显示技术可以实现将电信号转换为视觉信号的效果。目前显示技术已经完成从阴极射线显示技术(CRT)向平板显示技术(FPD)的升级。而平板显示技术(FPD)也拓展出液晶显示(LCD)、有机发光二极管显示(OLED)、发光二极管显示器(MicroLED)等多条技术路线。
第一代显示技术CRT在发光屏幕上用不同颜色(RGB)的荧光粉按照一定的规律进行排列,一组RGB作为一个像素。阴极二极管通过电子束激发RGB荧光粉,从而达到图像显示的效果。因为荧光粉被点亮后很快会熄灭,所以电子枪必须循环地激发这些RGB像素点。CRT技术像素间距大,显示效果欠佳。
第二代显示技术LCD利用外部光源(背光模组)发光,外加电场可以控制液晶层的偏转方向,进而影响光的偏转方向,白光穿过滤光片和偏光片后实现单个像素组(RGB)的颜色。LCD是目前最主流的显示技术之一。
第三代显示技术OLED通过掩模版将有机发光材料以子像素为单位蒸镀至基板上。有机发光材料通电后可以实现自发光,从而实现单个像素组(RGB)的颜色。OLED显示技术像素密度高,色彩还原度好,视觉感受上更加鲜艳。
MiniLED技术是第二代显示技术LCD的升级版本。MiniLED将传统LCD背光模组的LED灯珠缩小,从而实现更为精细和密集的背光分区、更高的亮度和对比度。和OLED相比,MiniLED没有“烧屏”的缺点,并且具备成本优势。
下一代显示技术MicroLED对LED结构进行薄膜化、微小化、阵列化,将LED尺寸缩小到1~10微米,再通过巨量转移技术将微米级别的RGB三色MicroLED芯片转移至基板上。MicroLED芯片通电后可以实现自发光,从而实现单个像素组(RGB)的颜色。
LCD是目前性价比最高、使用最为普遍、保有量和出货量最多的技术产品。LCD使用无机材料,各项技术都非常成熟,使用寿命长,而且无频闪,护眼效果明显。但是LCD色彩表现并不突出,始终处于激发状态,不能达到完全的黑,背光还存在漏光的问题。
OLED技术使用有机材料,可视角度大、响应速度快、亮度较高、色域广、对比度高、无残影、无拖尾。OLED面板的柔韧性还可以实现卷曲、透明、折叠等形态。但是OLED技术成本较高、发热量大,寿命低,容易烧屏。
MicroLED因为芯片尺寸较小、集成度高、自发光的特点,与LCD和OLED相比,在亮度、分辨率、对比度、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有更大的优势。但是MicroLED因为巨量转移技术不够成熟,成本限制了技术的发展速度。
目前LCD和OLED依然是显示技术的主流。根据群智咨询初步统计,2022年全球a-SiLCD面板营收规模约为524亿美金,占全球显示面板营收约52%;LTPSLCD面板营收规模约为110亿美金,占全球显示面板营收约11%;OLED面板(LTPSAMOLED和OxideAMOLED)营收规模约为352亿美元,占全球显示面板营收约35%。
显示驱动芯片DDIC(DisplayDriverIC)是面板的主要控制元件之一。DDIC通过电信号的形式向显示面板发送驱动信号和数据,继而实现对屏幕亮度和色彩的控制,使得诸如字母、图片等图像信息得以在屏幕上显现。
一套完整的显示驱动解决方案一般由栅极驱动器、源极驱动器、时序控制芯片、显示器电源管理芯片(PMIC)组成。栅极驱动器和源极驱动器统称为显示驱动芯片。
时序控制器芯片TCON(TimerController)负责控制栅极驱动器GateIC和源极驱动器SourceIC。GateIC负责每一列晶体管的开关,只有当晶体管打开时,SourceIC才能够通过电压控制单个像素点的亮度、灰阶、色彩等。
按显示技术区分,DDIC可以分为LCDDDIC、OLEDDDIC、MiniLEDDDIC、MicroLEDDDIC等。
LCDDDIC集成了电阻、调节器、比较器和功率晶体管等部件,为LCD显示屏提供稳定的电压驱动信号,以控制每个像素的光线强度和色彩,从而在LCD显示屏上呈现不同深浅的颜色组合画面,进而保证显示画面的均匀性和稳定性。OLEDDDIC主要通过向OLED单元背后的薄膜晶体管(TFT)发送指令的方式,实现对OLED发光单元的开关控制。与LCD电压驱动方式不同,OLED中,亮度是由通过OLED自身的电流决定的。因此在OLED像素驱动中,须将电压信号转化为电流信号。
