jiǎn)稱(chēng)DDIC）， 主要功能：控制OLED顯示面板，配合OLED顯示屏實(shí)現輕薄、彈性和可折疊，并提供廣色域和高保真的顯示信號。同時(shí)，OLED要求實(shí)現比LCD更低的功耗，以實(shí)現更高續航。

目前高端旗艦手機搭載On-cell技術(shù)的AMOLED面板，由于A(yíng)MOLED面板結構與驅動(dòng)方式和LCD完全不同， On-cell模式下觸控顯示同時(shí)工作會(huì )產(chǎn)生干擾， TDDI在A(yíng)MOLED依然處于起步階段。

2020 年全 DDIC市場(chǎng)規模為19.37億美元 ，2020~2023年CAGR 12.7%，2023年市場(chǎng)規模增長(cháng)至27.71億美元。其中5G智能手機換機周期，OLED加速滲透，手機為DDIC主要應用領(lǐng)域，預計到2023年手機DDIC市場(chǎng)規模為23.87億美元；

高端TV采用OLED屏幕后帶動(dòng)DDIC市場(chǎng)增長(cháng)，預計到2023年OLED TV DDIC市場(chǎng)規模為1.3億美元。

依據TrendForce集邦咨詢(xún)研究，2021年預計AMOLED手機機型比重大幅度提升至39%；a-Si /IGZO LCD機型需求依然強勁，預計全年比重僅微幅下滑至28%；LTPS LCD機型比重則持續受到壓縮，預計比重將減少至33%，但其中LTPS HDLCD機型的規模有望逐漸增加。

AMOLED驅動(dòng)IC領(lǐng)域，韓國公司處于領(lǐng)先地位，具備技術(shù)優(yōu)勢。其中 Samsung LSI 2020年市占率超過(guò)50% ， 三星顯示（Samsung Display）的專(zhuān)屬供應商，美格納次之占比達24%；Silicon Works歷史上依賴(lài)于單一客戶(hù)LGD，未來(lái)爭取客戶(hù)多元化；中國臺灣地區的Novatek（聯(lián)詠）和瑞鼎科技（Raydium）是 2020年中國面板廠(chǎng)AMOLED驅動(dòng)芯片主要的供應商，市場(chǎng)份額分別為7%和6%。

▲AMOLED 智能手機顯示驅動(dòng)芯片2019年市場(chǎng)份額

目前OLED驅動(dòng)IC還是以韓國和中國臺灣的公司為主，國內企業(yè)占比較低，不足1%；依據集微網(wǎng)，半導體投資聯(lián)盟信息，華為海思自研的首款OLED驅動(dòng)芯片已于2020年完成流片，預計采用40nm工藝，于2022年上半年量產(chǎn)；產(chǎn)能方面，由于OLED 驅動(dòng)芯片主要采用40nm/28nm，韓國三星和Magnachip最先進(jìn)的制程到28nm，整體代工產(chǎn)能偏緊的情況下，OLED驅動(dòng)IC產(chǎn)能也受到限制。

根據 Bloomberg信息，2020年三星代工業(yè)務(wù)的60%來(lái)自于旗下S.LSI部門(mén)（自有銷(xiāo)售，包括5GSoC,高像素CIS，DDI等）；剩余的40%高通占比約20%，NVIDIA, IBM, Intel等占比剩余的20%。

依據三星電子公司公告，2021年公司代工業(yè)務(wù)將會(huì )注重先進(jìn)制程，拓展下游應用包括HPC/汽車(chē)等，而S.LSI則繼續聚焦于5G SoC，高分辨率CIS和DDI；

另外的OLED驅動(dòng)IC玩家主要有Magnachip和 Silicon Works。Magnachip 是全球最大的獨立OLED顯示驅動(dòng)供應商 28nm OLED驅動(dòng)芯片領(lǐng)先者，具備超低功耗和最小尺寸；具備量產(chǎn)能力，截止到2020年Q4，公司累計出貨6.81億顆。

Silicon Works銷(xiāo)售主要依賴(lài)于單個(gè)客戶(hù)LGD，2019年開(kāi)始逐漸引入中國部分面板制造商，2020年公司OLED相關(guān)產(chǎn)品LGD占比91%；公司主要的產(chǎn)品包括TV/電腦/汽車(chē)等OLED/LCD驅動(dòng)芯片以及智能手機OLED驅動(dòng)IC，從制程的角度看，小型OLED DDI（12寸，28nm）；低端小型LCD TDDI（8寸，65nm）；大型DDIC（8寸，120-130nm）。

在面板領(lǐng)域，中國公司已經(jīng)占據了LCD市場(chǎng)半壁江山，OLED面板也在快速追趕三星、LG等公司。不過(guò)在驅動(dòng)IC上，國內占有率不足1%。好在面對這樣的情況，國內有多家驅動(dòng)IC企業(yè)已經(jīng)加強了自研。而且，顯示驅動(dòng)IC的主流工藝最高的也不過(guò)28nm工藝，這些工藝國內代工廠(chǎng)都已經(jīng)量產(chǎn)，著(zhù)國內企業(yè)加速新產(chǎn)品的研發(fā)，突破高端產(chǎn)品，國內顯示IC會(huì )逐步實(shí)現進(jìn)口替代。

來(lái)源：智東西