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国内厂商积极布局,OLED驱动芯片本土配套能力有待提升

2021-02-16  山蟹居

OLED驱动芯片本土配套能力有待提升。

OLED显示屏在中小尺寸终端领域已占据重要的位置,在大尺寸领域的占比也在攀升。与之配套的OLED显示屏专用驱动芯片被认为是OLED显示屏的“中枢神经”,其性能的高低决定了显示屏画面播出的效果。近日有消息称,华为消费者业务确认成立专门的部门做屏幕驱动芯片,海思首款OLED驱动芯片已在流片。除华为外,OLED驱动芯片领域不乏领军芯片厂商和造芯新势力加盟。虽然目前我国的技术实力整体与韩国等国家还有一定差距,但我国芯片企业正走上强芯路,致力于补齐面板产业链中这重要的一环。

 

本土配套能力有待提升

今年上半年,中国OLED面板产业迎来了一波投资热潮,主要针对上游材料设备、产线产能、新技术路线三个投资方向。围绕着这波热潮,OLED面板业进一步蓬勃发展,也给予OLED驱动芯片领域成长空间和发展良机。

数据显示,近几年,应用于智能手机、车载娱乐、电视、虚拟现实和智能手表领域的驱动芯片市场规模年均增长率分别为10%、12%、16%和67%。2019 年,驱动芯片仅手机的市场用量已达7亿片,约29亿美元。市场分析机构预计,今年国内AMOLED手机面板驱动芯片的产业规模将达到23亿元~30亿元。

然而,我国OLED驱动芯片的自给率非常低。据了解,2019年京东方采购屏幕驱动芯片金额超过60亿元,其中国产芯片占比不到5%。以华为手机为例,2018年开始,京东方搭载新思驱动芯片的显示屏幕被应用于华为Mate20 Pro机型。

韩国显示器驱动芯片厂商Silicon Works营收数据显示,2018年Silicon Works营收仅5%来自中国客户,但2019年比例增加到15%,2020年预估Silicon Works中国营收比例可提高到20%。

群智咨询(Sigmaintell)副总经理兼首席分析师陈军在接受《中国电子报》记者采访时表示,近年国外供应链环境日趋复杂,加大本土化供应链投资及布局成为行业整体方向,新技术的中长期持续投资才是提升显示产业本土化配套的竞争力关键所在。

国内厂商积极布局

目前已经有格科微、汇顶等数家芯片设计公司可以稳定提供LCD驱动芯片,且TFT-LCD已大量转往TDDI,这个市场已经进入成熟甚至过度竞争的阶段。但TDDI及OLED驱动芯片,由于技术难度及专利等限制,目前仍处于前期开发阶段。制造环节上,中芯国际及晶合等都有稳定的产能配合。伴随着中国大陆面板厂的崛起,目前在AMOLED驱动芯片领域会有比较多的切入空间。

广东晟合微电子有限公司总经理施伟近日在接受《中国电子报》记者采访时表示,从国内投入的面板产能看,按6英寸手机终端计,每年的产量将近5亿片。而从市场需求看,穿戴类产品仅国内知名品牌就超过1亿只,合计市场规模至少有2.5亿只。而按价值看,每片面板都需要至少一颗驱动芯片,价值规模在40~50亿美元左右。

从市场竞争格局来看,在AMOLED驱动芯片领域,三星电子、Magna Chip、Silicon Works这三家韩系供应商占据全球约95%的市场。

看中显示驱动芯片市场的巨大需求,以及广阔的发展进步空间,我国的汇顶、集创北方、格科微、云英谷、吉迪思、芯颖、奕斯伟、晟合微电子等芯片厂商开始加紧布局,未来若能实现技术突破和大规模量产,将迎来广阔的发展前景。

当下,我国大陆部分芯片厂商深耕OLED驱动芯片领域并取得了不小的成效。中颖电子于2015年与和辉光电一起开发了AMOLED驱动芯片,子公司芯颖科技在2018年第一季度顺利完成了一款FNH AMOLED显示驱动芯片的内部验证,并于第三季度开始量产。

