显示屏电源管理芯片行业发展基本情况

显示屏电源管理芯片行业发展基本情况 一、 芯片行业资金实力壁垒 为保持技术的先进性、工艺的领先性和产品的市场竞争力，集成电路设计企业需进行持续的研发投入。由于显示芯片下游应用市场发展变化较快，对显示芯片产品的需求也随之变化，因此显示芯片厂商一般需要根据市场发展趋势进行提前布局，在未来发展前景良好的市场提前开展产品研发，以便能够实现对市场需求的迅速反应，抢占市场先机。在产品研发过程中，从设计初期到试产的各阶段，企业均需要投入较高的人力成本和流片费用，大额的研发投入及较长的研发周期对企业资本实力提出要求，企业需要投入足够的资本进行研发，才有机会占得一定的市场地位，该行业对资本投入的要求形成了较高的进入壁垒。 二、 显示驱动芯片行业 （一）主流显示技术的发展演变 1897年CRT显示技术诞生，之后此项技术被用于早期电视和电脑显示器上显示图像，直至1964年首个LCD（液晶显示器）和首个PDP（等离子显示器）问世，到目前为止CRT显示技术已基本退出市场。PDP典型的厚膜制造工艺以及其高压驱动方式导致成本居高不下，且长时间使用容易出现局部点的烧屏现象；LCD采用薄膜制造工艺，为低压驱动，通过采用大尺寸玻璃基板、低温多晶硅（LTPS）技术有助于成本降低与性能提升、实现大尺寸化。21世纪以前，40英尺及以上显示屏幕以等离子电视PDP为主；21世纪以来，LCD液晶电视凭借尺寸和价格的优势逐步取代等离子电视PDP，成为市场主流。 当前主流的LCD显示技术的生产中大量运用到了半导体工艺，成熟的半导体工艺与设备使得LCD具备大规模生产的条件。OLED技术与LCD技术同源，两者之间技术相关性和资源共享性高达70%，因此OLED可以看做是LCD的延伸与发展。 （二）显示驱动芯片介绍 完整的显示驱动解决方案一般由源极驱动芯片（SourceDriver）、栅极驱动芯片（GateDriver）、时序控制芯片（TCON）和电源管理芯片组成。源极驱动芯片、栅极驱动芯片统称为显示驱动芯片（DisplayDriverIC，简称DDIC），其主要功能是对显示屏的成像进行控制，它通常使用行业标准的通用串行或并行接口来接收命令和数据，并生成具有合适电压、电流、定时和解复用的信号，使屏幕显示所需的文本或图像；时序控制芯片负责接收图像数据并转换为源极驱动芯片所需的输入格式，为驱动芯片提供控制信号；显示屏电源管理芯片对驱动电路中的电流、电压进行有效管理。 （三）显示芯片的分类 按照显示原理的不同，CRT和PDP属于真空显示；TFT-LCD和AMOLED为半导体显示。半导体显示是指通过半导体器件独立控制每个最小显示单元的显示技术统称，其有三个基本特征：一是以TFT阵列等半导体器件独立控制每个显示单元状态；二是主要应用非晶硅（a-Si）、低温多晶硅（LTPS）、氧化物（Oxide）、有机材料（Organic）、碳材料（CarbonMaterial）等具有半导体特性的材料；三是主要采用半导体制造工艺。 与半导体显示技术和产品相关的材料、装备、器件和相关终端产业链统称为半导体显示产业，目前市场中主流的LCD、OLED显示面板均采用半导体芯片实现画面最终的呈现效果。 将显示驱动芯片是否集成触控功能可区分为显示驱动芯片（DDIC）和触控显示整合驱动芯片（TouchandDisplayDriverIntegration，简称TDDI），根据不同的应用场景及系统需求，决定了DDIC和TDDI在集成电路设计方案方面存在差异。现阶段市场上主流显示驱动芯片包括LCD显示驱动芯片（LCDDDIC）、触控显示整合驱动芯片（TDDI）和OLED显示驱动芯片（OLEDDDIC）三种类型。 1、LCD显示驱动芯片（LCDDDIC） LCD显示面板依靠正负电极间的电场驱动，引起置于两片导电玻璃之间的液晶分子扭曲向列的电场效应，以控制光源投射或遮蔽，在电源开关之间产生明暗，进而将影像显示出来。 