TFT-LCD液晶屏驅(qū)動(dòng)IC介紹

發(fā)布時(shí)間：2018-11-07

TFT-LCD監(jiān)視器和電視上所使用的集成電路（IC）大約占總原材料成本的17%。TFT-LCD監(jiān)視器和電視的電路分成兩個(gè)部分，一部分是整和在TFT-LCD面板模塊之上，稱之爲(wèi)驅(qū)動(dòng)電路，所用的IC稱之爲(wèi)驅(qū)動(dòng)IC。另一部分是專業(yè)IC廠家配合面板廠家設(shè)計(jì)的控制電路，是獨(dú)立于面板之外的元件，其所用的IC稱之爲(wèi)控制IC。

驅(qū)動(dòng)IC的主要生産廠家是TFT-LCD面板廠，根據(jù)DiplayResearch的統(tǒng)計(jì)資料，2000年的市場(chǎng)排名依次是日本電氣公司，市場(chǎng)占有率 20%；夏普，市場(chǎng)占有率 20%；日本德州儀器，市場(chǎng)占有率 19%；松下，市場(chǎng)占有率12%；日立，市場(chǎng)占有率10%；三星，市場(chǎng)占有率7%；東芝，市場(chǎng)占有率 5%；愛普生，市場(chǎng)占有率 3%；除日本德州儀器爲(wèi)TFT-LCD面板廠家OEM之外，大部分都是TFT-LCD面板模塊廠家。也基本上和TFT-LCD面板模塊出貨量多少成正比的。到了2001年，隨著日本TFT-LCD行業(yè)的沒落，市場(chǎng)發(fā)生了重大變化，2001年的市場(chǎng)排名依次是日本電氣公司，市場(chǎng)占有率 20%；三星，市場(chǎng)占有率 15%；日立，市場(chǎng)占有率 11%；夏普，市場(chǎng)占有率11%；臺(tái)灣聯(lián)詠（Novetak）市場(chǎng)占有率7%；日本德州儀器，市場(chǎng)占有率7%；現(xiàn)代Hynix，市場(chǎng)占有率 7%；松下，市場(chǎng)占有率 6%；東芝，市場(chǎng)占有率5%；臺(tái)灣華邦，市場(chǎng)占有率3%；臺(tái)灣奇景Himax，市場(chǎng)占有率3%。2002年，驅(qū)動(dòng)IC需求量大約爲(wèi)7億片，2003年估計(jì)達(dá)到10億片，雖然量很大，但是毛利很低，已經(jīng)低于20%，同時(shí)生産驅(qū)動(dòng)IC需要有8英寸晶圓廠支援，而日本的8英寸晶圓廠都虧損嚴(yán)重。加上TFT-LCD面板廠都就近采購(gòu)，原材料本土化。因此日本廠商對(duì)驅(qū)動(dòng)IC市場(chǎng)重視程度越來(lái)越低，曾經(jīng)是市場(chǎng)第一的精工愛普生基本已經(jīng)淡出TFT-LCD驅(qū)動(dòng)IC市場(chǎng)。而日本德州儀器也有意淡出轉(zhuǎn)攻PDP用驅(qū)動(dòng)IC市場(chǎng)。

        

臺(tái)灣驅(qū)動(dòng)IC相關(guān)産業(yè)是在2000年受到全球驅(qū)動(dòng)IC缺貨的剌激才陸續(xù)成立，在經(jīng)歷2000年到2002年的努力，臺(tái)灣驅(qū)動(dòng)IC業(yè)者在國(guó)內(nèi)面板業(yè)者的支援下成長(zhǎng)相當(dāng)迅速。但是驅(qū)動(dòng)IC廠家必須與面板廠家具備良好的溝通和長(zhǎng)期關(guān)系，所以臺(tái)灣也只能出現(xiàn)三家驅(qū)動(dòng)IC廠家。其中聯(lián)詠曾經(jīng)是友達(dá)光電的一分子，而華邦與彩晶屬于一個(gè)集團(tuán)。而韓國(guó)則叢一開始就努力發(fā)展自己的驅(qū)動(dòng)IC技術(shù)。韓國(guó)和臺(tái)灣大舉侵占日本廠商的市場(chǎng)。市場(chǎng)從以日本爲(wèi)中心變爲(wèi)日、韓、臺(tái)三分天下。最近韓國(guó)和臺(tái)灣在驅(qū)動(dòng)IC領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)激烈，雙方都以8英寸晶圓廠爲(wèi)后盾。韓國(guó)因爲(wèi)經(jīng)濟(jì)滑坡目前在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)，而臺(tái)灣的臺(tái)積電正欲利用自己的8英寸晶圓廠，2003年5月，臺(tái)積電、明基將與國(guó)內(nèi)臺(tái)灣第一大 TFT LCD 控制芯片設(shè)計(jì)廠商晶捷科技合資成立新公司專攻 LCD 驅(qū)動(dòng) IC 市場(chǎng)，新公司將以晶捷開發(fā)産品、臺(tái)積電生産、明基銷售的合作模式來(lái)進(jìn)行，由三方各持股約三成。2004年投産。