吉迪思在2016年第二季度量产刚性屏AMOLED芯片,2018年9月联手中芯国际正式量产40纳米AMOLED驱动芯片。

今年3月,常州欣盛半导体启动高清显示用驱动芯片项目,填补了我国“十三五”集成电路产业COF显示驱动芯片空白,目前已得到国家集成电路产业投资基金投资立项,并获得京东方、惠科集团等显示企业的订单。

今年6月,奕斯伟获得新融资,集创北方总部暨显示驱动芯片设计和先进测试基地项目正式开工。

今年8月,广东晟合微电子有限公司已配合国内知名品牌作为第二供应商进行供货验证,其手机驱动芯片在出口市场全部验证通过,并在二线品牌的穿戴产品中全面推广,12 月底开始配合国际品牌验证。

众多布局OLED驱动芯片厂商取得的积极成效意味着国内显示驱动芯片发展的脚步正在加快。

加强与上下游深度合作

必须正视的是,与韩国企业等先进芯片厂商相比,我国OLED驱动芯片的整体实力还有待提升和突破。集邦咨询向记者表示,OLED驱动芯片市场的难度主要取决于自身的开发能力,以及是否能确保晶圆代工厂的产能。在缺乏TFT-LCD驱动芯片的开发经验下直接跳到AMOLED驱动芯片的开发,对于开发进程是否会被拉长,后续仍有待观察。

我国显示驱动芯片本土化配套率较低。耿怡向记者表示,在设计环节,近年来,通过基金投资、上下游合作等方式,如集创北方、奕斯伟等芯片企业发展迅速,但是与先进企业还存在一定差距。在制造环节,目前国内集成电路制造企业尚未将驱动芯片作为发展重点,因此制造环节还主要依托我国台湾地区的芯片加工企业。未来,我国芯片设计企业和制造企业应当重视显示驱动芯片的广阔市场,提升产品质量稳定性,加强与国内终端客户的深度合作。

此次华为大力推进OLED驱动芯片自研,可以促进与面板企业的联动发展,对于产业界来说是一个很好的示范。西南交通大学信息学院电子系副系主任邸志雄博士向媒体表示,华为推进OLED驱动芯片设计研发和京东方应该是互惠的。一方面提升京东方在驱动芯片方面的自主可控能力,增强其面板的议价能力和竞争力;另一方面,华为在电子设备中,则相当于亲自深度参与了屏幕的调校,能够获得更好的使用效果,而且能够借助京东方,打造国际一线面板驱动芯片产品。

我国OLED驱动芯片实现突破需要从以下五个方向入手。施伟表示,一是针对国内面板企业及市场的特点,自研算法,加强芯片设计优化;二是加强技术攻关,主要是高压(32V)下抗干扰、芯片内数模混合信号间的抗干扰、内存的设计、自有接口协议开发与低功耗电源设计等;三是利用先进制程,同步甚至超越国际先进企业,例如对40纳米高压制程的穿戴应用的驱动芯片的研发等;四是注重人才的培养,不断提高产品的设计能力和效率;五是尝试成立技术联盟或行业标准,形成国内自主的知识产权的标准,为赶超国际水平做技术准备。

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华为成立屏幕驱动芯片部门,首款OLED Driver已在流片

 8月11日,“长安数码君 ”爆料称,华为余承东近日签发了一份名为《关于终端芯片业务部成立显示驱动产品领域的通知》的文件,内容显示华为要成立部门做屏幕驱动芯片,进军屏幕行业。

LED显示屏专用驱动芯片,是指按照LED发光特性而设计专门用于LED显示屏的驱动芯片。LED显示屏驱动IC技术的成熟,为LED显示屏的显示效果带来质的飞跃,凭借其输出电流大、恒流等特点,使LED显示屏可适用于大电流、高画质的各种场合,直接推动了LED显示屏显示内容的形式以及应用领域朝着更加多花样化的方向发展。

LED显示屏驱动IC是一个关键的零部件,它就像人脑的中枢神经,掌管着全身的肢体行动以及大脑思维意识的运转。驱动IC的性能高低决定了LED显示屏画面播出的效果,尤其是在小间距LED显示屏的应用中,为了保证用户长时间用眼的舒适度,低亮高灰成为考验驱动IC性能的一个尤为主要的标准,使得驱动IC的要求严苛。

