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未來LCD驅動IC市場與技術前瞻
 

未來LCD驅動IC市場與技術前瞻

時間:2015-07-13    作者:admin


數字電視的發展,使人們對各種高畫質影音設備的購買需求激增。FPD TV、DVD播放器、NB、數字相機及數字攝影機都已出現支持Full HD規格的產品。由于龐大的需求及技術的進步,Full HD會逐漸成為市場的主流,特別是在LCD TV上。
受到Full HD趨勢的影響, LCD面板驅動IC正朝多輸出通道(outputchannel)及高時鐘頻率(clockfrequency)的目標邁進。此外,驅動 IC還必須配合高效能的輸入接口,才能有效地傳輸大量數據給207萬個像素,從而呈現Full HD畫質。針對這種趨勢,廠商必須根據面板內驅動IC的成本比例規劃出最佳的驅動IC配置。 FullHD面板推動驅動IC需求
分辨率的提高直接影響到驅動IC采用的數量。目前WXGA(SD)面板約需10顆源極(source)驅動IC及3顆閘極(gate)驅動IC,而 Full HD面板則分別約需要12顆及4顆。隨著分辨率的提高,LCD需要更多驅動IC與數據線搭配。也因此,必然會增加面板成本,解決方法是增加每個IC的輸出信道,以減少驅動IC使用數量,從而減少成本。另外,大尺寸TFT LCD面板驅動IC價格也呈下降趨勢。由于市場競爭激烈,與2006年相比,預估2007年同規格的閘極驅動IC價格將下跌1至3成,且同規格的源極驅動 IC更會下跌2至5成。因多輸出信道的趨勢,所以源極驅動IC價格跌幅可能比閘極驅動IC價格跌幅大。因此,面板尺寸越大,驅動IC所占成本比重越低的趨勢將持續。
40英寸以上LCD TV快速向Full HD發展
由于三星和LPL7及7.5代線已大量生產,使40英寸等級面板價格大幅滑落;且在制造技術上,PDP在50英寸以下不易達到Full HD規格。因此PDP廠商被迫主打50英寸以上市場,近來日韓大廠先后推出Full HD等級50、58、63、65英寸PDP產品。在LCD產品方面,對40英寸級TV而言,LCD制造成本接近PDP制造成本,因此在TV領域,LCD廠商主打40英寸等級市場,而隨著高畫質影像產品及數字電視時代的來臨,Full HD將成為主流規格。雖然目前數量不多,預估在2008年時,LCDTV整體出貨量中將有15%以上為40~49英寸Full HD規格。 2006年12月,Sharp甚至推出了32英寸FullHD LCD TV,是目前Full HD規格最小的LCD TV尺寸。這款電視型號包括LC-32GS10(其底部配置揚聲器|蜂鳴器)及LC-32GS20(兩側配置揚聲器),每臺價格折合新臺幣約7.7萬元。 Sharp是最早投入Full HD系列TV的廠商,尺寸遍布32英寸到65英寸,滿足人們目前最高的視覺需求。目前Sharp還在考慮26英寸產品采用Full HD的可行性。在Monitor及NB市場方面,因分別是以19英寸及15英寸為主,所以分辨率的增加并非主要考慮的因素。但是值得注意的是,微軟的新操作系統Vista會帶來多大的影響?Vista系統能夠在22英寸、分辨率1680×1050的寬屏LCD上展現最完美的效果,而目前市面上15英寸 SXGA(1280×1024)的NB及19英寸WSXGA(1440×900)的LCD則無法達到相同效果。 驅動IC時鐘頻率隨色深及分辨率而提高
LCD的色深(colordepth)改進是大尺寸LCD TV的另一個發展重點,例如Sony所推出的BRAVIAX系列就具有10億色以上色彩數。色深的表現能力與驅動IC的位寬(bitwidth)相關,目前大尺寸LCD驅動IC一般具有8bit規格,相當于256個灰階數。聯詠、Oki等廠商已推出10bit產品,也就是1,024個灰階數。另外,NEC 最新產品具有12bit規格。色深與分辨率的增進,使驅動IC必須以更快的速度傳輸數據。換言之,驅動IC必須具備更高的位傳輸率(bitrate)。舉例而言,為達到Full HD的需求,整個系統的訊號傳輸速率須高達3.6Gbps,且每個源極驅動IC必須有85MHz以上的最大時鐘頻率。
不過,當驅動IC規格到達10bit以上時,電路的集成度就成為很重要的問題。更詳細而言,當位傳輸率變高時,驅動IC的數字/模擬轉換器的電路就會隨之增加,進而造成芯片面積(chipsize)增加。如果要維持芯片面積,則輸出信道數就會受到壓抑而無法增加。在這種情況下,必須仰賴高集成度的設計或高階制程技術。NEC在2006年就推出具有12bit灰階數及720個輸出信道的LCD驅動IC,可兼顧多位寬及多輸出信道的需求。高位傳輸率的需求牽動著另一種需求,除驅動IC的最大時鐘頻率外,lcd模塊的時序控制器(timingcontroller)及驅動IC間的接口傳輸速率也成為另一個考察重點。
多輸出通道趨勢
目前全球生產的源極驅動IC多半具有480至642個輸出通道,甚至如NEC、三星及奇景等廠商都已在量產720個輸出信道的高端產品。事實上,在 2006年后,大尺寸LCD以采用642或720個輸出信道的驅動IC為主。這種多輸出通道(multi-channel)的趨勢,必須仰賴高電路集成度(integration)與更小的制程線寬。目前LCD驅動IC制程仍是以0.35微米為主,不過在2006年0.25微米以下的產品大幅增加,主要是因為晶圓廠產量增加及降低成本考慮。
輸入接口安排及傳輸速率發展趨勢
目前LCD驅動IC輸入接口主流規格是RSDS(Reduced Swing Differential Signalling)。然而在高畫質趨勢下,RSDS已無法滿足相關需求,因為在RSDS的架構下,PCB上的數據線數量非常龐大,使成本難以降低。 另外,分辨率與色深的進步,代表傳輸數據的數量龐大,RSDS接口必須傳輸所有驅動IC的數據,使數據線負載過大,造成傳輸速率難以提升,有效的解決之道是增加時序控制器數量。然而,增加時序控制器數量還必須搭配更多的外圍電路及連接器,將使成本大幅增加。
有鑒于此,采用新的輸入接口難以避免。其中一項發展趨勢是點對點(point-to-point)傳輸,NEC的PPmL(Point-to- Pointmini-LVDS)及國家半導體(National Semiconductor;NS)的PPDS(Point-to-Point Differential Signalling)都是基于點對點設計的解決方案。此外,三星的CICC(Currentmo deInter face Cas Cade)及Wisebus兩種輸入接口則是采用驅動IC串行傳輸數據的方式,來解決上述數據線負載過大的問題。 在傳輸速率方面,RSDS技術的時鐘頻率是85~95MHz,然而無法滿足更高的分辨率與色深規格。Oki在2006年1月發表了FP-LVDS (Flat Panel LVDS),其并非采用點對點的模式,且最大時鐘頻率可達250MHz;國家半導體力推的PPDS技術最大時鐘頻率為120MHz;NEC的PPmL技術最大時鐘頻率可達300MHz,這些技術預估將成為下一代輸入接口主流。
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