顯示驅動 IC 是顯示屏成像系統的主要部分。主要是負責驅動顯示器和控制驅動電流的功能。近年來國內面板產業鏈日益成熟，而驅動 IC 作為面板產業鏈最關鍵的環節，國內配套依然處於起步的階段，無論是 LCD 的 TDDI 還是 OLED 驅動 IC 國內企業佔比依然較低。

《顯示驅動芯 — 面板國產化最後 1 公里》

作者：孫遠峰等

01. 需求暴增，顯示 IC 也鬧“晶片荒”

2020 年，全球顯示驅動晶片需求量達 80.7 億顆（包含 TDDI+DDIC）。

2020 年受新冠肺炎疫情（COVID-19）影響，顯示驅動晶片需求量實現同比兩位數增長達 80.7 億顆，其中大尺寸顯示驅動晶片佔總需求 70%，而液晶電視面板所用驅動晶片佔比大尺寸總需求的 40% 以上；中小型顯示驅動晶片佔總需求 30%，智慧手機佔比最高，LCD TDDI 和 OLED DDIC 合計佔比約 20%；2021 年，終端應用增長依然強勁，同時由於電視面板的高解析度趨勢確立，2021 年顯示驅動晶片總需求將增長至 84 億顆。

▲ 2018~2021E 驅動晶片應用佔比（%）

在去年開始的“晶片荒”浪潮下，顯示驅動 IC 也不可避免地受到了波及，根據 TrendForce 資料，目前已經有部分顯示 IC 漲價 30%。驅動 IC 缺貨，面板行業更是首當其衝，自去年 1 月到今年 3 月，電視 50 吋 LCD 面板漲價一倍，彭博分析師 Matthew Kanterman 預估 ，液晶螢幕價格將保持上漲至今年第三季度，目前顯示驅動 IC 非常短缺。

▲ 2019~2024E 全球 DDIC 出貨量（億顆）

▲ 2020Q4 年全球 DDIC 供應商份額（%）

2021 年價格上漲為全球 DDIC（TDDI+DDI）市場規模上升的主要推動力。根據 CINNO Research 相關資料，2021 年全球 DDIC（包含 TDDI+DDI）市場規模為 138 億美元，相比 2020 年增長 55%，其中：

在全球晶圓 8 寸產能增量有限情況下，尤其是 90~150nm 成熟製程節點產能短缺較為明顯，供不應求情況下 DDIC 價格有明顯上漲 (價格帶動 DDIC 營收規模增長~53%，出貨量帶動 DDIC 營收規模增長~2%）；

▲ 2018 年~2023 年全球 DDIC 市場規模（億美元）

▲ 預計 2021 年 Q2 DDIC 價格環比上漲（單位：美元）

在製程方面，顯示驅動 IC 製程範圍較廣，涵蓋 28nm~150nm 工藝段，其中 NB 等 IT 和 TV 工藝節點為 110~150nm；LCD 手機和平板電腦的整合類 TDDI 製程段在 55nm~90nm；AMOLED 驅動 IC 的製程段較為先進為 28nm~40nm；依據 DISCIEN 相關統計，每個月顯示驅動 IC 消耗晶圓約 250~270K，約佔全球 Foundry 產能的 6%。

▲ 顯示驅動 IC 晶片的產品製程種類

全球主要顯示驅動晶片代工廠包括中國臺灣地區臺積電、聯電、世界先進和力積電，韓國東部高科等，中國本土包括中芯國際、晶合整合等。

技術上，螢幕顯示驅動晶片封裝技術主要有 COG、COF 和 COP。三者主要的應用是實現手機或電視系統對其螢幕（LCD，OLED）的驅動控制，以及與其它系統例如主機板 FPCB、部件等的訊號連結。在全面屏趨勢以前，基本上所有的手機都採用的是 COG 封裝工藝，這種封裝良品率高、成本低且易於大批量生產的直接優勢。

在螢幕四邊寬度上：COG＞COF＞COP，在螢幕成本上：COP＞COF＞COG。COF 和 COP 的柔韌特效能使螢幕的側面區域（邊框）設計變的更窄。但是隻有使用 OLED 螢幕配合上 COP 封裝才能夠實現真正的四面無邊框。

在 COP 裡，DDIC 直接固定在 COP 的柔性塑料基板上從而形成一個整體，這樣一來 COP 的塑料柔性基板便可不受物理限制的在手機或電視邊緣區域形成彎曲，從而進一步縮小邊框達到近乎無邊框的效果。