        

驅(qū)動(dòng)IC有高壓制作程序，雖然相對(duì)PDP等離子電視的驅(qū)動(dòng)電壓要低的多，但是，TFT-LCD用驅(qū)動(dòng)IC的集成程度要高出等離子電視用驅(qū)動(dòng)IC很多，因此制作難度相當(dāng)之高，通常需要8英寸晶圓廠作后援。臺(tái)灣正是集成電路代工的主要地區(qū)，臺(tái)積電和聯(lián)電精于此道，聯(lián)詠曾經(jīng)是聯(lián)電的一部分，因此受惠不少。而其他日本韓國(guó)廠家雖然自己設(shè)計(jì)IC，但是加工制造仍然是委托臺(tái)灣代工。IC的制造分工越來(lái)越明顯，市場(chǎng)細(xì)分化。上游廠家設(shè)計(jì)IC，交由中游晶圓廠家代工制作IC，然后經(jīng)專業(yè)封裝測(cè)試廠家測(cè)試并封裝。例如，夏普委托敦茂生産IC，而敦茂又委托欣邦封裝測(cè)試IC。日本德州儀器委托臺(tái)灣立生生産IC，立生再委托欣邦。日立委托漢陽(yáng)生産，漢陽(yáng)再委托欣邦。

        

日本TFT-LCD驅(qū)動(dòng)IC和核心廠家實(shí)際上是日本德州儀器，它是唯一沒有面板模塊生產(chǎn)線的專業(yè)驅(qū)動(dòng)IC廠家，一直致力于對(duì)驅(qū)動(dòng)IC的研究，具備最強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力，産品更新?lián)Q代速度很快。日本德州儀器對(duì)IC的封裝形式研究卓有成效，其創(chuàng)立的COG（Chip On Glass）封裝形式使LCD面板更薄。日本德州儀器月産驅(qū)動(dòng)IC最高達(dá)800萬(wàn)片。由于早期大量采用OEM合作方式，使其在開發(fā)新客戶方面比較落后，在日本廠家産量減少情況下，其出貨量也隨之減少，不過(guò)日本德州儀器有能力恢復(fù)失地。

        

夏普是世界LCD-TV主要供應(yīng)商，市場(chǎng)占有率超過(guò)50%，同時(shí)夏普也是最早開發(fā)液晶應(yīng)用的廠家，技術(shù)積累深厚，經(jīng)驗(yàn)豐富。夏普也擅長(zhǎng)IC制造，夏普擁有SST（Super Slim）、UST（Ultra Slim）等TCP（Tape Carrier Package）與COG封裝技術(shù)。其驅(qū)動(dòng)IC的月産能最高達(dá)700萬(wàn)顆，手機(jī)顯示屏用驅(qū)動(dòng)IC月産能維持在1,000萬(wàn)顆，其中85%的量供應(yīng)自己的LCD模塊使用，驅(qū)動(dòng)IC工廠設(shè)在天理與福山兩地。

        

日本電氣公司（NEC），其TFT LCD驅(qū)動(dòng)IC的月産能達(dá)600萬(wàn)顆， 手機(jī)顯示屏用驅(qū)動(dòng)IC月産能維持在350萬(wàn)顆，保持50%的量供應(yīng)LCD 模塊的內(nèi)需使用，驅(qū)動(dòng)IC工廠設(shè)在關(guān)西與福井。與精工合作發(fā)展COG封裝技術(shù)。目前NEC在大熒幕TFT-LCD驅(qū)動(dòng)IC上有獨(dú)到之處，市場(chǎng)占有率高達(dá)30%。

        

日立擁有2、3、4代三條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線月産能都在4萬(wàn)片左右。基本上是日本目前最大的TFT-LCD廠家，因此日立的驅(qū)動(dòng)IC産量雖大，一般不外賣。  其余如松下、OKI、愛普生也都是爲(wèi)自己的面板廠生産驅(qū)動(dòng)IC。

        

臺(tái)灣主要廠家有聯(lián)詠和華邦。聯(lián)詠，1997年從聯(lián)電獨(dú)立出來(lái)時(shí)，一度是全世界鍵盤微控制器及鼠標(biāo)微控制器最大的供應(yīng)商。1999年聯(lián)詠就投入TFT-LCD驅(qū)動(dòng)IC研究中，由于聯(lián)詠投入LCD驅(qū)動(dòng)IC的時(shí)間早，因此能領(lǐng)先開發(fā)出完整的産品線。一般來(lái)說(shuō)，每臺(tái)TFT-LCD顯示器需要8顆Source IC，以及3顆Gate IC，目前臺(tái)灣除了聯(lián)詠之外，找不到第二家有能力同時(shí)提供這兩種産品的IC設(shè)計(jì)公司。

