揭秘显示驱动IC芯片，一年84亿颗需求，华为入局破解国产芯尴

　　显示驱动IC是显示屏成像系统的主要部分。主要是负责驱动显示器和控制驱动电流的功能。近年来国内面板产业链日益成熟，而驱动IC作为面板产业链最关键的环节，国内配套依然处于起步的阶段，无论是LCD的TDDI还是OLED驱动IC国内企业占比依然较低。
　　《显示驱动芯面板国产化最后1公里》
　　作者：孙远峰等01。需求暴增，显示IC也闹芯片荒
　　2020年，全球显示驱动芯片需求量达80。7亿颗（包含TDDIDDIC）。
　　2020年受新冠肺炎疫情（COVID19）影响，显示驱动芯片需求量实现同比两位数增长达80。7亿颗，其中大尺寸显示驱动芯片占总需求70，而液晶电视面板所用驱动芯片占比大尺寸总需求的40以上；中小型显示驱动芯片占总需求30，智能手机占比最高，LCDTDDI和OLEDDDIC合计占比约20；2021年，终端应用增长依然强劲，同时由于电视面板的高分辨率趋势确立，2021年显示驱动芯片总需求将增长至84亿颗。
　　20182021E驱动芯片应用占比（）
　　在去年开始的芯片荒浪潮下，显示驱动IC也不可避免地受到了波及，根据TrendForce数据，目前已经有部分显示IC涨价30。驱动IC缺货，面板行业更是首当其冲，自去年1月到今年3月，电视50吋LCD面板涨价一倍，彭博分析师MatthewKanterman预估，液晶屏幕价格将保持上涨至今年第三季度，目前显示驱动IC非常短缺。
　　20192024E全球DDIC出货量（亿颗）
　　2020Q4年全球DDIC供应商份额（）
　　2021年价格上涨为全球DDIC（TDDIDDI）市场规模上升的主要推动力。根据CINNOResearch相关数据，2021年全球DDIC（包含TDDIDDI）市场规模为138亿美元，相比2020年增长55，其中：
　　在全球晶圆8寸产能增量有限情况下，尤其是90150nm成熟制程节点产能短缺较为明显，供不应求情况下DDIC价格有明显上涨（价格带动DDIC营收规模增长53，出货量带动DDIC营收规模增长2）；
　　2018年2023年全球DDIC市场规模（亿美元）
　　预计2021年Q2DDIC价格环比上涨（单位：美元）
　　在制程方面，显示驱动IC制程范围较广，涵盖28nm150nm工艺段，其中NB等IT和TV工艺节点为110150nm；LCD手机和平板电脑的集成类TDDI制程段在55nm90nm；AMOLED驱动IC的制程段较为先进为28nm40nm；依据DISCIEN相关统计，每个月显示驱动IC消耗晶圆约250270K，约占全球Foundry产能的6。
　　显示驱动IC芯片的产品制程种类
　　全球主要显示驱动芯片代工厂包括中国台湾地区台积电、联电、世界先进和力积电，韩国东部高科等，中国本土包括中芯国际、晶合集成等。
　　技术上，屏幕显示驱动芯片封装技术主要有COG、COF和COP。三者主要的应用是实现手机或电视系统对其屏幕（LCD，OLED）的驱动控制，以及与其它系统例如主板FPCB、部件等的信号链接。在全面屏趋势以前，基本上所有的手机都采用的是COG封装工艺，这种封装良品率高、成本低且易于大批量生产的直接优势。
　　在屏幕四边宽度上：COGCOFCOP，在屏幕成本上：COPCOFCOG。COF和COP的柔韧特性能使屏幕的侧面区域（边框）设计变的更窄。但是只有使用OLED屏幕配合上COP封装才能够实现真正的四面无边框。
　　在COP里，DDIC直接固定在COP的柔性塑料基板上从而形成一个整体，这样一来COP的塑料柔性基板便可不受物理限制的在手机或电视边缘区域形成弯曲，从而进一步缩小边框达到近乎无边框的效果。02。LCD驱动IC，TDDI是主流
　　电容屏驱动IC是电容屏工作处理的主体，是采集触摸动作信息和反馈信息的载体，IC采用电容屏工作的原理采集触摸信息并通过内部MPU对信息进行分析处理从而反馈终端所需资料进行触摸控制。
