关于TFT_LCD驱动IC市场分析报告

T F T-L C D驱动I C市场分析

前言

2000年,真是LCD驱动IC热热闹闹的一年。日韩大幅扩产LCD面板，台湾厂商面板产能逐渐开出，对驱动IC需求日益增加，99年底开始缺货的驱动IC更是雪上加霜。市场需求明显，使LCD驱动IC已逐渐成为受到业界嘱目的明星产业。

一、LCD驱动IC的关键技术问题

1、液晶显示器显像原理

2、驱动IC驱动方式

3、高频高压，模拟设计不易

TFT-LCD 要表现出彩色，是靠红绿蓝三个子像素浓度（色阶）的组合。浓度的控

制是由Source驱动IC输入电压信号决定。计算机图形的彩色浓度是指每个像素包含彩色信息的数据位数量，随着数据位的增加，彩色的数量也随之增加。为了在TFT-LCD 上表现CRT的效果，就必须有足够的灰度等级来获得1,600万多种彩色。目前是用8bit 储存色调控制，每个子像素有2的8次方等于256个色阶，三个子像素合成一个像素的颜色，256×256×256＝1670万个颜色。所以Source驱动IC根据图形控制器送出的8位数据调整输出的电压，因此在设计上比较困难。数字IC只用于处理1和0，其中的晶体管只要能够区分开与关的状态，作为开关使用即可，不需做到太精确。但对于Source驱动IC来说，对电压和电流的控制就要精确的多，这关系着LCD的穿透率（即亮度），若不同的输出点，其电压差超过一定的规格则可看到显示画面不均匀的现象。而欲达此规格，不仅制造工艺上要有一定的稳定度，也需要相当的IC设计技术。如前所说，模拟的东西就是要靠经验。

Gate驱动IC的设计难度就不若Source，因为对于电压和电流要求不那幺严苛。但为求对比明显，Gate驱动IC输出的电压要够大才能使液晶分子扭转的够快，因此其所承受的电压高达40伏特。而在LCD显示面板尺寸持续增加，同时对于显示品质越来越重视的情况下，Gate驱动IC的设计与制造难度会增加。

4、产品品质为关键，单凭低价不易成

因此，关于LCD驱动IC，重要的不是能不能work，而是显示的品质如何。具有设计驱动IC能力并不难，但是要能通过客户的验证才是最关键的。很多IC放在密闭的机壳里，效能的差异并不是很明显，因此只要堪用，价格便宜还是有人买。但驱动IC 显现出来的效果好坏是很明显能够区分的，一台8、9百美元的LCD监视器如果因为这一颗4美元的驱动IC而不为市场所接受，是怎幺算都划不来的。所以新进业者在刚开始产品品质还不稳定时，想要利用低价抢进市场的方式是不太容易的。

液晶显示器显像原理图

二、LCD驱动IC技术的发展趋势

1、模拟高压制造工艺难觅产能，2001年可望改善

99年开始，台湾LCD产业在厂商大规模投入下，产值成长幅度相当惊人。但是关键的驱动IC完全仰赖进口货源。同时从99年初开始，全球驱动IC就已传出供货吃紧的警讯，台湾业界当然不会忽略这样的市场商机，不过一直到2000年都还没有什幺成果的原因一个是设计的问题：LCD驱动IC是模拟设计，台湾缺乏模拟设计的人才，另一个原因便是台湾的代工业者也缺乏驱动IC所必备的高压制造工艺。

1.1 Gate40伏特Source10伏特一般数字只要3伏特

全球LCD驱动IC会缺货的原因，除了LCD面板成长超乎预期，主要还是由于高压制造工艺的产能不足。一般数字IC中晶体管设计的处理电压只约3伏特，如果电压高到40V，就会造成短路的现象。Gate驱动IC需要承受高达40伏特的电压，闸极

和隔离层的厚度需要增厚，因此对于离子植入的深度要求较高，制造工艺必须重新调整或购入新的设备。而Source驱动IC，电压的要求虽然不像Gate，但也需10伏特左右。比较麻烦的是Source输出的是复杂模拟的离散电压，IC各晶体管承受的电压不同，制造工艺参数也必须经过一番调整。