华为旗下的海思芯片主要有五大系列:手机消费级设备领域的麒麟芯片、服务器领域的鲲鹏芯片、人工智能领域的昇腾芯片、5G手机基带领域的巴龙芯片以及家用路由器领域的凌霄芯片。

网易科技报道称,华为方面回应,确实成立了该部门。早在去年年底华为就在搞相关项目了。产业链消息称,早在2019年年底华为就在搞相关项目了,华为海思第一款OLED Driver已经在流片。

(不过,对于海思OLED驱动芯片已在流片的消息,仍存有疑虑。众所周知,目前华为的芯片制造已经受限,因此,华为芯片的流片可能也将是个问题,当然,也可能这款驱动芯片的流片是在5月15日之前就已经下的单了的。)

据了解,虽然中国目前成为了屏幕生产、出口大国,但屏幕驱动芯片,却主要靠进口,2019年京东方采购屏幕驱动芯片金额超过60亿元,其中国产芯片占比不到5%。

虽然目前国产显示屏在以京东方、维信诺、华星光电、天马等为代表的国产面板厂商的带领下已经全面崛起,但是在高端OLED显示屏上与三星、LG Display等大厂仍有着一定的差距。

不仅如此,在显示产业链中,显示驱动芯片也是非常重要的一个环节。以OLED屏智能手机来说,OLED 驱动芯片可满足很多用户需求,比如全面屏、省电、画质改善以及低成本。通过定制 AP 算法,驱动 IC 可以改善画质,并提供区隔化,同时也有助于提升良率,降低成本。

目前OLED全面屏手机早已是主流,而当手机屏幕变大之后,驱动 IC 存储的空间就必须相应增大,需要加入更多压缩和处理的技术,芯片的准入门槛也会随之提高。由于 OLED 驱动芯片的高准入门槛,使得全球驱动芯片市场呈现高集中度的情况。

作为最早布局OLED驱动芯片的三星电子和 Magnachip,无论从市场占有率还是芯片工艺上都处于领先地位。根据2018年的数据显示,两家公司合计市场占有率超过 95%,其中三星电子市场占有率高达 75%以上。

根据爆料,为了解决这一问题,华为消费者业务CEO余承东近日签发《关于终端芯片业务部成立显示驱动产品领域的通知》。在该文件当中就有指出,虽然中国目前成为了屏幕生产、出口大国,但屏幕驱动芯片,却主要靠进口,2019年京东方采购屏幕驱动芯片金额超过60亿元,其中国产芯片占比不到5%。

在不久前的信息化百人峰会上,余承东就有指出,中国在终端芯片和核心器件方面,进展非常快,但跟美国和韩国比仍然还有一些差距。

余承东表示,在半导体方面,华为将全方位扎根,突破物理学材料学的基础研究和精密制造。在终端器件方面,比如显示模组、摄像头模组、5G器件等方面,华为正大力加大材料与核心技术的投入,实现新材料+新工艺紧密联动,突破制约创新的瓶颈。

显然,华为此次进军屏幕驱动芯片领域,正是对于之前提出的在“显示模组”等核心技术方面加大研发投入的一个很好的诠释。

需要指出的是,虽然华为目前在芯片制造上受到了限制,但是驱动IC对于制程工艺的要求并不高,很多还是40nm,完全有可能利用非美系设备进行生产。即便生产有困难,华为如果在显示驱动芯片上成功取得突破,也完全能够以技术转让的形式,帮助上游的面板领域的合作伙伴实现突破。

此前华为余承东也曾表示:“华为也带动了一批中国企业掌握了一些非常核心的技术,包括很多都是美国核心公司才能做的部件。华为是能带动一批其他兄弟企业的成长发展,能让我们从低端制造业向中高端核心技术、核心制造能力进行转移,实现大的飞跃和跨越,我们是有这样的能力的。”

