未来LCD驱动IC市场与技术前瞻

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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。

【图1】WXGA与全高清面板技术规格对比

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。

【图2】LCD面板分辨率和IC关系匹配

【图3】IC需求预测

【图4】IC出货量预测

         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。

【图5】高清电视出货量预测

         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）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。

【图6】Sharp的全高清产品

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。

【图7】LCD信号传输图

         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。

【图8】IC的两种传输模式

         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。

【图9】原极IC规格