目前的LCD产品主要有a-Si、IGZO和LTPS三种基底材料，按照驱动方式可分为扭曲向列（TN）型、超扭曲向列（STN）型及薄膜晶体管（TFT）型三大材料类。LCD经过多年发展，除低端的TN型因成本低、应用范围广等特点，在显示要求较低的终端产品中仍占有一定的市场外，早先的STN-LCD技术由于成像质量等多方面因素都劣于TFT-LCD技术已被市场淘汰。TFT-LCD即薄膜晶体管液晶显示器（ThinFilmTransistor－LiquidCrystalDisplay），具有体积小、重量轻、低功率、全彩化等优点，目前主流的LCD面板均采用TFT-LCD。 2、触控显示整合驱动芯片（TDDI） 触控显示整合驱动芯片（TDDI）是将触摸屏控制器集成在DDIC中的技术，其显示原理与TFT-LCD显示驱动芯片相同，目前主要应用于LCD屏幕的智能手机。原有的双芯片解决方案采用分离的系统架构，将显示驱动芯片与触控芯片分离，存在出现显示噪声的可能，而TDDI采用统一的系统架构，实现了触控芯片与显示驱动芯片之间更高效的通信、有效降低显示噪声，更利于移动电子设备薄型化、窄边框的设计需求。 3、OLED显示驱动芯片（OLEDDDIC） OLED（OrganicLight-EmittingDiode）即有机发光二极管，通常由夹在两个薄膜导电电极之间的一系列有机薄膜组成。当电流通过的时候，电荷载流子从电极迁移到有机薄膜中，直到它们在形成激子的发光区域中重新结合，一旦形成，这些激子或激发态通过电发出光（电能转化成光能），同时不产生热量或者产生极低的热量，降低了能耗。 按驱动技术OLED进一步细分为被动式（PassiveMatrix，PMOLED，又称无源驱动OLED）与主动式（ActiveMatrix，AMOLED，又称有源驱动OLED）。AMOLED由于其更薄、驱动电压低、像素独立驱动发光等优点而被广泛应用，成为OLED主流技术。 4、不同显示技术下的显示芯片对比 TFT-LCD和AMOLED显示面板各有不同的优缺点和各自特性，一般不能互相取代，其对显示驱动芯片的要求也存在一定差异，而TDDI在显示驱动原理上与TFTLCD并无显著差异。 三、 市场结构分析 芯片设计、封装测试、晶圆制造是芯片产业三大核心环节，在我国芯片市场中，芯片设计是最大的子市场，占整体的39．6%，其次为封装测试，占比32%，晶圆制造占比28．5%。 四、 集成电路设计行业市场规模 （一）全球集成电路设计行业市场规模 集成电路设计企业是集成电路行业快速发展的重要驱动力，2019年受中美科技战影响，全球集成电路设计企业产值出现小幅下滑，2020年起在强劲需求带动下快速恢复。根据ICInsights统计数据，2015年全球集成电路设计行业规模为803亿美元，2020年全球集成电路设计行业规模达到1，035亿美元，期间年均复合增长率为5．22%。 （二）中国集成电路设计行业市场规模 我国的集成电路设计产业起步较晚，但依托国家政策的大力扶持、庞大市场需求等众多优势条件，我国的集成电路设计产业已成为全球集成电路设计行业市场增长的主要驱动力。从产业规模来看，自2015年以来我国集成电路设计业占我国集成电路产业链的比重一直保持在37%以上，发展速度总体高于行业平均水平。根据CSIA的统计数据，2015年中国内地的集成电路设计行业市场规模为1，325亿元人民币，2021年市场规模达到4，519亿元人民币，期间年均复合增长率达到22．69%。 五、 芯片行业面临的机遇与挑战 （一）芯片行业面临的机遇 1、产业政策扶持为芯片行业发展提供坚实保障 半导体及集成电路行业是国家大力扶持发展的战略性新兴产业，作为中国新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化进程的强劲推动力量，半导体及集成电路行业在保障国家安全等方面发挥着至关重要的作用。为加快我国半导体及集成电路行业的持续发展，国家有关部门先后出台了一系列产业扶持政策。 