政策加持半导体发展势如破竹,超8个第三代半导体项目落户福建

继2016年科技部、工信部、国家发改委等多部委出台多项对第三代半导体布局的政策后,福建省“紧跟潮流“出台了多项政策支持第三代半导体产业的发展。

政策上的加持使得福建第三代半导体的发展势如破竹。截至目前,总投资超550亿元,超8个第三代半导体项目落户福建。

2016年4月25日,《福建省“十三五”战略性新兴产业发展专项规划》发布,根据规划,福建将重点支持大功率芯片和器件、驱动电路及标准化模组、LED封装测试等关键器件与设备以及第三代半导体材料、金属有机化合物(MO)源等关键材料的研发。

此外,福建省更是计划投入500亿,成立专门的安芯基金来建设第三代半导体产业集群。

据悉,安芯基金将以70%的资金投向III-V化合物集成电路产业群,重点支持福建省泉州市发展集成电路产业和半导体等高尖端技术产业,积极推进国际领先的III-V族化合物集成电路产业和半导体等高尖端技术产业的建设和发展。

目前来看,福建第三代半导体项目主要分布在厦门、福州、泉州、莆田等地区,这些地区大多出台了政策支持第三代半导体。其中,厦门第三代半导体项目数量相对较多,支持力度也相对较大。

厦门

一直以来,厦门积极布局第三代半导体碳化硅产业链。2019年9月29日,厦门市科技局召开未来产业专场新闻发布会,发布会上,第三代半导体被列入厦门十大未来产业行列。此举更突出了第三代半导体在厦门的地位。

其实,早在2016年,厦门就有出台政策支持第三代半导体产业。

2016年6月,厦门市人民政府发布《厦门市“十三五”战略性新兴产业发展规划的通知》,根据通知,厦门将加快推进通讯微电子器件生产能力建设,推进碳化硅外延、器件、模块项目建设,抢先布局以电力电子为重点的第三代半导体产业链,争取引进存储芯片(DRAM)生产线。

2018年4月,《厦门市加快发展集成电路产业实施细则》出台,细则鼓励在厦门新建(扩建)的集成电路生产线(项目)、化合物半导体器件制造、模块、外延片生产项目(企业)、微机电系统(MEMS)、功率半导体器件和特色工艺项目(企业)。

在厦门市积极出台政策、发放福利的同时,士兰微、瀚天天成、华天恒芯、芯光润泽科技等纷纷在厦门布局。

瀚天天成电子碳化硅半导体外延晶片生产线

瀚天天成电子科技(厦门)有限公司(简称“瀚天天成”)成立于2011年,是一家集研发、生产、销售碳化硅外延晶片的中美合资高新技术企业。

2012年3月9日,瀚天天成宣布开始接受商业化碳化硅半导体外延晶片订单,正式向国内外市场供应产业化3英寸和4英寸碳化硅半导体外延晶片。

2012年4月上旬,瀚天天成商业化碳化硅半导体外延晶片生产线正式投产。据中国经济网当时报道,瀚天天成成为我国第一家提供产业化量产3英寸和4英寸碳化硅半导体外延晶片的生产商,此举填补了国内该领域的空白。

据闽南网2016年报道,2014年,瀚天天成又实现6英寸碳化硅外延晶片投产,再度填补国内空白,成为国际上仅有的4家生产商之一。

厦门华天恒芯SiC器件生产线项目

2018年8月,华天恒芯半导体(厦门)有限公司与厦门火炬产业发展基金签订合作框架协议,双方将就华天恒芯第三代半导体碳化硅项目开展合作。

华天恒芯第三代半导体碳化硅项目致力于发展第三代半导体碳化硅器件研发、制造及销售,项目落户厦门翔安高新技术区产业基地,预计总投资达25亿元人民币,计划建成国内首条、国际领先的6英寸碳化硅芯片生产线。

厦门芯光润泽科技碳化硅智能功率模块生产线

厦门芯光润泽科技有限公司成立于2016年3月,投资20亿元在福建厦门翔安建设碳化硅功率模块封装厂,主要进行第三代半导体碳化硅功率模块的设计、研发及制造,形成硅基和碳化硅半导体材料的大功率分立器件、大功率模块系列产品生产线。项目建成后,年产能可达1150万套大功率模块。

