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继小米MIX、三星S8和iPhoneX之后，华为、VIVO、OPPO、nubia等厂商也紧随其后推出了全面屏手机。显而易见，18:9的显示屏已经成为了手机圈的新潮流。不过，全面屏给手机产业链也带来了新的挑战。TDDI芯片作为全面屏背后的“功臣”，在给手机设计带来便利的同时还需面对显示与触控信号的干扰、异形切割边缘识别、OLED显示屏的支持等难题。驱动芯片厂商能否解决这些问题？全面屏普及指日可待？ 手机全面屏爆发 TDDI芯片功不可没 对于早已是红海的智能手机市场，厂商需要做出很多选择，显示技术是其中重要的一个。得益于触屏特性和功能的进步，一些机型在获得成功之后手机厂商便借此开展多种营销活动，把消费者的注意力聚焦在他们最新机型的屏幕上，展现自己产品和竞品显示屏的最关键的视觉差异和设计差异，手机的全面屏之战也由此开启。业界预测，2017年全球全面屏智能手机出货规模约为1.3-1.5亿部，渗透率达到10%； 2018年渗透率有望快速提升至超过30%；2020年预计高端机型基本全部搭载全面屏，全面屏手机有望达到9亿部，渗透率超过55%。  Synaptics智能显示部门高级副总裁兼总经理Kevin Barber 作为当今手机屏的两种主流技术，无论是OLED还是LCD显示屏都发展到了非常高水平，在分辨率、色域、对比度和亮度方面都能提供惊艳的视觉体验。Synaptics智能显示部门高级副总裁兼总经理Kevin Barber表示：“每块显示面板都需要DDIC或TDDI，这两个芯片把手机处理器的数据信号转化为输出信息，进而控制面板上数百万个像素中的每一个像素。为此，DDIC或TDDI必须要针对不同机型和不同显示面板类型进行专门的设计和配置。” TDDI（Touch and DisplayDriver Integration）是将触摸屏控制器集成在DDIC中的技术，FocalTech（敦泰电子股份有限公司）IDC (Integrated Driver Controller)产品线的市场负责人王伯玮先生接受《华强电子》采访时表示：“IDC将触控的功能整合进LCD中,所有touch所需信号均走在屏内不须走在左右边框, 因此能有效减少左右边框的宽度, 也因将Display与Touch IC整合成一颗IC, 能有效节省组件空间, 进而减少下边框的高度并降低手机的厚度。”北京集创北方科技股份有限公司LCD Driver企划总监朱博先生也表示：“相较于外挂式触控方案而言，TDDI方案可以省去额外的触控模组，更轻薄可靠，透光性也更好。另外，TDDI方案同时省去了额外的触控FPC，结构更简单，有助于全面屏方案的机构设计。”  FocalTech（敦泰电子股份有限公司）IDC产品线的市场负责人王伯玮 总结来说，Kevin Barber认为内嵌式TDDI带来的优势可以分成两类。首先是对工程、制造和支持服务的优势。在层叠结构显示器中集成触控和显示功能以及在单一IC中集成显示驱动器和触摸控制器，可简化设计工作，有助于新设备更快上市，这为设备制造商带来了竞争优势。其次是提升智能手机或平板电脑设计的优势。同时在显示器玻璃盖板和IC中集成触控和显示功能，TDDI能帮助制造商设计出更好、更亮的显示屏，也包括具备更窄边框的显示屏。 信号干扰问题已解决 LTPS屏要重回Touch IC+Driver IC双芯片方案？ 全面屏可以很好地兼顾大屏的优势和完美的操作体验，不过触控和显示驱动芯片融合带来好处的同时，我们也很容易发现触控信号和显示信号相互干扰的问题。对此，朱博表示：“当前的TDDI方案已经较好地解决了触控信号和显示信号相互干扰的问题，在显示和触控性能方面均不弱于传统外挂式方案，解决的方案在于合理设计显示和触控驱动的配合时序。”王伯玮也强调：“Full In-Cell因触控与显示并不同时驱动, 已能完全客克服此问题, 也因分时驱动基础信躁更是有效提升。”  北京集创北方科技股份有限公司LCD Driver企划总监朱博 除了集成带来的信号干扰的问题，面板技术也对TDDI芯片带来了挑战。LTPS（低温多晶硅技术）LCD面板凭借超薄、质量轻、低功耗等特点成为了目前高端手机首选的LCD显示面板。