         

聯(lián)詠有部分競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，得要?dú)w功于母公司──聯(lián)電。由于TFT-LCD驅(qū)動(dòng)IC線路較細(xì)微，而且還要能承受液晶面板的高電流，沒有晶圓廠支援，很難施展身手。而聯(lián)詠出身自聯(lián)電家族，這是其他同業(yè)難望其項(xiàng)背之處。此外，晶圓代工及封裝測(cè)試廠商最近都醞釀?wù){(diào)漲代工價(jià)格，但聯(lián)電至今尚未有此一動(dòng)作，使聯(lián)詠能夠維持價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這是聯(lián)詠?zhàn)鰻?wèi)聯(lián)電家族成員的好處。

        

目前聯(lián)詠TFT-LCD驅(qū)動(dòng)IC客戶，以友達(dá)、華映、瀚宇彩晶等國(guó)內(nèi)廠商爲(wèi)主。其中，友達(dá)爲(wèi)最大客戶，約占聯(lián)詠整體出貨量的六成以上，另外華映及瀚宇彩晶合計(jì)約占三成多。不過(guò)，目前全球第一大驅(qū)動(dòng)IC供應(yīng)商德州儀器，已逐漸淡出驅(qū)動(dòng)IC市場(chǎng)，聯(lián)詠?zhàn)プ∵@個(gè)機(jī)會(huì)，順勢(shì)推向國(guó)際市場(chǎng)。聯(lián)詠已經(jīng)取得LG飛利浦、三星電子的部分驅(qū)動(dòng)IC定單。市場(chǎng)占有率將大大提高。2003年至少達(dá)10%的份額。同時(shí)聯(lián)詠也開發(fā)出LCD控制IC，但是因爲(wèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈，市場(chǎng)開拓情況并不理想。

        

華邦早在1997年進(jìn)入TFT-LCD驅(qū)動(dòng)IC領(lǐng)域，在1999年之前，華邦收購(gòu)了(Cirrus Logic) 之LCD驅(qū)動(dòng)IC部門。1999年8月6日， 與美國(guó)Vivid Semiconductor Inc.，簽署TFT-LCD之驅(qū)動(dòng)及控制IC之産品與技術(shù)移轉(zhuǎn)合約。華邦的主力是制作PC用存儲(chǔ)器芯片，不過(guò)存儲(chǔ)器芯片受到三星強(qiáng)大的壓力，虧損嚴(yán)重，去年起，華邦轉(zhuǎn)型生産非PC用存儲(chǔ)器芯片和TFT-LCD驅(qū)動(dòng)IC，考慮到臺(tái)灣本土市場(chǎng)已經(jīng)被聯(lián)詠霸占，華邦積極開拓韓國(guó)和日本市場(chǎng)，2002年9月，華邦接獲大批定單，韓國(guó)市場(chǎng)方面有三星和Hydis，日本市場(chǎng)方面是三洋和ADI。單9月，華邦出貨量高達(dá)200萬(wàn)片驅(qū)動(dòng)IC。華邦基本鎖定日本和韓國(guó)的海外市場(chǎng)，暫不參與臺(tái)灣內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)。

        

韓國(guó)的TFT-LCD驅(qū)動(dòng)IC主要由三星電子和現(xiàn)代企業(yè)包攬，依靠制造存儲(chǔ)器的設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)，三星和現(xiàn)代驅(qū)動(dòng)IC一度100%自給，但是存儲(chǔ)器生産主要由韓國(guó)政府提供支援，政府的壓力日益增大，韓國(guó)政府也要面對(duì)其他國(guó)家的指責(zé)，逐漸對(duì)存儲(chǔ)器産業(yè)的支援力度減小其驅(qū)動(dòng)，新任政府對(duì)IC的支援不如上屆。三星和現(xiàn)代都感覺到了其IC成本持續(xù)上升，從而不得不委托臺(tái)灣代工，封裝，甚至完全從臺(tái)灣采購(gòu)。三星的IC已經(jīng)大部分在臺(tái)灣代工，現(xiàn)代也日漸不景氣，采購(gòu)IC成爲(wèi)不得已的做法。

       

TFT-LCD控制IC主要包括視頻界面界面(Interface)，類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器和石英晶振鎖相環(huán)(ADC/PLL)，幅度控制器(Scaler) , 微控單元(MCU)，在屏顯示(OSD)，如果是LCD-TV要加一個(gè)視頻譯碼。

        