按分辨率区分,DDIC可以分为HDDDIC、FHDDDIC、4KDDIC、8KDDIC等。
终端所需DDIC数量和面板尺寸大小、分辨率高低成正比。面板尺寸越大,分辨率越高,所需的DDIC数量越多。随着面板的屏幕尺寸继续增加,分辨率继续提高,色域要求继续提升,每台终端产品所需的DDIC数量还将进一步增长。
按整合度区分,DDIC可以分为整合型DDIC、分离型DDIC等。
在分离型架构中,TCON独立于DriverIC设计在PCB上,SourceIC和GateIC分别绑定在玻璃侧边和底部。TCON输出DisplayData、SourceControl和GateControl信号,通过PCB、FPC和玻璃基板走向,分别传输给SourceIC和GateIC。SourceIC和GateIC分别通过玻璃基板走线向DisplayArea(显示区域)传输电压信号驱动显示面板工作。
随着面板制造技术的进步和市场需求的推动,面板厂逐步引入集成栅极驱动电路(GIA,GateDriverinArray)技术,将GateIC和SourceIC进行整合,可以有效减少空间占用。集成栅极驱动电路仅输入少量GIATiming信号,就可以输出多路Gate控制信号。目前集成栅极驱动电路方案已经广泛应用在智能手机、智能手表等低功耗显示场景。
按封装形式区分,DDIC可以分为COG(ChipOnGlass)、COF(ChipOnFlex或ChipOnFilm)、COP(ChipOnPlastic)等。
COG是将DDIC封装在屏幕玻璃表面上,该技术成本低、良率高,但是边框较宽。COF是将DDIC封装在屏幕和主板之间的FPC排线上,该技术可以实现“超窄边框”的效果。COP仅适用于OLED屏幕,该技术通过可弯折塑料基材连接DDIC和FPC,从而实现“无边框”的效果。
按集成功能区分,DDIC可以分为Touch+Display、TDDI(TouchandDisplayDriverIntegration)等。TDDI即触控与显示驱动集成芯片,是将触控芯片Touch和显示驱动芯片Driver集成到一颗芯片中。
全球显示驱动芯片DDIC市场规模有望在2023年反弹。根据JWInsight数据,2021年全球显示驱动芯片DDIC(含DDI和TDDI)市场规模约135亿美元,同比增长57.0%。2021年因为全球半导体普遍存在缺芯涨价的情况,所以全球DDIC市场规模上升的主要推动力是价格上涨。预计2022年,因为终端需求不足,全球DDIC市场规模将下降5.9%至127亿美元。预计2023年,全球DDIC市场规模将反弹4.7%至133亿美元。
根据Omdia数据,2022年全球显示驱动芯片DDIC的需求量为79.5亿颗,同比下降10%。2022年受到俄乌冲突、通货膨胀、经济前景不确定、超额预订和库存问题的影响,2022年的显示驱动芯片市场有明显下滑。根据Omdia数据,2022年大尺寸DDIC约占总需求的69%,其中液晶电视DDIC占大尺寸DDIC的38%。2022年中小尺寸DDIC约占总需求的31%,其中智能手机DDIC占中小尺寸DDIC的18%。随着高分辨率电视面板的渗透率不断提升,以及OLED智能手机的增长恢复,Omdia预计2023年全球DDIC的需求量将恢复至79.8亿颗。
随着韩厂三星、LGD选择逐步退出LCD领域,全球显示面板产能进一步向中国大陆集中。根据CinnoResearch数据,2016年~2021年中国大陆显示面板产能占全球比例从27%上升至65%,呈现快速增长的趋势。预计未来中国大陆显示面板产能占全球比例将进一步上升,在2025年达到76%。
虽然中国大陆显示面板产能在全球已经有相当市占率,但是中国大陆DDIC的本土化率依然较低。根据CinnoResearch数据,2021年中国大陆DDIC芯片的本土化率只有16%。中国大陆DDIC芯片依赖于从韩国、中国台湾等地区进口。
随着全球显示面板产业逐步向中国大陆集中,相关的供应链资源也会逐步向中国大陆本土厂商倾斜。

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