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未来LCD驱动IC市场与技术前瞻
 

未来LCD驱动IC市场与技术前瞻

时间:2015-07-13    作者:admin


数字电视的发展,使人们对各种高画质影音设备的购买需求激增。FPD TV、DVD播放器、NB、数字相机及数字摄影机都已出现支持Full HD规格的产品。由于庞大的需求及技术的进步,Full HD会逐渐成为市场的主流,特别是在LCD TV上。
受到Full HD趋势的影响, LCD面板驱动IC正朝多输出通道(outputchannel)及高时钟频率(clockfrequency)的目标迈进。此外,驱动 IC还必须配合高效能的输入接口,才能有效地传输大量数据给207万个像素,从而呈现Full HD画质。针对这种趋势,厂商必须根据面板内驱动IC的成本比例规划出最佳的驱动IC配置。 FullHD面板推动驱动IC需求
分辨率的提高直接影响到驱动IC采用的数量。目前WXGA(SD)面板约需10颗源极(source)驱动IC及3颗闸极(gate)驱动IC,而 Full HD面板则分别约需要12颗及4颗。随着分辨率的提高,LCD需要更多驱动IC与数据线搭配。也因此,必然会增加面板成本,解决方法是增加每个IC的输出信道,以减少驱动IC使用数量,从而减少成本。另外,大尺寸TFT LCD面板驱动IC价格也呈下降趋势。由于市场竞争激烈,与2006年相比,预估2007年同规格的闸极驱动IC价格将下跌1至3成,且同规格的源极驱动 IC更会下跌2至5成。因多输出信道的趋势,所以源极驱动IC价格跌幅可能比闸极驱动IC价格跌幅大。因此,面板尺寸越大,驱动IC所占成本比重越低的趋势将持续。
40英寸以上LCD TV快速向Full HD发展
由于三星和LPL7及7.5代线已大量生产,使40英寸等级面板价格大幅滑落;且在制造技术上,PDP在50英寸以下不易达到Full HD规格。因此PDP厂商被迫主打50英寸以上市场,近来日韩大厂先后推出Full HD等级50、58、63、65英寸PDP产品。在LCD产品方面,对40英寸级TV而言,LCD制造成本接近PDP制造成本,因此在TV领域,LCD厂商主打40英寸等级市场,而随着高画质影像产品及数字电视时代的来临,Full HD将成为主流规格。虽然目前数量不多,预估在2008年时,LCDTV整体出货量中将有15%以上为40~49英寸Full HD规格。 2006年12月,Sharp甚至推出了32英寸FullHD LCD TV,是目前Full HD规格最小的LCD TV尺寸。这款电视型号包括LC-32GS10(其底部配置扬声器|蜂鸣器)及LC-32GS20(两侧配置扬声器),每台价格折合新台币约7.7万元。 Sharp是最早投入Full HD系列TV的厂商,尺寸遍布32英寸到65英寸,满足人们目前最高的视觉需求。目前Sharp还在考虑26英寸产品采用Full HD的可行性。在Monitor及NB市场方面,因分别是以19英寸及15英寸为主,所以分辨率的增加并非主要考虑的因素。但是值得注意的是,微软的新操作系统Vista会带来多大的影响?Vista系统能够在22英寸、分辨率1680×1050的宽屏LCD上展现最完美的效果,而目前市面上15英寸 SXGA(1280×1024)的NB及19英寸WSXGA(1440×900)的LCD则无法达到相同效果。 驱动IC时钟频率随色深及分辨率而提高
LCD的色深(colordepth)改进是大尺寸LCD TV的另一个发展重点,例如Sony所推出的BRAVIAX系列就具有10亿色以上色彩数。色深的表现能力与驱动IC的位宽(bitwidth)相关,目前大尺寸LCD驱动IC一般具有8bit规格,相当于256个灰阶数。联咏、Oki等厂商已推出10bit产品,也就是1,024个灰阶数。另外,NEC 最新产品具有12bit规格。色深与分辨率的增进,使驱动IC必须以更快的速度传输数据。换言之,驱动IC必须具备更高的位传输率(bitrate)。举例而言,为达到Full HD的需求,整个系统的讯号传输速率须高达3.6Gbps,且每个源极驱动IC必须有85MHz以上的最大时钟频率。
不过,当驱动IC规格到达10bit以上时,电路的集成度就成为很重要的问题。更详细而言,当位传输率变高时,驱动IC的数字/模拟转换器的电路就会随之增加,进而造成芯片面积(chipsize)增加。如果要维持芯片面积,则输出信道数就会受到压抑而无法增加。在这种情况下,必须仰赖高集成度的设计或高阶制程技术。NEC在2006年就推出具有12bit灰阶数及720个输出信道的LCD驱动IC,可兼顾多位宽及多输出信道的需求。高位传输率的需求牵动着另一种需求,除驱动IC的最大时钟频率外,lcd模块的时序控制器(timingcontroller)及驱动IC间的接口传输速率也成为另一个考察重点。
多输出通道趋势
目前全球生产的源极驱动IC多半具有480至642个输出通道,甚至如NEC、三星及奇景等厂商都已在量产720个输出信道的高端产品。事实上,在 2006年后,大尺寸LCD以采用642或720个输出信道的驱动IC为主。这种多输出通道(multi-channel)的趋势,必须仰赖高电路集成度(integration)与更小的制程线宽。目前LCD驱动IC制程仍是以0.35微米为主,不过在2006年0.25微米以下的产品大幅增加,主要是因为晶圆厂产量增加及降低成本考虑。
输入接口安排及传输速率发展趋势
目前LCD驱动IC输入接口主流规格是RSDS(Reduced Swing Differential Signalling)。然而在高画质趋势下,RSDS已无法满足相关需求,因为在RSDS的架构下,PCB上的数据线数量非常庞大,使成本难以降低。 另外,分辨率与色深的进步,代表传输数据的数量庞大,RSDS接口必须传输所有驱动IC的数据,使数据线负载过大,造成传输速率难以提升,有效的解决之道是增加时序控制器数量。然而,增加时序控制器数量还必须搭配更多的外围电路及连接器,将使成本大幅增加。
有鉴于此,采用新的输入接口难以避免。其中一项发展趋势是点对点(point-to-point)传输,NEC的PPmL(Point-to- Pointmini-LVDS)及国家半导体(National Semiconductor;NS)的PPDS(Point-to-Point Differential Signalling)都是基于点对点设计的解决方案。此外,三星的CICC(Currentmo deInter face Cas Cade)及Wisebus两种输入接口则是采用驱动IC串行传输数据的方式,来解决上述数据线负载过大的问题。 在传输速率方面,RSDS技术的时钟频率是85~95MHz,然而无法满足更高的分辨率与色深规格。Oki在2006年1月发表了FP-LVDS (Flat Panel LVDS),其并非采用点对点的模式,且最大时钟频率可达250MHz;国家半导体力推的PPDS技术最大时钟频率为120MHz;NEC的PPmL技术最大时钟频率可达300MHz,这些技术预估将成为下一代输入接口主流。
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