2016年12月,厦门芯光润泽科技有限公司第三代半导体功率模块产业化项目举行开工典礼。

2018年9月18日,厦门芯光润泽科技碳化硅智能功率模块生产线正式投产,据厦门网报道,这是国内首条全碳化硅智能功率模块IPM产线。

士兰化合物半导体生产线项目

2018年10月18日,士兰微厦门12英寸特色工艺芯片生产线暨先进化合物半导体生产线在厦门海沧动工。

据悉,厦门士兰明镓化合物半导体有限公司总投资50亿元,分两期实施,建设4英寸、6英寸的化合物芯片生产线。项目一期计划2021年达产;项目二期计划2021年启动,2024年达产。

2019年12月23日,士兰化合物半导体芯片制造生产线试产。截止当时,一期项目主要设备已全部进场安装调试完成,砷化镓与氮化镓芯片产品已分别于2019年10月18日、12月10日正式通线点亮。

福州

2019年2月,福州市人民政府发布《关于加快培育一批产业基地打造新经济增长点的意见》,重点引进第三代半导体、人工智能芯片以及芯片封装测试项目。加快高意科技、熔城半导体、兆元光电等项目建设,推动福顺微电子、福顺半导体等企业实施技术改造和工艺改进。

第三代半导体IDM基地熔城半导体项目

2018年4月23日,熔城半导体项目签约,项目总投资100亿元,分三期进行。

该项目一期投资30亿元,将完成高端封测和模组制造基地建设;二期投资50亿元,将完成第三代半导体外延片建设;三期投资20亿元,将完成芯片制造基地建设。

据福州高新区官网介绍,该项目的总体目标是在2027年前发展成为世界最高先进水平的第三代半导体IDM产业基地。基地包括世界首个2μ载板级SIP封测及模组商用量产线和各类生产、研发、创新及相关配套设施。

2018年12月,福州高新区第三代半导体IDM基地熔城半导体项目完成清表工作,正式进入施工阶段。

泉州

2018年6月,泉州市政府发布《泉州市推进电子信息产业重大项目行动方案(2018—2020年)》,未来三年,泉州电子信息产业主要依托半导体高新技术产业园区(泉州芯谷),围绕集成电路、化合物半导体、光电、智能终端等四大领域,新增投资1200亿元,新增产值800亿元;扶持形成3家主营收入超100亿元的龙头产业、15家主营收入超10亿元的核心企业。

三安高端半导体项目

2017年12月26日,泉州芯谷南安园区三安高端半导体项目正式开工建设。

项目投资总额 333 亿元,包括高端氮化镓LED衬底、外延、芯片的研发与制造产业化项目,高端砷化镓LED外延、芯片的研发与制造产业化项目,大功率氮化镓激光器的研发与制造产业化项目等七大产业集群。

2017年12月5日,三安光电曾发布公告,称与福建省泉州市人民政府和福建省南安市人民政府签署《投资合作协议》的议案。根据协议约定,全部项目五年内实现投产,七年内全部项目实现达产,经营期限不少于 25 年。

2019年6月4日,三安高端半导体项目接通了11万伏高压电和生产生活用水,这标志着三安半导体项目上了一个新的台阶,项目也即将进入试投产了。

据了解,三安光电在泉州芯谷南安园区设立全资子公司投资集成电路、LED外延和芯片的研发与制造产业和项目,公司名称暂定为泉州三安半导体科技有限公司,注册资本 20 亿元。

莆田

莆田砷化镓一期生产线建设项目

莆田砷化镓生产线建设项目一期投资10亿元,年产6英寸砷化镓3.6万片。

2016年,福建省福联集成电路有限公司启动一期六英寸砷化镓集成电路芯片生产线项目建设,2017年完成生产线的通线,具备砷化镓射频功放芯片的量产能力与军工雷达收发芯片的合作开发能力。

据涵江时讯2018年消息,项目已实现试生产。

莆田福联砷化镓和氮化镓二期6英寸集成电路芯片生产线项目

据悉,莆田福联砷化镓和氮化镓二期6英寸集成电路芯片生产线项目二期投资20亿元,建设6英寸氮化镓、碳化硅集成电路生产线项目。该项目属于国家重点发展的战略性、前瞻性项目,将打造福建省射频与功率芯片制造工程研究中心。

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