2006年中国LCD控制和驱动IC发展现状—中国光学光电子行业网

2006年中国LCD控制和驱动IC发展现状

发布时间：2007-09-10 来源：统计整理阅读次数：1489 分享到：

驱动IC是液晶模块中所占成本比例最高的部分，液晶产业高速发展的同时也带动了液晶驱动IC产业，相对于其他模拟IC，驱动IC有独特之处，驱动IC的出货量巨大，技术门槛和工艺门槛极高，驱动IC与面板厂家有着紧密的关联，驱动IC的厂家有着自己独特的商业模式，因此驱动IC厂家大多是专业IC厂家，很少会涉足其他领域。

随着液晶显示产业的蓬勃发展，产业链上下游也在不断协调进步，其中最为明显的是TFT-LCD控制和驱动IC需求的增长。在我国大力发展液晶显示产业的过程中，为我国IC设计公司提出了发展机会和挑战。

目前我国IC设计公司数量已经突破400家大关，专注的领域也五花八门，从模拟电路到数字电路，从电源管理芯片到高端处理能力的核心处理器，都有相当数量的IC设计公司参与其中，并已取得了突出的成绩。但是，唯有LCD控制和驱动芯片这一领域，欧美、韩日以及我国香港和台湾成为主导者，而内地IC设计公司参与者却寥寥无几。

TFT-LCD模组一般包括控制电路和驱动电路。TFT-LCD控制IC所在的控制电路，是将来自PC主机或是各种多媒体设备输出的信号进行转换，重要的功能块包括ADC、PLL、视频解码、Scaler(缩放器)、De-interlacer(去隔行扫描)、OSD、MCU、TCON(时钟控制器)等。这些不同功能过去是由多个分立IC来实现，而目前则有将所有功能集成的趋势。LCD面板驱动电路包括TFT源极(SOURCE)和栅极(GATE)驱动芯片，源极驱动IC通过DAC控制每个TFT源极的驱动电压，作为数据写入控制，栅极驱动IC则通过控制每行TFT扫描的电压，决定每行TFT栅极的打开和关闭。通常对于小屏的TFT模块(176×220或240×320以下)，使用一片驱动IC即可完成控制，而对于大屏幕的产品，屏幕尺寸越大、分辨率越高，驱动IC所需数量也越多。

TFT-LCD的控制IC由于进入门槛较LCD驱动IC要高，涉及专利的问题比较多，目前主要已由Genesis、Pixelworks、Trident、PHILIPS、ST等国际大厂控制，而中国台湾地区厂商如联发科(MediaTek)、晨星(Mstar)、凌泰(Averlogic)、兆宏(Magicpixel)、联咏(Novatek)、瑞昱(Realtek)、凌阳(SUNPLUS)、视传(VXIS)等厂家在小部分大屏幕和部分中小屏市场也取得了一定的份额。

中国内地由于对TFT-LCD控制IC介入较晚，涉及专利的问题又很多，目前仅有成都威斯达在进行这方面的研发和设计，其主打方案WSC1115、WSC2000也已经得到了成功的应用。

内地IC设计公司中，从事TFT-LCD驱动IC开发的厂商相对控制IC厂商要多了一些，但仍然没形成气候。深圳天利半导体拥有60余人的设计开发团队已经是目前内地LCD驱动IC设计公司之中的翘楚。内地LCD驱动芯片厂商大部分处于研发期。除天利外，深圳还有TCL投资的设计团队。

在上海则有上广电成立的设计团队，上海龙晶微电子、上海青浦星科金鹏附近的一家不知名IC设计公司。

至于北京原本京东方投资的方益半导体则已经出售，而接手者也是天利半导体。目前上述的IC设计公司几乎是我国内地LCD驱动IC设计公司的全部，整体规模完全无法与香港晶门科技(Solomon)以及在内地设立分部的台湾奇景(Himax)、联咏(Novatek)相抗衡。

在消费电子领域，特别是液晶电视、手机、MP3、MP4等终端设备，增长速度很快，市场需求量快速发展，而控制和驱动IC则是其中重要一部分。上游供货商一直是欧美、韩日以及我国港台厂商，内地厂商还没有形成气候。但是，国际厂商的供货在每年都会有短缺之时，造成终端厂商发展非常被动。

大尺寸LCD驱动IC是个非常难以介入的领域。除去技术门槛和工艺门槛外，大尺寸驱动IC厂家必须得到大尺寸LCD面板厂家和顶级晶圆代工厂家的配合。而大陆仅有的两条面板生产线，其驱动IC采购权都在外方手中，京东方—Hydis的关联公司Magnachip是全球五大大尺寸驱动IC厂家。上广电-NEC的关联公司NEC是全球第三大大尺寸驱动IC厂家。