　　显示驱动芯片是面板的主要控制元件之一，主要功能为通过对屏幕亮度和色彩的控制实现图像在屏幕上的呈现。目前，LCD屏幕的驱动IC主要使用的是触控与显示驱动器集成（TouchandDisplayDriverIntegration，简称TDDI）技术。
　　TDDI芯片将显示驱动芯片和触控面板芯片集合到一颗芯片当中，可以有效提高触控显示装置的集成度，使移动电子设备更轻薄、成本更低、显示效果更好。
　　TDDI技术
　　TDDI通过接收主板发送的信息，并将信息进行模拟数字处理和算法处理形成指令，再通过控制输出电压调整液晶分子的偏转角度，从而达到控制屏幕显示效果的目的。原有的系统架构因为显示与触控芯片是分离的，这可能会导致一些显示噪声的存在，而TDDI由于实现了统一的控制在噪声的管理方面会有更好的效果。
　　TDDI优势：
　　1、一流性能。显示触控一体化的系统架构减少了显示噪声，提供了一流的电容式触控性能，提升整体感应的灵敏度；
　　2、外型更薄。有效提升屏占比满足手机薄型化窄边框的设计需求；
　　3、降低成本。相较于传统的触控方案，TDDI模组工艺流程简单。同时，集成化的TDDI可集成ForceTouch、3D、指纹识别等功能；
　　4、简化供应链。简少了传统外挂式触控方案模组的组件数量及工艺步骤，使得良率提升，同时伴随着TDDI资源的不断丰富降低了系统总体成本。
　　TDDI劣势
　　1、较使用TDDI带来的系统总成本的降低，目前TDDI本身的成本远大于单一触控芯片加驱动芯片的成本总和；
　　2、需要更高的电压，增加功耗，在IC的制作流程上需要更多的mask及工艺程序；
　　3、随着市场终端对超窄边框需求日益明确，由于TDDIchipsize变大而导致难以实现。
　　目前各大TDDI厂商均在与Panel厂商合作开发全interlace架构TDDI，这也为未来TDDI技术主要走向之一。早期TDDI的架构为显示驱动部分与触控部分分开，驱动显示电路走线居中，触控部分分布两侧。这样做带来的问题是芯片chipsize变大，与PanelBonding时走线过多且复杂，从而增加了TDDI的物理成本。
　　随着手机终端超窄边框及低成本的不断诉求，IC厂商不断优化电路结构设计，将驱动显示电路与触控电路交错分布（interlace），从局部interlace到全interlace。此项革新解决了chipsize过大的问题，极大的缩小了芯片大小，降低物理成本。由于电路走线设计的简化也使得Panel设计优化，层数减少从而带来整体成本的降低。
　　驱动芯片工作电路结构设计示意图
　　近年来TDDI芯片，即显示驱动芯片和触控芯片整合的触控技术处于不断发展的阶段；京东方公司在2019年6月14日提出了一项发明专利，用于解决现有的TDDI芯片在轻负载模式下触控时间段内出现空闲的问题。
　　Omdia预计2020年LCD触控和显示集成驱动芯片（TDDI）的出货量将达到8。73亿颗。其中，智能手机：用于智能手机显示屏的TDDI出货量将达到7。81亿颗。平板电脑：平板电脑TDDI快速渗透，2020年预计将达到8400万颗。车载：汽车领域TDDI市场也逐渐成熟，预计今年的出货量将达到500万颗。
　　2020年LCDTDDI各领域出货量占比
　　2020年LCDTDDI各领域出货量占比
　　目前全球TDDI厂家主要有中国台湾地区的联咏、敦泰、奇景、谱瑞等，韩国三星、SiliconWorks等原驱动IC厂商也加码TDDI市场，中国大陆推出TDDI芯片产品的厂商主要为韦尔股份、集创北方、晶门科技、格科微。03。OLED驱动IC，华为入局
　　OLED的驱动IC目前为DDIC（DisplayDriverIntegratedCircuit，简称DDIC），主要功能：控制OLED显示面板，配合OLED显示屏实现轻薄、弹性和可折叠，并提供广色域和高保真的显示信号。同时，OLED要求实现比LCD更低的功耗，以实现更高续航。