由于韓臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)白熱化，大打價(jià)格戰(zhàn)，所以價(jià)格成爲(wèi)決定是否能勝出的關(guān)鍵，因此控制IC出現(xiàn)兩種趨勢(shì)，一是專業(yè)控制IC廠家領(lǐng)域，都朝向系統(tǒng)單晶片(SOC)發(fā)展，將諸多功能集中在一起，稱之爲(wèi)Smart Panel。最早是將ADC/PLL和Scaler/OSD集成，后來(lái)將數(shù)位界面也集成在一起，更有廠家推出六合一IC，將驅(qū)動(dòng)電路中的時(shí)鐘控制也集成到一起。另一種趨勢(shì)是TFT-LCD面板模塊廠家試圖將控制IC部分集成到面板模塊上，目前來(lái)看還不明顯，畢竟面板廠家沒那個(gè)本事。

        

專業(yè)控制IC廠家爲(wèi)了提高功能集成程度和降低風(fēng)險(xiǎn)與成本，并購(gòu)不斷，大者恒大，弱者幾乎無(wú)法生存。盡管這個(gè)市場(chǎng)到2002年才只有3.02億美元，但一樣還是競(jìng)爭(zhēng)激烈。

        

按顯示器市調(diào)機(jī)構(gòu)DisplaySearch2003年1季度統(tǒng)計(jì)資料，今年第1季TFT LCD控制IC出貨量達(dá)1,535萬(wàn)顆，較去年第4季成長(zhǎng)20%，并較去年同期成長(zhǎng)70%。Genesis Microchip仍爲(wèi)龍頭廠商，但其市占率由56%下滑至52%。晶捷(MRT)仍爲(wèi)第2大廠商，市占率由18.1%下滑至16%。意法半導(dǎo)體由第4名攀升至第3名，市占率由4%攀升至6.9%。Pixelworks由第5名攀升至第4名，市占率由3.3%躍升至6%。晨星半導(dǎo)體仍爲(wèi)第5大廠商，市占率由3%躍升至5.3%。

     

發(fā)展LCD控制IC成功與否主要取決于ADC類比技術(shù)、晶圓制程以及與中下游廠商關(guān)系。其中最關(guān)鍵之一爲(wèi)整合ADC之自有技術(shù) ，由于臺(tái)灣類比技術(shù)人才缺乏，臺(tái)灣廠商普遍欠缺ADC開發(fā)能力，雖然可以外購(gòu)的方式解決 ，但是如此一來(lái)，ADC價(jià)格就會(huì)受制于人且其降價(jià)空間極低，在技術(shù)及成本上都有不利之處。ADC技術(shù)龍頭廠家是AnalogDevices，其次是Sage。AnalogDevices是超級(jí)大廠，産品種類齊全，ADC只是其一個(gè)系列產(chǎn)品，AnalogDevices主要以提供ADC內(nèi)核方式參與LCD控制IC生産。出售的可能性不大。Sage則被龍頭大廠Genesis Microchip購(gòu)買。市場(chǎng)早期多是分離式設(shè)計(jì)，故沒有ADC技術(shù)的廠家也能生存，而在2001年，龍頭大廠Genesis Microchip推出整和式控制IC，最終在第三季度超過(guò)了分離式控制芯片的市場(chǎng)份額，Genesis的賣座產(chǎn)品gmZAN1在LCD控制IC市場(chǎng)占了40%， 其他廠家因爲(wèi)缺乏ADC技術(shù)無(wú)法推出整合式 産品，市場(chǎng)日益縮小，如晶磊、創(chuàng)品、旺宏等廠家。無(wú)法及時(shí)推出整合式産品，銷售量劇減，雖然后來(lái)推出類似産品，但已經(jīng)晚了，這些廠家只能黯然退出市場(chǎng)。而一些擁有ADC技術(shù)的廠家紛紛進(jìn)入此領(lǐng)域，如意法半導(dǎo)體和晶捷科技。

        

Genesis Microchip一直是LCD控制IC市場(chǎng)的龍頭，最早Genesis主要制造幅度控制器（Scaler）,微控單元（MCU），在屏顯示（OSD），在視頻領(lǐng)域，尤其逐行掃描，數(shù)位視頻界面，界面，譯碼領(lǐng)域并不擅長(zhǎng)。2001年，該公司以以2.41億美元（2001年LCD控制IC市場(chǎng)總規(guī)模只有1.95億美元），以股權(quán)交換的方式并購(gòu)Sage，而Sage此前以91.5百萬(wàn)美元取得Faroudja的商標(biāo)權(quán)與其技術(shù)，Sage曾經(jīng)是LCD控制IC市場(chǎng)老二，視頻方面精通，而Faroudja是專業(yè)逐行掃描IC制造公司。獲得了Sage的強(qiáng)助之后，Genesis 大力發(fā)展集成式LCD控制IC。

 

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