2015年5月，《中国制造2025》强调应着力提升集成电路设计水平，不断丰富知识产权（IP）和设计工具，突破关系国家信息与网络安全及电子整机产业发展的核心通用芯片，提升国产芯片的应用适配能力；2016年《国家信息化发展战略纲要》指出：要以体系化思维弥补单点弱势，打造国际先进、安全可控的核心技术体系，带动集成电路、基础软件、核心元器件等薄弱环节实现根本性突破。2021年《国家重点研发计划数学和应用研究等十四五重点专项2021年度项目申报指南》纲要指出：显示屏的硬件上需要做到更好的对比度和HDR高动态范围，对显示屏屏体硬件的高刷新、高灰阶、高动态对比度、曲面/转角平滑过渡、视频素材的制作水平等有较高要求。 在国家有关部门的大力扶持和鼓励下，我国半导体显示驱动行业迎来了前所未有的发展机遇，业内企业也积极把握机会，加快技术创新和产品推陈出新，实现自身的成长与发展。 2、高面板产能占比与低显示驱动芯片国产化率带来广阔的增长空间 随着中国内地成为全球最大的TFT-LCD面板生产地区，以及未来在AMOLED领域面板产能的持续扩张，必将带动中国内地显示驱动芯片市场的快速增长。根据CINNOResearch统计数据，2021年中国内地面板产能占全球显示面板市场的65%，而显示驱动芯片出货量占比仅约16%，与面板占比存在较大差距，有巨大的空间。未来随着我国显示面板产能的扩张和显示驱动芯片国产比例的进一步扩大，中国显示芯片市场将有机会高速发展。 3、终端应用市场规模逐年增长，芯片行业产品市场空间巨大 显示驱动芯片广泛用于消费电子、工业显示等场景。随着5G、物联网、新能源汽车等终端应用市场的不断发展，下游市场对高端显示驱动芯片的需求日益旺盛，对显示驱动芯片产品的性能迭代要求也持续提升。 在智能穿戴领域，VR/AR等终端设备市场的持续发展刺激了对Mini-LED、MicroLed等新型显示驱动芯片的需求；在智能手机市场，5G时代下的换机潮以及消费者对高帧率、高屏占比以及曲面屏、折叠屏的需求将有效提升整合型AMOLED显示驱动芯片在手机市场的渗透率；在车载市场，新能源汽车的普及将有效提升单车显示屏配比需求，进而促进显示驱动芯片的需求增长；在电视及商显等大尺寸显示屏市场，除显示屏尺寸日益扩大提升了单片显示屏对显示驱动芯片的需求数量增长外，消费者对高分辨率显示屏需求日益强烈，将促进大屏显示市场对高分辨率（如2K、4K、8K）显示驱动芯片需求的增长。根据CINNOResearch数据，2016年全球显示驱动芯片需求量约为69亿颗，2016年至2021年市场持续增长，到2021年需求量已经达到89亿颗，预计2026年将达到97亿颗。 4、新型显示技术初具雏形，芯片行业未来增长点明显 MicroLED显示具有自发光、高效率、低功耗、高稳定等特性，是下一代主流显示技术的重要选择，在众多应用领域均有发展空间。目前随着静电力吸附转移技术、流体装配转移技术、弹性印模转移技术、选择性释放转移技术、滚轴转印转移技术等多种巨量转移技术的发展成熟，未来MicroLED的应用落地有望进一步加快。 MiniLED背光具有色域更高，超高对比度，提供更高的动态范围，显示屏厚度更薄的特点，使得LCD与OLED的显示差距大大减小。MiniLED未来的发展方向涵盖了大、中、小尺寸LCD显示背光以及LED显示屏等方面。 MicroLED和MiniLED是下一代显示技术的发展方向，随着相关技术工艺逐步成熟，MicroLED/MiniLED未来应用落地将进一步加快。MicroLED/MiniLED渗透率不断提升，为显示驱动芯片带来新的增量市场，相关领域显示芯片需求量将持续提升，为具有相关领域业务及技术布局的企业创造新的增长点。 5、显示驱动芯片产业链不断完善，芯片行业发展环境不断优化 近年来，在市场需求的推动和国家相关政策的扶持鼓励下，中国半导体及集成电路产业迎来了前所未有的发展机遇。根据CSIA统计数据，我国集成电路产业规模从2015年的3，610亿元增