大尺寸TFT-LCD市场的前景是毫无疑问的，大尺寸TFT-LCD的主要应用产品主要是三大类，分别是笔记本电脑、电脑显示器、液晶电视。这三类产品都是明星级产品，出货量巨大同时还具备高的市场增长速度。

　　而大尺寸TFT-LCD驱动IC是大尺寸TFT-LCD面板必备零组件，自然也具备广阔的前景。不过大尺寸TFT-LCD驱动IC的门槛颇高。

　　2005年全球大尺寸TFT-LCD驱动IC各厂家市场占有率(按出货量)

　　LCD驱动IC、晶圆代工、LCD面板三者关系

LCD驱动IC厂家	晶圆代工厂	驱动IC与晶圆代工厂之间关系	客户LCD面板厂	驱动IC与LCD面板厂之间关系
夏普	夏普	同一集团	夏普	同一集团
三星	三星	同一集团	三星	同一集团
Magnachip	Magnachip	同一集团	京东方-现代	曾是现代半导体集团一员，后独立。
敦茂	茂矽	投资控股公司	夏普	该公司大股东
华邦	华邦	同一集团	彩晶	同一集团
NEC	NEC	同一集团
冲电气	冲电气	同一集团
奇景	台积电	无	奇美	同一集团
联咏	联电	联电投资控股公司	友达	联电关联公司

　　全球TFT-LCD驱动IC产业链最齐全的地区是台湾，台湾也生产了全球50%以上的大尺寸TFT-LCD驱动IC，封装了全球80%以上的大尺寸TFT-LCD驱动IC。虽然国内有三条大尺寸TFT-LCD面板生产线，但是国内TFT-LCD驱动IC产业链中晶圆检测、晶圆代工、金凸块等环节缺失。加之大尺寸TFT-LCD驱动IC异常关键，除非原供应商产品有重大瑕疵，否则不会更换供应商，因此驱动IC厂家通常和面板厂家是一个集团。我们认为国内并不是很合适投资大尺寸TFT-LCD驱动IC。

　　相对大尺寸LCD驱动IC，中小尺寸LCD驱动IC领域相对比较好介入，因为中小尺寸LCD面板厂家和驱动IC厂家之间配合程度要求较低，同时中国有大量的中小尺寸LCD模组厂家，厂家有自主采购权，市场空间大。不过中小尺寸LCD驱动IC技术门槛非常高。

    1、生产工艺难度极高
　　和大尺寸TFT-LCD驱动IC一样，中小尺寸TFT-LCD驱动IC一样需要高压工艺，源极驱动需要的电压稍低些，只需要6伏，闸极驱动则需要20-40伏。不过中小尺寸TFT-LCD驱动IC还需要尽量高的集成度，而大尺寸TFT-LCD只需要0.35微米就可以。

    中小尺寸TFT-LCD驱动IC至少需要0.25微米的工艺，根据联电在驱动IC经营多年的经验，其现在已经能够针对STN与TFT驱动IC提供0.25微米与0.18微米的高压工艺。台积电也于2004年11月宣布其40伏特且低耗电量0.18微米工艺已经能够开始进行量产。不过大陆的台积电和和舰没有这个能力。

    2、各部分工艺和所需要的电压都不一样驱动IC各部分对电压和工艺的需求

　　各部分对应的电压和制造工艺都不相同，无论对晶圆厂还是设计公司来说，都是比较困难的。

3、厂家技术必须非常全面
　　厂家必须精通模拟电路、电源管理、MCU（要设计多重MCU界面）、数字时钟电路、图形处理、色彩管理。缺少任何一个都无法制造出单驱动IC芯片。

　　手机的TFT-LCD驱动IC技术门槛最高，要求集成度最高。大尺寸TFT-LCD驱动IC的源驱动IC和闸驱动IC是独立的，有些时钟控制部分也是分开的，电源供应部分也是分开的，还有缓存也是分开的。而手机用TFT-LCD驱动IC发展趋势是全集成的，不仅主动驱动IC、闸驱动IC、时钟控制、电源供应是集成在一片芯片上，连缓存也使集成在一起的。其难度非常高。只有瑞萨、NEC、TOMATO、LEADIS等少数厂家能全集成，尤以瑞萨在这方面实力强大，瑞萨也是全球最大的中小尺寸TFT-LCD驱动IC厂家。而台湾厂家都是将源极和闸极驱动分开来做。

