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科技資訊

TDDI芯片大戰,中國廠商占據核心技術

05月20日 11:20

TDDI技術發展非常迅速,從2014年概念提出到2018年市場火爆只用四年時間,而如今最早提出TDDI方案的Synaptics也將其TDDI業務出售給了中國公司韋爾股份。

TDDI即觸控與顯示驅動器集成(TouchandDisplayDriverIntegration),智能手機的觸控和顯示功能都由兩塊芯片獨立控制,而TDDI最大的特點是把觸控芯片與顯示芯片整合進單一芯片中。

TDDI方案可顯著降低芯片產品成本和體積、更少占用終端所用PCB的面積。隨著智能終端對芯片輕薄短小的要求,觸控顯示二合一成為趨勢,被廣泛應用于LCD屏幕終端領域,TDDI市場規模也因此快速崛起。

不過TDDI目前主要應用在智能手機LCD屏上,在AMOLED屏上的應用非常少,而在智能手機上,AMOLED面板正在逐步取代LCD,未來如果TDDI芯片需要確保在智能手機領域的市場占有份額,就需要攻克在AMOLED屏上應用的技術難點。當然,TDDI芯片也還朝著交互終端的方向發展,比如智能門鎖、智能音響、手表等設備,未來的市場前景可觀。

TDDI技術

TDDI芯片發展始末

TDDI最早有顯示觸控芯片廠商Synaptics提出,該方案一經提出就得到了廣大觸控廠商和顯示廠商的認可,Synaptics也于2015年3月推出針對手機和平板電腦的TDDI量產解決方案。

不過,雖然與傳統驅動IC和觸控IC分離的方案相比,TDDI因為減少了傳統外掛式觸控方案模組的組件數量及工藝步驟,而具有成本較低、供應鏈簡化的優勢,但實際上,在推出初期,TDDI芯片的價格并不比兩顆芯片分離的時候更低,而且觸控功能也不夠流暢,因此市場占有率較低。

隨著主流市場對全面屏技術和低成本的不斷追求,TDDI芯片的成本、支持分辨率、觸控流暢度等問題逐步得到解決和改善,出貨量逐年攀升,數據顯示,2015年全球TDDI出貨量僅為800萬顆,2016年升至5000萬顆,2018年達到4.14億顆,2019年5.15億顆。臺灣大廠聯詠此前不久表示,2020年TDDI市場規模將成長至6.5億顆,年增加18%。

目前全球TDDI玩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芯片產品的廠商主要為集創北方、晶門科技,不過隨著隨2020年4月韋爾股份完成對SynapticsTDDI(顯示觸控驅動集成)業務的收購,中國大陸也就多了一家重量級的TDDI芯片廠商。

聯詠科技是中國臺灣領先的驅動IC廠商,2017年下半年進入TDDI市場,2017年第四季度單季出貨量就達1000萬套,2018年第二季起出貨量更是達到每月1000萬套。隨著TDDI產品打入中國大陸前五大品牌OPPO、Vivo、小米等廠商的旗艦機種,以及進入華為供應鏈,聯詠逐漸占據較大的TDDI市場份額。

奇景光電則于2016年4月宣布旗下TDDI芯片在中國智能型手機客戶端驗證成功,開始量產出貨。2019年1月公司宣布,旗下TDDI芯片成功導入韓國一線智能型手機品牌廠、車用顯示器及其他應用產品,其中大多數客戶在2019年出貨,奇景光電也因此預估2019年營收與市占率較上一年成倍數增長。

敦泰2017年隨著公司推出TDDI芯片,下半年幾乎吃下中國大陸及日韓廠商過半手機訂單,獲得較大市場份額,敦泰董事長胡正大在2019年11月13日財報會上表示,除華為、中興、小米手機及百度、LG、亞馬遜等既有客戶,Facebook的PortalMini也加入采用敦泰IDC(市場普遍稱TDDI)。

