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華為的又一個“上甘嶺”,為何選擇攻下 OLED 驅動晶片?

距離美國“斷供”華為晶片禁令正式生效已過去十個月,華為晶片又有新動作了。這次華為將目標“瞄準”了螢幕驅動晶片,迅速招兵買馬,準備“拿下”最近大熱 OLED 螢幕的驅動晶片。

近日多家媒體報道稱,華為海思自研的 OLED 驅動晶片已經試產完畢,該款 OLED 驅動晶片採用了 40nm 或 28nm 的製程工藝,預計今年年底即可正式向供應商完成量產交付,目前該晶片樣本已經送至京東方、華為、榮耀等廠商處進行測試。

據 Omdia 調研機構報道,2020 年韓國企業佔據九成全球智慧手機 OLED 晶片代工市場。國內 OLED 驅動晶片基本上全依靠進口,2019 年京東方採購螢幕驅動晶片金額超過 60 億元,其中國產晶片佔比不到 5%。

事實上,在 2019 年年底,華為海思首款 OLED 驅動晶片就已經成功流片。2020 年 8 月,相關人士爆料稱華為正組建顯示驅動晶片及部件產品領域團隊。

▲ 2020 年 8 月,數碼博主爆料華為組建螢幕驅動晶片團隊

相關人士透露,儘管華為海思自研 OLED 驅動晶片已經完成試產,但在如何實現大規模量產上仍是難題。這款 OLED 驅動晶片在獲取 40nm 或 28nm 工藝製造和封測產能以及高階晶片測試支援上面臨困難。

OLED 驅動晶片有什麼“魅力”成為華為新的攻克方向?又是什麼原因難倒了中國的國產 OLED 驅動晶片製造商?國內何時能擺脫對進口 OLED 驅動晶片的依賴?帶著這些疑問,我們通過觀察 OLED 驅動晶片行業動態,試圖找到答案。

01. 顯示螢幕的“中央大腦”OLED 驅動晶片身兼數職

要講清 OLED 驅動晶片為什麼重要,我們需要先來認識一下 OLED 螢幕。無論是手上 iPhone 12 還是家裡的小米電視,目前市場上大多數的旗艦智慧顯示裝置基本都搭載 OLED 螢幕。

據市調機構 UBI Research 報告顯示,2020 年 OLED 顯示屏的出貨量達到 5.78 億片,總收入達到 326.8 億美元。同時,在 2021 年上半年,全球手機廠商共推出 122 款 OLED 智慧手機。

▲ OLED 螢幕與 LCD 螢幕的差異(圖源:OLED-info)

與上一代 LCD 螢幕不同,OLED 螢幕主要通過控制電源的變化來影響顯示屏成像質量。而控制電源的關鍵零件就是附著在 OLED 螢幕上的 OLED 驅動晶片。

▲ OLED 驅動晶片示意圖(圖源:網路)

OLED 驅動晶片主要含有驅動和控制兩個功能。驅動功能主要是指 OLED 驅動晶片通過驅動電子的運動來決定 OLED 螢幕上哪些畫素點在什麼時候發光。當 OLED 螢幕解析度越高時,OLED 驅動晶片需要驅動的電子越多,形成的畫素點也就越多。控制功能是指 OLED 驅動晶片還會根據廠家的特定要求控制視訊、影象等資料的運輸。

簡而言之,OLED 驅動晶片將決定 OLED 螢幕的解析度、介面型別,同時它也將決定 OLED 螢幕能夠應用在哪些場景中。

OLED 驅動晶片的引數指標較多,主要可以劃分為顯示指標、驅動指標、以及整合功能指標三類。

其中,OLED 驅動晶片的顯示指標是指能夠直接 OLED 螢幕顯示效能的引數,如顯示快取(影象切換速度)、顯示色階(色彩亮度、色彩數量)等;OLED 驅動晶片的驅動指標主要是指控制 OLED 螢幕的電壓強度;整合功能指標是 OLED 驅動晶片對視訊影象資料傳輸和處理的相關要求。

由此可見,小小的一枚 OLED 驅動晶片成為整塊 OLED 螢幕的“中央大腦”,多方面影響整個螢幕的顯示效果。

02.“搶跑”近十年,三星、LG 成為全球 OLED 驅動晶片頭部玩家

在 OLED 驅動晶片技術上,韓國廠商已經比國內廠商“搶跑”近 10 年。

2012 年,三星宣佈研發 OLED 螢幕,隨後在 2013 年的國際消費電子產品展覽會與 LG 聯合釋出全球首臺商業化 OLED 電視。

OLED 螢幕以低能耗、高色彩以及更纖薄的特點吸引了當時業內的關注,隨後,三星、LG 和索尼均先後釋出已經量產或即將商業化的 OLED 電視,OLED 顯示技術也被業界公認為下一代革命性顯示技術。

▲ 全球首臺商業化 OLED 電視

由於國外廠商在 OLED 驅動晶片的技術上、專利上起步較早,其申請的大量專利和技術壟斷也在一定程度上阻礙了國產 OLED 驅動晶片的研發程序。

目前,OLED 驅動晶片仍是由韓國三星、LG 等公司掌握主要核心技術。隨著國內外企業不斷深入合作,國內廠商在 OLED 驅動晶片技術上也逐步成熟,如中穎電子、吉迪思等公司都已經開始量產 OLED 驅動晶片,但目前國內自主研發的 OLED 驅動晶片主要還是應用於一些中低端的產品。

