华为的又一个“上甘岭”,为何选择攻下 OLED 驱动芯片?

距离美国“断供”华为芯片禁令正式生效已过去十个月,华为芯片又有新动作了。这次华为将目标“瞄准”了屏幕驱动芯片,迅速招兵买马,准备“拿下”最近大热 OLED 屏幕的驱动芯片。

近日多家媒体报道称,华为海思自研的 OLED 驱动芯片已经试产完毕,该款 OLED 驱动芯片采用了 40nm 或 28nm 的制程工艺,预计今年年底即可正式向供应商完成量产交付,目前该芯片样本已经送至京东方、华为、荣耀等厂商处进行测试。

据 Omdia 调研机构报道,2020 年韩国企业占据九成全球智能手机 OLED 芯片代工市场。国内 OLED 驱动芯片基本上全依靠进口,2019 年京东方采购屏幕驱动芯片金额超过 60 亿元,其中国产芯片占比不到 5%。

事实上,在 2019 年年底,华为海思首款 OLED 驱动芯片就已经成功流片。2020 年 8 月,相关人士爆料称华为正组建显示驱动芯片及部件产品领域团队。

▲ 2020 年 8 月,数码博主爆料华为组建屏幕驱动芯片团队

相关人士透露,尽管华为海思自研 OLED 驱动芯片已经完成试产,但在如何实现大规模量产上仍是难题。这款 OLED 驱动芯片在获取 40nm 或 28nm 工艺制造和封测产能以及高端芯片测试支持上面临困难。

OLED 驱动芯片有什么“魅力”成为华为新的攻克方向?又是什么原因难倒了中国的国产 OLED 驱动芯片制造商?国内何时能摆脱对进口 OLED 驱动芯片的依赖?带着这些疑问,我们通过观察 OLED 驱动芯片行业动态,试图找到答案。

01. 显示屏幕的“中央大脑”OLED 驱动芯片身兼数职

要讲清 OLED 驱动芯片为什么重要,我们需要先来认识一下 OLED 屏幕。无论是手上 iPhone 12 还是家里的小米电视,目前市场上大多数的旗舰智能显示设备基本都搭载 OLED 屏幕。

据市调机构 UBI Research 报告显示,2020 年 OLED 显示屏的出货量达到 5.78 亿片,总收入达到 326.8 亿美元。同时,在 2021 年上半年,全球手机厂商共推出 122 款 OLED 智能手机。

▲ OLED 屏幕与 LCD 屏幕的差异(图源:OLED-info)

与上一代 LCD 屏幕不同,OLED 屏幕主要通过控制电源的变化来影响显示屏成像质量。而控制电源的关键零件就是附着在 OLED 屏幕上的 OLED 驱动芯片。

▲ OLED 驱动芯片示意图(图源:网络)

OLED 驱动芯片主要含有驱动和控制两个功能。驱动功能主要是指 OLED 驱动芯片通过驱动电子的运动来决定 OLED 屏幕上哪些像素点在什么时候发光。当 OLED 屏幕分辨率越高时,OLED 驱动芯片需要驱动的电子越多,形成的像素点也就越多。控制功能是指 OLED 驱动芯片还会根据厂家的特定要求控制视频、图像等数据的运输。

简而言之,OLED 驱动芯片将决定 OLED 屏幕的分辨率、接口类型,同时它也将决定 OLED 屏幕能够应用在哪些场景中。

OLED 驱动芯片的参数指标较多,主要可以划分为显示指标、驱动指标、以及集成功能指标三类。

其中,OLED 驱动芯片的显示指标是指能够直接 OLED 屏幕显示性能的参数,如显示缓存(图像切换速度)、显示色阶(色彩亮度、色彩数量)等;OLED 驱动芯片的驱动指标主要是指控制 OLED 屏幕的电压强度;集成功能指标是 OLED 驱动芯片对视频图像数据传输和处理的相关要求。

由此可见,小小的一枚 OLED 驱动芯片成为整块 OLED 屏幕的“中央大脑”,多方面影响整个屏幕的显示效果。

02.“抢跑”近十年,三星、LG 成为全球 OLED 驱动芯片头部玩家

在 OLED 驱动芯片技术上,韩国厂商已经比国内厂商“抢跑”近 10 年。

2012 年,三星宣布研发 OLED 屏幕,随后在 2013 年的国际消费电子产品展览会与 LG 联合发布全球首台商业化 OLED 电视。

OLED 屏幕以低能耗、高色彩以及更纤薄的特点吸引了当时业内的关注,随后,三星、LG 和索尼均先后发布已经量产或即将商业化的 OLED 电视,OLED 显示技术也被业界公认为下一代革命性显示技术。

▲ 全球首台商业化 OLED 电视

由于国外厂商在 OLED 驱动芯片的技术上、专利上起步较早,其申请的大量专利和技术垄断也在一定程度上阻碍了国产 OLED 驱动芯片的研发进程。

目前,OLED 驱动芯片仍是由韩国三星、LG 等公司掌握主要核心技术。随着国内外企业不断深入合作,国内厂商在 OLED 驱动芯片技术上也逐步成熟,如中颖电子、吉迪思等公司都已经开始量产 OLED 驱动芯片,但目前国内自主研发的 OLED 驱动芯片主要还是应用于一些中低端的产品。