譜瑞進場較晚,2018年9月宣布推出應用在智能手機的TDDI芯片TC3315,并與面板廠群創攜手打造內嵌式(in-cell)解決方案。據譜瑞介紹,公司推出的產品采用55納米制程,且相較競爭產品功耗減少29%。譜瑞在幾年前就收購了國際半導體大廠賽普拉斯(Cypress)觸控部門,這使得公司在觸控技術上如虎添翼,也使得公司有機會順利進入TDDI市場,并搶占一席之地。

相比之下,中國大陸TDDI技術略有遜色,目前推出產品的主要有集創北方和晶門科技。集創北方是一家顯示控制芯片整體解決方案提供商,據官網介紹,公司推出國內第一顆將觸控與顯示驅動整合(ITDTM)的單芯片方案,填補國內產品技術皆由境外大廠提供的空白。此外不過據了解,集創北方目前推出的TDDI芯片僅支持HD和HD+的分辨率,還沒有支持FHD和更高分辨率的產品。此外據了解,集創北方目前推出的TDDI芯片除了支持HD和HD+分辨率,也有支持FHD和更高分辨率的產品,并有產品在OLED屏上量產。

晶門科技是華大半導體于1999年成立,是一家具有領導地位的半導體公司。2017年8月14日消息,晶門科技推出最新的觸控顯示集成?(TDDI)IC—SSD2023U。SSD2023U為業界突破性產品,支援全高清+(FHD+)(1080×2160)內嵌式LTPS面板技術,助力市場新趨勢:無邊框及18:9屏幕長寬比的高分辨率智能手機。此外,晶門科技SSD2092TDDI芯片已經搭載于HTCU12Life手機中。

TDDI方案優勢

TDDI芯片未來市場走向

TDDI目前主要應用在智能手機LCD屏上,在智能手機AMOLED屏上的應用屈指可數,比如友達和瑞鼎曾攜手在智能手機的AMOLED屏幕上使用了TDDI方案,以及三星GalaxyNote10+5G手機在其SuperAMOLED屏幕上也采用了TDDI技術,此外有業內人士預測,今年蘋果可能會在新款采用AMOLED顯示屏的手機上試水TDDI方案。

智能手機對觸控要求較高,為了避免觸控層對AMOLED電極造成干擾,觸控層無法整合成in-cell設計。有業界人士此前談到,在智能手機AMOLED屏上實現TDDI,難點主要在于,IDC因為能復用LCD上的Vcom電極,屏廠不需要對目前的產線進行任何改造,使得此技術可以如此快速的普及與量產。但AMOLED面板結構與驅動方式都與LCD完全不同,且AMOLED驅動電路更為復雜,對顯示充電時間的要求更高,更難以集成觸控功能。

目前OLED(分為主動式AMOLED和被動式PMOLED,應用于顯示屏幕的主要為AMOLED)正處于快速成長期,其應用市場主要是替代LCD,OLED的滲透率與其成本直接相關,而其成本又直接與生產良率相關。如果組件和材料價格合理,生產良率超過80%時,OLED成本將低于LCD。一旦成本低于LCD,OLED將憑借其性能優勢大規模替代LCD。2019年韓國媒體thelec報道,在智能手機面板市場,OLED面板出貨量在第三季度首次超過LTPSLCD,達到1.44億片。

如果OLED逐漸替代LCD,TDDI在智能手機LCD屏上應用將會減少,TDDI廠商的出貨量必然受到影響,而TDDI方案能夠減少組件數量、消除層壓步驟且提高供貨商的產量,且相比DDI來說能夠降低系統的總體成本,所以各TDDI芯片廠商和各大手機品牌都十分重視AMOLED上實現TDDI。

小結

TDDI技術雖然發展時間不長,但是市場供貨格局卻在不斷發生變化,2019年美國對華為的一系列制裁行動,華為和國內其他品牌在選擇美商時更加慎重,Synaptics因此丟失國內手機廠商的部分訂單,聯詠從中受益。在韋爾收購SynapticsTDDI業務后,中國大陸也有望與國內廠商重新協同,搶占聯詠、敦泰等臺企TDDI訂單,市占率或將大幅提升。另外韋爾收購SynapticsTDDI業務后,在攻克TDDI在AMOLED屏應用難點上,也將更具競爭力。

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