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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。
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。
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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 |
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夏普 |
夏普 |
同一集团 |
夏普 |
同一集团 |
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三星 |
三星 |
同一集团 |
三星 |
同一集团 |
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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。 |
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敦茂 |
茂矽 |
投资控股公司 |
夏普 |
该公司大股东 |
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华邦 |
华邦 |
同一集团 |
彩晶 |
同一集团 |
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NEC |
NEC |
同一集团 |
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冲电气 |
冲电气 |
同一集团 |
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奇景 |
台积电 |
无 |
奇美 |
同一集团 |
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联咏 |
联电 |
联电投资控股公司 |
友达 |
联电关联公司 |
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
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源极驱动 |
闸极驱动 |
RAM |
电源供应 |
显示时钟发生 |
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电压(伏) |
6 |
20-40 |
1.5 |
1.5-5 |
1.8 |
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工艺 |
BICMOS |
HV CMOS |
CMOS |
BICMOS |
CMOS |
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。
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