　　OLED驱动IC也有特殊的技术门槛。OLED是电流驱动型显示设备。目前95%的OLED都是被动型OLED。各个像素点电气特性不一致，驱动IC是逐个点亮LED像素点的。要亮度平均一致，给每个像素点的电流大小都不相同，这是OLED最麻烦的地方，因此需要加电流参考亮度控制系统。同时被动型OLED是高耗电的设备，需要高效率电源，同时OLED也需要高压，因此DC/DC通常被集成在内部。这样一来EMI干扰就成了问题。

　　中小尺寸LCD驱动IC厂家都拥有技术背景或者靠收购来获得技术。LEADIS的创立者就是三星驱动IC部门的负责人，晶门前身就是摩托罗拉LCD部门，MANANCHIP则是收购了日本的ISRON公司才进入此领域的，NEC、瑞萨、夏普、三星、爱普生其他业者则是技术背景更明显。不过一旦突破技术门槛，企业将获得长足的发展。

晶门科技是个很好的例子，这家企业原本是摩托罗拉的LCD部门，后来被台湾索罗门买下来，再后来其驱动IC部门于1999年独立成为晶门科技。目前晶门成为除台湾外中国最大的IC设计公司，2005年销售额超过4亿美元，利润高达7600万美元。彩色STN-LCD驱动IC和OLED驱动IC市场占有率全球第一，尤其OLED，市场占有率超过60%。毛利率最低也维持在20%以上。

液晶电视(LCD TV)到2007年，全球出货量年复合增长率将达到68%，这段期间LCD TV控制芯片年复合增长率达58%，驱动芯片复合增长率高达71%。对于控制IC来说，我国台湾厂商联咏、晨星、瑞昱及凌阳被看好，而我国香港LCD驱动IC设计公司晶门科技更是在近年跃居我国IC设计公司新锐一族，成为我国IC设计公司中获利率最好的企业之一。

随着内地整机厂商和LCD面板产业的蓬勃发展，港台厂商凭借同属优势快速进军内地市场，苏州、上海、深圳等地成为港台厂商新据点。目前，台商中奇景在苏州、联咏在上海都已经设立办事机构和营销单位，针对我国台湾面板厂商在内地设立的LCM厂进行配套支持，同时也努力开发下游整机厂商进行配套合作。

我国内地市场发展平板显示产业出现“瘸腿”显现，在各地抓紧建设TFT-LCD面板生产线的时候，驱动IC作为其中重要一环严重落后，不仅参与的IC设计公司少之又少，制造、封装等方面也有欠缺。

LCD驱动IC不同于其他产品类别，在IC设计、生产制造以及下游封装等方面都有特殊要求，进入门槛较高。大部分IC设计公司是从小尺寸驱动芯片入手，整合为驱动、存储等多和一SoC的控制芯片。此类设计对于逻辑电路部分要求较高，而在高压、模拟等方面要求稍好一些，可以在0.18微米左右的高压生产工艺上生产，全球排名前五的晶圆代工厂都支持这样的生产工艺。

但是对于大尺寸TFT-LCD面板驱动IC而言，设计、制造的门槛被进一步拉高。宁波中纬积体电路市场处处长曾佳祥指出，小尺寸LCD驱动IC可以GATE和SOURCE驱动整合为一，而大尺寸面板的驱动IC则无法进行整合。通常一块15英寸左右的显示屏所需要的驱动芯片在10颗以上，以目前液晶显示器和笔记本电脑的出货量来看，需求数量非常可观。

驱动IC的生产对于晶圆代工厂也具有极高的挑战性。由于是高压工艺，故线宽一般在1微米～0.5微米左右，电压、温度、可靠性都非常关键，目前国内能够进行LCD驱动IC生产的晶圆代工厂屈指可数，中纬正是其中之一。

不仅前工序厂商稀少，后工序的封装业也存在问题。LCD驱动IC大多采用COG(Chip on glass)封装，在封测上有着特殊要求，在工艺、特性甚至形状上都与其他芯片产品有着巨大的差异。安捷伦半导体测试人士指出，LCD驱动芯片在性能上不同于其他逻辑芯片，测试设备无法通用，目前仅有几家测试设备公司从事这一系列产品开发，而在内地还没有此类产品的大范围测试厂。

我国内地目前仅有两家封装厂商能够提供LCD驱动芯片封装，其一为我国台湾原本就从事LCD驱动IC封装的奇邦在苏州投资的封装厂，另一家则是本土企业江阴长电。但长电在金凸块可以供应足够产能，而在其他工艺段则产能不足。

随着京东方、上广电、龙腾、天马等TFT-LCD面板厂的建立，对于LCD控制和驱动IC的需求数量激增，无论是面板厂商还是模组厂商，都迫切需要本土IC设计公司能够跟进，以便掌握产业发展的主动权。

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