但有分析认为，由于全面屏采用超窄边框设计，而TDDI芯片对窄边框的屏幕边缘识别较差，所以LTPS全面屏必须重回传统的Touch IC+Driver IC的双芯片方案。对此，朱博表示：“TDDI芯片对窄边框的屏幕边缘识别是可以通过技术方案保障的，不会存在重回双芯片方案的情况。”他进一步解释：“我们采用软硬件结合的方案进行处理，硬件上针对边缘的触控检测单元进行了特别的电路设计和参数配置，软件上则开发了专用的数据处理算法来解决这一问题。” 王伯玮认为，IDC为自容In-Cell方案, 因此sensor的pin数更多, 更能将sensor做的细致化,给屏厂最佳的Sensor Pad设计建议与最合适的FW的调适搭配。他同时自信的表示：“FocalTech自主研发的触显整合芯片IDC从2015年量产至今，累计出货近70KK,没有发生过使用者反应边缘触控较差的客诉问题。”Kevin Barber则表示，因为每家制造商对显示的需求都各不相同，所以他们的工程团队必须要与IC厂商的工程团队密切合作，才能成功地把最好的工业设计和最优的性能融合在一起。这需要整个供应链密切合作，从显示屏、背光和IC厂商一直到设备制造商。 OLED面板成新趋势 TDDI芯片应用于AMOLED面板仍需时间 在产业链各方的努力下，我们看到经过2到3年的发展In-Cell技术方案已趋于成熟，市场主流也由Hybrid In-Cell转往Full In-Cell技术，并整合TDDI芯片。朱博也介绍：“相比Hybrid In-cell复杂的工艺，Full In-Cell技术降低了制造门槛，提高了生产效率，是各大面板厂的发展主流，集创北方2016年底推出的首款FHD ITD(Integrated-touch-driver)产品ICNL9920以及最新一代触控显示单芯片解决方案ICNL9911都采用了Full In-Cell技术。“ 但目前高端旗舰手机都搭载On-Cell技术的AMOLED面板，TDDI在AMOLED领域的发展又处于刚刚起步阶段，将两者结合到一起有相当高的技术难度。王伯玮对此表示：“虽然AMOLED因其显示质量优异, 成为业界大趋势, 但LCD左右边框窄化的优势仍优于AMOLED。另外LCD目前为Glass, 异形切割的良率高于Plastic (Flexible AMOLED), 异形切割的需求会稍稍降低FlexibleAMOLED 的需求, 左右边框的限制也会稍稍降低 AMOLED的需求。各项技术都需要搭配合适的平台，IDC因为能复用LCD上的Vcom电亟, 屏厂不需要对目前的产线进行任何改造, 使得此技术可以如此快速的普及与量产。AMOLED面板结构与驱动方式都与LCD完全不同, 对于AMOLED In-Cell技术发展目前还没有看到成熟可以大量量产的技术。“朱博认为：“基于AMOLED面板的TDDI芯片方案一方面是AMOLED面板自身的工艺还不够成熟带来的良率问题；二是AMOLED驱动电路更为复杂，对显示充电时间的要求更高，更难以集成触控功能。” Kevin Barber也表示：“手机厂商乐于看到现在LCD手机中TDDI技术所展现的成本优势、额外功能和性能优势。我们也能够预见到采用柔性OLED面板的手机也会具有相同优势，不过这还需要时间。因为OLED显示屏制造商和TDDI厂商首先需要学习在OLED显示屏中做到分离式DDIC和触摸屏控制器。然后，现在移动OLED显示屏面临的制造和集成挑战就能够解决，让越来越多的手机制造商在最广泛的机型中采用这项创新技术。“可喜的是，据报道有OLED业内厂商凭借技术和工艺的积累，在1.2英寸手表搭载的AMOLED模组研发中成功应用了TDDI技术，当然从研发走向大规模的量产和应用，从小尺寸到满足更大尺寸需求，我们仍要等待。 除了上述提到的挑战，朱博认为如何将TDDI技术应用于更高的显示分辨率也是需要面临的挑战，随着显示分辨率的提升以及全面屏方案对COF封装的需求，显示像素的有效驱动时间将进一步被压缩，当前HD及FHD分辨率下的TDDI方案已比较成熟，但更高分辨率的TDDI方案还需要全行业业者的一起努力。不过他深信随着TDDI技术的进一步成熟和完善，在性能和成本上有望全面优于传统显示+触控的方案，未来将得到更广泛的应用。  