03. 製造技術達標也被“卡脖子”?利潤和信任或成關鍵因素

據悉,華為海思的 OLED 驅動晶片將採用 40nm 或 28nm 製程工藝。

這是個“微妙”的製程工藝技術範圍。由於華為還籠罩在美國晶片禁令的陰霾之下,即將量產的這款 OLED 晶片,估計用的是完全國產化的產線,以避開美國技術和裝置的限制。這是國內晶片代工企業有能力做到的。

這或成為華為率先選擇攻克 OLED 驅動晶片的原因之一。

中芯國際是目前國內最有實力的晶片代工廠,昨日華為釋出了新機 nova 8 SE 活力版,該款手機搭載的麒麟 710A 晶片正是通過中芯國際 14nm 製程工藝完成。

▲ 全球主要 OLED 驅動晶片供應商(圖源芯智訊)

中芯國際 CEO 梁孟鬆曾表示,中芯國際的“28nm、14nm、12nm 及 N+1 等技術均已進入規模量產,7nm 技術的開發也已經完成,明年四月就可以馬上進入風險量產”。這意味著國內的晶片代工產業可以為國產 OLED 驅動晶片代工。

但這並不意味著國內廠商研發的 OLED 驅動晶片可以實現大規模生產。

事實上,由於不同的產品需要不同規模的 OLED 螢幕,因此每個 OLED 驅動晶片都需要定製,晶片代工廠無法大規模量產,獲得利潤也較低,因此很多代工廠都不願意接受訂單。

除此之外,據行業人士透露,目前國產的 OLED 驅動晶片並非沒有,像英唐智控、奕斯偉等一些公司早在 2016 年就研發出國產 OLED 驅動晶片。但由於國內 OLED 驅動晶片在設計上還不夠成熟,廠商不敢用在高階產品中。

不僅如此,據最新訊息報道,華為海思自研的 OLED 驅動晶片在獲取 40nm 工藝封測產能以及高階晶片測試支援上面臨困難。

04. 收購第二大晶片代工廠能否解決中國 OLED 驅動晶片困境

目前,韓國三星不但是 OLED 驅動晶片在設計領域的頭部玩家,而且在代工上也佔據一半的全球 OLED 驅動晶片代工市場的份額,韓國半島體美格納半導體(MagnaChip)也佔據了近四成全球 OLED 驅動晶片代工市場的份額。

▲ 美格納半導體官網

美格納半導體作為 OLED 顯示驅動晶片的獨立供應商,一直受益於與全球前兩大 OLED 顯示器製造商三星和蘋果的長期合作關係。在過去的 10 年中,美格納半導體已經出貨了超過 4 億顆 OLED 驅動晶片,並申請完成了與 OLED 顯示驅動器設計和製造相關的專利佈局。

此前,美格納半導體公佈了 2020 年第四季度的財務業績,收入為 1.429 億美元,2020 年全年收入為 5.071 億美元。該公司表示,其季度收入達到創紀錄的 8040 萬美元,同比增長 19%。2020 年,美格納半導體在 OLED 驅動晶片上的業務收入高達 2.846 億美元。

今年 3 月,美格納半導體釋出公告稱同意被中國私募股權投資公司智路資本以每股 29 美元的價格收購,約合 14 億美元。

美格納半導體執行長 YJ Kim 表示:“這項交易符合我們股東、客戶和員工等所有利益相關者實現最大利益化,這將是一個加速我們 3.0 增長戰略的絕佳機會。智路資本擁有深厚的專業知識,是我們理想的合作伙伴,我們期待與他們合作,共同規劃公司下階段發展計劃。”

美格納半導體還表示,智路資本將與美格納的管理團隊合作,將公司轉變為半導體行業真正的領導者。並通過智路資本投資賦能和全球網路,幫助美格納在國際上發展。

但該起收購案隨後受到韓國和美國阻撓,韓國政府甚至“連夜”將顯示驅動技術加入《國家核心技術修訂(草案)》。美國國家安全審查機構也隨後介入,認為該起收購案將威脅美國的技術地位,目前該項收購案還未靴子落地。如果智路資本收購美格納半導體公司成功,國內 OLED 驅動晶片發展可能將加速。

05. 結語:國產 OLED 驅動晶片或提速

OLED 驅動晶片作為 OLED 螢幕重要的零件,能夠影響 OLED 螢幕顯示,色彩亮度以及影象資料傳輸等功能。

由於國外廠商如三星、LG 在 OLED 螢幕研發上比國內廠商搶跑近 10 年左右,在技術和晶片效能上,國內 OLED 驅動晶片與國外廠商具有較大差距。

據悉,目前國內 OLED 驅動晶片的技術難關主要聚焦在製造和封測環節上。儘管國內晶片代工廠如中芯國際早已能到達 OLED 驅動晶片所需的 40nm 製程工藝,但由於技術成熟度、難以大規模量產等原因,仍難以實現突破性進展。

隨著人們對全球 OLED 螢幕市場關注升溫,國內廠商也在 OLED 驅動晶片上開始有所嘗試。華為的入局,也許會加速國內廠商對 OLED 驅動晶片的研發程序。