02. LCD 驅動 IC，TDDI 是主流

電容屏驅動 IC 是電容屏工作處理的主體，是採集觸控動作資訊和反饋資訊的載體，IC 採用電容屏工作的原理採集觸控資訊並通過內部 MPU 對資訊進行分析處理從而反饋終端所需資料進行觸控控制。

顯示驅動晶片是面板的主要控制元件之一，主要功能為通過對螢幕亮度和色彩的控制實現影象在螢幕上的呈現。目前，LCD 螢幕的驅動 IC 主要使用的是觸控與顯示驅動器整合（Touch and Display Driver Integration，簡稱 TDDI ）技術。

TDDI 晶片將顯示驅動晶片和觸控面板晶片集合到一顆晶片當中，可以有效提高觸控顯示裝置的整合度，使移動電子裝置更輕薄、成本更低、顯示效果更好。

▲ TDDI 技術

TDDI 通過接收主機板傳送的資訊，並將資訊進行模擬數字處理和演算法處理形成指令，再通過控制輸出電壓調整液晶分子的偏轉角度，從而達到控制螢幕顯示效果的目的。原有的系統架構因為顯示與觸控晶片是分離的，這可能會導致一些顯示噪聲的存在，而 TDDI 由於實現了統一的控制在噪聲的管理方面會有更好的效果。

TDDI 優勢：

1、 一流效能。顯示觸控一體化的系統架構減少了顯示噪聲，提供了一流的電容式觸控效能，提升整體感應的靈敏度；

2、 外型更薄。有效提升屏佔比滿足手機薄型化窄邊框的設計需求；

3、 降低成本。相較於傳統的觸控方案，TDDI 模組工藝流程簡單。同時，整合化的 TDDI 可整合 Force Touch、3D、指紋識別等功能；

4、簡化供應鏈。簡少了傳統外掛式觸控方案模組的元件數量及工藝步驟，使得良率提升，同時伴隨著 TDDI 資源的不斷豐富降低了系統總體成本。

TDDI 劣勢

1、較使用 TDDI 帶來的系統總成本的降低，目前 TDDI 本身的成本遠大於單一觸控晶片加驅動晶片的成本總和；

2、需要更高的電壓，增加功耗, 在 IC 的製作流程上需要更多的 mask 及工藝程式；

3、隨著市場終端對超窄邊框需求日益明確，由於 TDDI chipsize 變大而導致難以實現。

目前各大 TDDI 廠商均在與 Panel 廠商合作開發全 interlace 架構 TDDI，這也為未來 TDDI 技術主要走向之一。早期 TDDI 的架構為顯示驅動部分與觸控部分分開，驅動顯示電路走線居中，觸控部分分佈兩側。這樣做帶來的問題是晶片 chip size 變大，與 PanelBonding 時走線過多且複雜，從而增加了 TDDI 的物理成本。

隨著手機終端超窄邊框及低成本的不斷訴求，IC 廠商不斷優化電路結構設計，將驅動顯示電路與觸控電路交錯分佈（interlace），從區域性 interlace 到全 interlace。此項革新解決了 chip size 過大的問題，極大的縮小了晶片大小，降低物理成本。由於電路走線設計的簡化也使得 Panel 設計優化，層數減少從而帶來整體成本的降低。

▲ 驅動晶片工作電路結構設計示意圖

近年來 TDDI 晶片，即顯示驅動晶片和觸控晶片整合的觸控技術處於不斷髮展的階段；京東方公司在 2019 年 6 月 14 日提出了一項發明專利，用於解決現有的 TDDI 晶片在輕負載模式下觸控時間段內出現空閒的問題。

Omdia 預計 2020 年 LCD 觸控和顯示整合驅動晶片（TDDI）的出貨量將達到 8.73 億顆。其中，智慧手機：用於智慧手機顯示屏的 TDDI 出貨量將達到 7.81 億顆。平板電腦：平板電腦 TDDI 快速滲透，2020 年預計將達到 8400 萬顆。車載：汽車領域 TDDI 市場也逐漸成熟，預計今年的出貨量將達到 500 萬顆。

▲ 2020 年 LCD TDDI 各領域出貨量佔比

▲ 2020 年 LCD TDDI 各領域出貨量佔比

目前全球 TDDI 廠家主要有中國臺灣地區的聯詠、敦泰、奇景、譜瑞等，韓國三星、SiliconWorks 等原驅動 IC 廠商也加碼 TDDI 市場，中國大陸推出 TDDI 晶片產品的廠商主要為韋爾股份、集創北方、晶門科技、格科微。

03. OLED 驅動 IC，華為入局

OLED 的驅動 IC 目前為 DDIC （Display Driver Integrated Circuit，簡稱 DDIC），主要功能：控制 OLED 顯示面板，配合 OLED 顯示屏實現輕薄、彈性和可摺疊，並提供廣色域和高保真的顯示訊號。同時，OLED 要求實現比 LCD 更低的功耗，以實現更高續航。