刚好2000年上半遇到半导体景气畅旺，代工产能吃紧。高压制造工艺和原本数字产品的制造工艺相差颇大，要调整的参数太多。加上驱动IC对台湾而言是一个新产品，还需要经过试产阶段，因此没有份量或特殊背景的IC设计业者很难获得下单的机会。

Gate驱动IC需要承受高电压，制造工艺多在1微米以上，因此多以5英寸和6英寸厂生产。Source驱动IC目前多以6英寸晶圆0.5微米制造工艺生产。也有厂商计划以8英寸0.35微米或0.25微米制造工艺生产。虽然线宽越小生产的晶粒就越小，可以降低成本和提高良率，但驱动IC的输出脚位达2、300百脚，晶粒上接点（pad）的配置也使的晶粒缩小不易。加上驱动IC为模拟产品，线宽缩小不像数字IC只需考虑物理性质的变化，整个数值都需重新计算，等于重新设计一般，因此如德仪（TI）等原本就以6英寸厂生产的厂商，并不打算改以8吋厂来生产驱动IC。

1.2 台湾13座6吋以下晶圆厂，6座厂生产驱动IC

目前台湾6英寸以下晶圆厂共有13座，唯一的4英寸厂是大王的一厂。5英寸厂有4座，分别是汉磊一、二厂（原合泰），华隆一A、一B厂及华邦一厂。而6英寸厂则有8座，包括旺宏一厂、茂硅一厂、华邦二厂、联电二厂、台积电一厂、二厂、汉扬（原德碁一厂）、天下。在8英寸厂方面，联电也挪出数千片的0.35微米8吋产能，为生产LCD驱动IC。

由于驱动IC制造需要高压制造工艺，目前有高压制造工艺可用于生产驱动IC的有台积电、联电、华邦、旺宏、茂硅、汉扬、汉磊。目前联电帮联咏代工，汉扬、汉磊帮

日立、NEC代工，茂硅、旺宏帮夏普代工，立生帮德仪代工，华邦产能自用。2000年上半年因为代工产能吃紧，不可能只有进行试产，而不进入量产，因此对于刚要推出产品的台湾IC设计业者而言，争取产能是相当的不容易。

除了专业代工的台积联电外，其余厂商的产能不是自用就是已被日本厂商包下，而台积电联电LCD驱动IC的产能也不多。所以台湾IC设计公司除联咏外并未因台湾晶圆制造产业发达而受益。不过自2000年10月以来，台积电联电的产能利用率从满载（114％）调降到明年第一季预测只有九成，空出的6英寸产能对台湾驱动IC设计业者应是颇有助益。台积联电之外，其余晶圆厂也可能调整生产线制造驱动IC。同时TFT-LCD的Source也可能用8英寸晶圆厂生产，明年驱动IC制造的产能应是充裕不少。

1.4 目前输出最高480脚位,短期内不会集成

而驱动IC是否会集成，目前还是看产品的应用而定。STN-LCD手机上驱动IC和控制IC集成在一起。PDA因为对体积的要求不像手机严格，所以驱动IC是单独一颗。TFT-LCD由于是彩色应用，又要求高对比及快速反应，所以驱动IC分成Source和Gate。1024×768TFT-LCD用的Source有8颗，是否会2颗整合成1颗，就只要4颗就行了？但因为8颗Source时一颗晶粒上有384个channel，2颗整合成1颗的话接脚就多的吓人，对TAB和面板上的配线难度增加不少。因为每颗驱动IC驱动的像素增加，驱动IC到近距离的像素和到远距离像素的长度就相差越多，要解决传输距离不同而有相同的电压电流输出就更为困难。所以芯片生产良率及面板的需求而言，短期内不会集成。不过也有厂商推出480 channel的产品，可以缩减驱动IC的数目。

台湾6英寸以下日圆厂现状单位：万片/月