TDDI芯片将加速降价 未来成主流解决方案 据了解，FocalTech自主研发的Super In-cell触控技术改良传统自容技术，保留原本简单架构的优点，突破技术障碍达成多点触控，只需一颗整合型芯片（IDC）即可驱动，具有整合触控和显示芯片、制程简化、触控性能优异、屏幕更轻薄、显示更透亮的特点，其中整合触控和显示芯片减少芯片使用数量，可以大幅降低手机制造成本，更增加产品在市场的竞争力。 降低成本虽然是TDDI芯片的一个主要优势，但目前市场上整体的情况是合二为一芯片的价格并没有优势，也阻碍了TDDI芯片的普及。王伯玮表示：“新技术的研发、推广与量产, 均需大量的成本投入。若对新技术立即要求其将售价降低, 势必会降低各厂商成为先锋者的意愿，这对产业创新也会有比较不好的影响。另外, 成本的降低应该从整个显示触控模块的生产制造成本来看, 而非只针对IC本身, IDC的导入能有效降低生产制造成本与供应链管理的复杂度,这部分也需要考虑进去。“朱博也表示：”当前TDDI芯片确实成本较高，这是由于TDDI技术当前仍处于发展阶段，主要立足于解决性能问题。TDDI方案的迭代和优化需要一定的时间周期，相信在不久之后TDDI芯片的低成本方案一定会与外挂式双芯片的价格之和相匹配。“ 随着面板厂与IC设计厂商持续针对产品进行优化，TDDI芯片降价速度加快，可望加速提升整体In-Cell的渗透率。预计2018 年In-Cell方案的渗透率将达37.6%，其中搭载TDDI芯片的In-Cell产品比重也有机会提升至 22%。据IHS统计，自2016年第二季度TDDI芯片开始快速成长，2017年将成长200%，整体市场达到1亿颗。预估到2020年，全球TDDI数量规模将达到6.54亿颗。而在2017 H2大中华区新开的18:9面板中，5成以上搭配TDDI，高阶机种超过6成。  上述统计预测与王伯玮的观察相同，他表示：“FocalTech IDC于2015年领先业界量产。2016年各家屏厂与终端厂商持续导入, 2017年上半年稳定成长, 2017年下半年开始爆发式增长。IDC需求快速增长的原因跟FocalTech与小米合作的小米MIX所引发的全面屏风潮有着密切关系。全面屏目前已成为手机产业的必然趋势, 此趋势必然加速TDDI成为主流方案。另外，FocalTech的IDC在站稳手机的市场后, 会依此经验, 快速地往更大的屏与更多的应用推进, 如Tablet, Notebook, 车载等应用。“ 朱博认为：”作为在TDDI领域耕耘多年的芯片厂商，集创乐见TDDI与全面屏应用的快速增长。TDDI和全面屏是智能手机领域的又一次产品革新，其根本诉求在于显示的功能与性能的双向拓展，TDDI技术是显示的功能延伸，代表了未来从复杂的功能模块组合向单一多功能整合模块的发展趋势；代表了显示效果越来越专注人的主观体验，这也正是TDDI芯片厂商所致力于实现的目标。因此，这一轮产品革新将促进TDDI芯片的应用，推动TDDI技术的进一步发展。随着面板产业的发展和面板技术的进步，面板厂也有强烈的意愿在中大尺寸上开发Full In-Cell面板，以提升其整体盈利水平，可以预见，二合一平板也会对TDDI芯片的应用产生推动作用。“ 综上，TDDI芯片能够减少显示屏组件，降低复杂性与成本且简化供应链生产流程。TDDI芯片也是手机厂商实现更窄边框和全面屏背后的“功臣”。相信随着TDDI芯片价格的加速下降，厂商之间的竞争将更加激烈，未来将有越来越多的中低端手机上出现全面屏，消费者无疑将从中受益。 最后朱博也表示，在技术上TDDI只是显示功能拓展的开始，未来还会继续融合更丰富的功能，形成集成度更高、功能更为全面的方案。当然，“从LCD到OLED，放弃刚性显示材质将是第一步，屏幕将向柔性显示封装和塑料背板发展，LCD制造商也在进行相关研发。问题只在于整个产业能够在多短时间内形成可观的制造能力。最终，你的移动设备可能是真正可折叠的，厂商也会希望将这些特性下放到终端设备。“ Kevin Barber还做了这样的预测。 |
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