目前高階旗艦手機搭載 On-cell 技術的 AMOLED 面板，由於 AMOLED 面板結構與驅動方式和 LCD 完全不同，On-cell 模式下觸控顯示同時工作會產生干擾，TDDI 在 AMOLED 依然處於起步階段。

▲ 智慧手機 OLED DDIC

2020 年全 DDIC 市場規模為 19.37 億美元 ，2020~2023 年 CAGR 12.7%，2023 年市場規模增長至 27.71 億美元。其中 5G 智慧手機換機週期，OLED 加速滲透，手機為 DDIC 主要應用領域，預計到 2023 年手機 DDIC 市場規模為 23.87 億美元；

高階 TV 採用 OLED 屏幕後帶動 DDIC 市場增長，預計到 2023 年 OLED TV DDIC 市場規模為 1.3 億美元。

依據 TrendForce 集邦諮詢研究，2021 年預計 AMOLED 手機機型比重大幅度提升至 39%；a-Si /IGZO LCD 機型需求依然強勁，預計全年比重僅微幅下滑至 28%；LTPS LCD 機型比重則持續受到壓縮，預計比重將減少至 33%，但其中 LTPS HDLCD 機型的規模有望逐漸增加。

▲ 2019 年智慧手機顯示屏分類（%）

▲ 2020 年智慧手機顯示屏分類（%）

▲ 2021 年智慧手機顯示屏分類（%）

AMOLED 驅動 IC 領域，韓國公司處於領先地位，具備技術優勢。其中 Samsung LSI 2020 年市佔率超過 50% ，三星顯示（Samsung Display）的專屬供應商，美格納次之佔比達 24%；Silicon Works 歷史上依賴於單一客戶 LGD，未來爭取客戶多元化；中國臺灣地區的 Novatek（聯詠）和瑞鼎科技（Raydium）是 2020 年中國面板廠 AMOLED 驅動晶片主要的供應商，市場份額分別為 7% 和 6%。

▲ AMOLED 智慧手機顯示驅動晶片 2019 年市場份額

目前 OLED 驅動 IC 還是以韓國和中國臺灣的公司為主，國內企業佔比較低，不足 1%；依據集微網，半導體投資聯盟資訊，華為海思自研的首款 OLED 驅動晶片已於 2020 年完成流片，預計採用 40nm 工藝，於 2022 年上半年量產；產能方面，由於 OLED 驅動晶片主要採用 40nm/28nm，韓國三星和 Magnachip 最先進的製程到 28nm，整體代工產能偏緊的情況下，OLED 驅動 IC 產能也受到限制。

根據 Bloomberg 資訊，2020 年三星代工業務的 60% 來自於旗下 S.LSI 部門（自有銷售，包括 5GSoC, 高畫素 CIS，DDI 等）；剩餘的 40% 高通佔比約 20%，NVIDIA, IBM, Intel 等佔比剩餘的 20%。

依據三星電子公司公告，2021 年公司代工業務將會注重先進製程，拓展下游應用包括 HPC/汽車等，而 S.LSI 則繼續聚焦於 5G SoC，高解析度 CIS 和 DDI；

另外的 OLED 驅動 IC 玩家主要有 Magnachip 和 Silicon Works。Magnachip 是全球最大的獨立 OLED 顯示驅動供應商 28nm OLED 驅動晶片領先者，具備超低功耗和最小尺寸；具備量產能力，截止到 2020 年 Q4，公司累計出貨 6.81 億顆。

Silicon Works 銷售主要依賴於單個客戶 LGD，2019 年開始逐漸引入中國部分面板製造商，2020 年公司 OLED 相關產品 LGD 佔比 91%；公司主要的產品包括 TV/電腦/汽車等 OLED/LCD 驅動晶片以及智慧手機 OLED 驅動 IC，從製程的角度看，小型 OLED DDI（12 寸，28nm）；低端小型 LCD TDDI（8 寸，65nm）；大型 DDIC（8 寸，120-130nm）。

智東西認為，在面板領域，中國公司已經佔據了 LCD 市場半壁江山，OLED 面板也在快速追趕三星、LG 等公司。不過在驅動 IC 上，國內佔有率不足 1%。好在面對這樣的情況，國內有多家驅動 IC 企業已經加強了自研。而且，顯示驅動 IC 的主流工藝最高的也不過 28nm 工藝，這些工藝國內代工廠都已經量產，著國內企業加速新產品的研發，突破高階產品，國內顯示 IC 會逐步實現進口替代。