03. 制造技术达标也被“卡脖子”?利润和信任或成关键因素

据悉,华为海思的 OLED 驱动芯片将采用 40nm 或 28nm 制程工艺。

这是个“微妙”的制程工艺技术范围。由于华为还笼罩在美国芯片禁令的阴霾之下,即将量产的这款 OLED 芯片,估计用的是完全国产化的产线,以避开美国技术和设备的限制。这是国内芯片代工企业有能力做到的。

这或成为华为率先选择攻克 OLED 驱动芯片的原因之一。

中芯国际是目前国内最有实力的芯片代工厂,昨日华为发布了新机 nova 8 SE 活力版,该款手机搭载的麒麟 710A 芯片正是通过中芯国际 14nm 制程工艺完成。

▲ 全球主要 OLED 驱动芯片供应商(图源芯智讯)

中芯国际 CEO 梁孟松曾表示,中芯国际的“28nm、14nm、12nm 及 N+1 等技术均已进入规模量产,7nm 技术的开发也已经完成,明年四月就可以马上进入风险量产”。这意味着国内的芯片代工产业可以为国产 OLED 驱动芯片代工。

但这并不意味着国内厂商研发的 OLED 驱动芯片可以实现大规模生产。

事实上,由于不同的产品需要不同规模的 OLED 屏幕,因此每个 OLED 驱动芯片都需要定制,芯片代工厂无法大规模量产,获得利润也较低,因此很多代工厂都不愿意接受订单。

除此之外,据行业人士透露,目前国产的 OLED 驱动芯片并非没有,像英唐智控、奕斯伟等一些公司早在 2016 年就研发出国产 OLED 驱动芯片。但由于国内 OLED 驱动芯片在设计上还不够成熟,厂商不敢用在高端产品中。

不仅如此,据最新消息报道,华为海思自研的 OLED 驱动芯片在获取 40nm 工艺封测产能以及高端芯片测试支持上面临困难。

04. 收购第二大芯片代工厂能否解决中国 OLED 驱动芯片困境

目前,韩国三星不但是 OLED 驱动芯片在设计领域的头部玩家,而且在代工上也占据一半的全球 OLED 驱动芯片代工市场的份额,韩国半岛体美格纳半导体(MagnaChip)也占据了近四成全球 OLED 驱动芯片代工市场的份额。

▲ 美格纳半导体官网

美格纳半导体作为 OLED 显示驱动芯片的独立供应商,一直受益于与全球前两大 OLED 显示器制造商三星和苹果的长期合作关系。在过去的 10 年中,美格纳半导体已经出货了超过 4 亿颗 OLED 驱动芯片,并申请完成了与 OLED 显示驱动器设计和制造相关的专利布局。

此前,美格纳半导体公布了 2020 年第四季度的财务业绩,收入为 1.429 亿美元,2020 年全年收入为 5.071 亿美元。该公司表示,其季度收入达到创纪录的 8040 万美元,同比增长 19%。2020 年,美格纳半导体在 OLED 驱动芯片上的业务收入高达 2.846 亿美元。

今年 3 月,美格纳半导体发布公告称同意被中国私募股权投资公司智路资本以每股 29 美元的价格收购,约合 14 亿美元。

美格纳半导体首席执行官 YJ Kim 表示:“这项交易符合我们股东、客户和员工等所有利益相关者实现最大利益化,这将是一个加速我们 3.0 增长战略的绝佳机会。智路资本拥有深厚的专业知识,是我们理想的合作伙伴,我们期待与他们合作,共同规划公司下阶段发展计划。”

美格纳半导体还表示,智路资本将与美格纳的管理团队合作,将公司转变为半导体行业真正的领导者。并通过智路资本投资赋能和全球网络,帮助美格纳在国际上发展。

但该起收购案随后受到韩国和美国阻挠,韩国政府甚至“连夜”将显示驱动技术加入《国家核心技术修订(草案)》。美国国家安全审查机构也随后介入,认为该起收购案将威胁美国的技术地位,目前该项收购案还未靴子落地。如果智路资本收购美格纳半导体公司成功,国内 OLED 驱动芯片发展可能将加速。

05. 结语:国产 OLED 驱动芯片或提速

OLED 驱动芯片作为 OLED 屏幕重要的零件,能够影响 OLED 屏幕显示,色彩亮度以及图像数据传输等功能。

由于国外厂商如三星、LG 在 OLED 屏幕研发上比国内厂商抢跑近 10 年左右,在技术和芯片性能上,国内 OLED 驱动芯片与国外厂商具有较大差距。

据悉,目前国内 OLED 驱动芯片的技术难关主要聚焦在制造和封测环节上。尽管国内芯片代工厂如中芯国际早已能到达 OLED 驱动芯片所需的 40nm 制程工艺,但由于技术成熟度、难以大规模量产等原因,仍难以实现突破性进展。

随着人们对全球 OLED 屏幕市场关注升温,国内厂商也在 OLED 驱动芯片上开始有所尝试。华为的入局,也许会加速国内厂商对 OLED 驱动芯片的研发进程。

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