折疊屏手機助推,AMOLED驅動芯片市場提速

來源:電子信息產業網 中國電子報

顯示驅動IC主要負責驅動電流或電壓,控制屏幕畫面,是顯示面板成像系統的重要組成部分。近年來,在智能手機AMOLED面板比例不斷提升的影響下,特別是去年底折疊屏手機的熱賣,使得2022年AMOLED智能手機市場進一步增長,占比將超過40%。在此背景下,AMOLED驅動IC行業也有望迎來高速增長。

 

AMOLED IC出貨快速提升,復合增長率達13.24% 

2021年雖然受到新冠肺炎疫情與半導體缺芯的影響,全球智能手機依然保持了13.3億部的出貨量,比2020年的12.5億部,有近8000萬部的增長。這也帶動了不同類型顯示技術的發展。根據集邦咨詢數據,2021年a-Si /IGZO LCD機型需求依然強勁,全年比重僅微幅下滑至28%;LTPS LCD機型比例則受到一定壓縮,預計占比將減少至33%。但兩者相加仍然達到61%。與增長承壓的LCD不同,AMOLED手機機型比例則大幅提升,預計2021年市場比例將達到39%。

更加值得關注的是,去年底以來涌現出一輪折疊屏手機熱潮,必將進一步推升AMOLED機型的市占率。Counterpoint數據顯示,2020年至2022年全球折疊屏手機出貨量分別為280萬部、560萬部和1720萬部,預計2025年折疊屏手機的發貨量有望超過5600萬部,2020-2025年間CAGR達到82.06%。

驅動芯片與顯示面板高度相關,按類型分大致可以分為LCD驅動芯片、TDDI觸控顯示整合驅動芯片和OLED驅動芯片。隨著智能手機向AMOLED轉移,TDDI觸控整合驅動芯片在智能手機等小尺寸市場份額逐步受到壓縮,開始向平板電腦、筆記本電腦等中尺寸市場發展。AMOLED面板的發展則將有效帶動AMOLED驅動芯片市占率的提升。根據Frost&Sullivan統計,得益于AMOLED屏幕的高速增長,AMOLED驅動芯片出貨量快速增長,預計到2025年將增至24.50億顆,未來五年復合增長率達13.24%。CINNO Research則預計,我國市場AMOLED驅動芯片的市場規模將從2021年的9億美元增長至2025年的33億美元,年均復合增長率CAGR高達38%。

事實上,目前AMOLED及驅動芯片的發展主要是受到產能不足的限制。在2021年的缺芯潮中,顯示驅動IC是缺貨的重點,第二季度供需缺口一度高達50%,2022年短缺風險仍然存在。群智咨詢就分析認為,汽車等產業加速向數字化和物聯網發展,后疫情時代居家需求激增,都進一步放大驅動IC短缺風險。由于AMOLED面板在智能手機、電視及筆記本電腦均保持旺盛需求增長,2021-2022年全球AMOLED驅動IC供需仍將估持偏緊趨勢。晟合微電總經理施偉也表示:“AMOLED實際上全球產能仍然有限。如果沒有一個好的資源或好的戰略配合,供應仍然會存在緊張問題?!?/p>

LCD轉向AMOLED,本土芯片廠商獲機會 

市場需求的增加或為我國本土AMOLED驅動IC行業提供了一個有利的發展契機。對此,北京集創北方科技股份有限公司OLED事業部總經理劉宏輝表示,AMOLED驅動IC與LCD 在作用原理上有相似之處,都是通過MIPI/SPI等接口接收主控芯片發送的數據指令,并將數據進行處理,轉換為屏幕可接收的電信號,按照一定的順序及邏輯關系送入到AMOLED顯示屏中,從而顯示出炫彩的需求畫面。但是,從驅動方式上來講AMOLED驅動芯片為電流驅動,而LCD驅動芯片為電壓驅動,AMOLED像素電路更復雜,IC控制信號也更加繁多、復雜。以光學顯示為例,由于AMOLED是沒有單獨背光源的,為實現準確的AMOLED顯示畫面并提高畫面質量,AMOLED驅動芯片需要進行多種數據處理及補償。這對信號精度,算法的復雜度和算法的補償能力都提出了更高的要求。

當前折疊屏大熱,AMOLED的柔性顯示性能優勢突顯,對驅動IC也必將提出更高的要求?!罢郫B屏的折疊和展開不同狀態的顯示切換,需要AMOLED驅動IC有對應的驅動方式及算法來支持,比如應采用兩顆芯片級聯的cascade 算法來對折疊屏幕進行支持?;诖?,對AMOLED驅動芯片集成度要求也就更高,設計難度及工藝難度也隨之加大,需要更高的工藝制程,更優的IC驅動能力及功耗水平?!?劉宏輝指出。

而技術的變革則給相關產業提供了洗牌的機會,也是我國本土芯片廠商切入供應鏈的一個有利時機。日前,榮耀發布折疊屏手機Magic V,其7.9英寸柔性AMOLED顯示內屏及外屏均由京東方獨供,并且采用了國內首顆28nm驅動IC。為本土AMOLED驅動IC提供的有利市場環境。但施偉也強調,本土企業不能僅在形式上替代,要真正做到技術上的超越。既然出現了窗口期,給了進入的機會,更多的是應該在技術上面做得更好,這是個長期的過程。

從全球AMOLED驅動IC市場占比來看,韓國公司處于領先地位,2020年三星以50.4%稱冠,之后依序為Magnachip、Silicon Works、Anapass,市占率分別為 33.2%、2.7%、2.4%。

集成度提高,主流工藝轉向28nm 

AMOLED驅動IC的發展在晶圓制造、封裝測試等方面也提出更高的要求。這對本土芯片企業來說既是機遇也是挑戰。

根據劉宏輝的介紹,當前AMOLED面板行業朝著大尺寸、高畫質、低功耗等方向發展,對驅動IC必然提出更高要求。相應的,芯片企業也開發出面向大尺寸的High Pin Count技術,面向折疊屏的cascade技術,面向144Hz甚至更高刷新率的驅動能力等。如果從產品設計角度來看,AMOLED驅動IC的集成度將變得越來越高、芯片尺寸越來越小、功耗越來越低。對IC的工藝制程與封裝測試提出的要求也更高。

一般而言,顯示驅動IC適用的工藝范圍較廣,涵蓋28nm~150nm工藝段。其中,筆記本電腦和電視用驅動芯片的工藝節點為110~150nm;LCD屏幕手機和平板電腦等集成類TDDI的工藝段集中在55nm~90nm;AMOLED驅動IC的工藝段是較為先進的40nm。由于12英寸晶圓廠將在今后幾年開出更多28/22nm產能,為了減小芯片尺寸和功耗,獲得更多晶圓產能,業內人士認為,AMOLED驅動IC設計企業將從40nm轉向28/22nm生產。這很可能將成為一種發展趨勢。

此外,隨著顯示驅動芯片的體積進一步縮小,集成度進一步提高,對封裝技術的要求也在不斷提高。凸塊制造工藝結合玻璃覆晶封裝(COG)或薄膜覆晶封裝(COF)憑借其多I/O、高密度等特點,成為顯示驅動芯片封裝技術的主流。

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