　　目前高端旗舰手机搭载Oncell技术的AMOLED面板，由于AMOLED面板结构与驱动方式和LCD完全不同，Oncell模式下触控显示同时工作会产生干扰，TDDI在AMOLED依然处于起步阶段。
　　智能手机OLEDDDIC
　　2020年全DDIC市场规模为19。37亿美元，20202023年CAGR12。7，2023年市场规模增长至27。71亿美元。其中5G智能手机换机周期，OLED加速渗透，手机为DDIC主要应用领域，预计到2023年手机DDIC市场规模为23。87亿美元；
　　高端TV采用OLED屏幕后带动DDIC市场增长，预计到2023年OLEDTVDDIC市场规模为1。3亿美元。
　　依据TrendForce集邦咨询研究，2021年预计AMOLED手机机型比重大幅度提升至39；aSiIGZOLCD机型需求依然强劲，预计全年比重仅微幅下滑至28；LTPSLCD机型比重则持续受到压缩，预计比重将减少至33，但其中LTPSHDLCD机型的规模有望逐渐增加。
　　2019年智能手机显示屏分类（）
　　2020年智能手机显示屏分类（）
　　2021年智能手机显示屏分类（）
　　AMOLED驱动IC领域，韩国公司处于领先地位，具备技术优势。其中SamsungLSI2020年市占率超过50，三星显示（SamsungDisplay）的专属供应商，美格纳次之占比达24；SiliconWorks历史上依赖于单一客户LGD，未来争取客户多元化；中国台湾地区的Novatek（联咏）和瑞鼎科技（Raydium）是2020年中国面板厂AMOLED驱动芯片主要的供应商，市场份额分别为7和6。
　　AMOLED智能手机显示驱动芯片2019年市场份额
　　目前OLED驱动IC还是以韩国和中国台湾的公司为主，国内企业占比较低，不足1；依据集微网，半导体投资联盟信息，华为海思自研的首款OLED驱动芯片已于2020年完成流片，预计采用40nm工艺，于2022年上半年量产；产能方面，由于OLED驱动芯片主要采用40nm28nm，韩国三星和Magnachip最先进的制程到28nm，整体代工产能偏紧的情况下，OLED驱动IC产能也受到限制。
　　根据Bloomberg信息，2020年三星代工业务的60来自于旗下S。LSI部门（自有销售，包括5GSoC，高像素CIS，DDI等）；剩余的40高通占比约20，NVIDIA，IBM，Intel等占比剩余的20。
　　依据三星电子公司公告，2021年公司代工业务将会注重先进制程，拓展下游应用包括HPC汽车等，而S。LSI则继续聚焦于5GSoC，高分辨率CIS和DDI；
　　另外的OLED驱动IC玩家主要有Magnachip和SiliconWorks。Magnachip是全球最大的独立OLED显示驱动供应商28nmOLED驱动芯片领先者，具备超低功耗和最小尺寸；具备量产能力，截止到2020年Q4，公司累计出货6。81亿颗。
　　SiliconWorks销售主要依赖于单个客户LGD，2019年开始逐渐引入中国部分面板制造商，2020年公司OLED相关产品LGD占比91；公司主要的产品包括TV电脑汽车等OLEDLCD驱动芯片以及智能手机OLED驱动IC，从制程的角度看，小型OLEDDDI（12寸，28nm）；低端小型LCDTDDI（8寸，65nm）；大型DDIC（8寸，120130nm）。
　　智东西认为，在面板领域，中国公司已经占据了LCD市场半壁江山，OLED面板也在快速追赶三星、LG等公司。不过在驱动IC上，国内占有率不足1。好在面对这样的情况，国内有多家驱动IC企业已经加强了自研。而且，显示驱动IC的主流工艺最高的也不过28nm工艺，这些工艺国内代工厂都已经量产，着国内企业加速新产品的研发，突破高端产品，国内显示IC会逐步实现进口替代。