Как китайская индустрия DDIC совершает прорыв на рынке

Производство микросхем DDIC для экранов больших размеров находится на рубеже технологического прогресса благодаря низкому порогу технологической прорывности и большим производственным мощностям. В условиях тенденции трансфера технологий в индустрии дисплеев и роста инвестиций, цепочка поставок DDIC в материковом Китае вступает в стадию быстрого развития.

Точкой входа является крупный размер, а малые и средние месторождения ускоряются вместе с промышленной передачей и замещением.

Производственная цепочка драйверов ИС, как правило, состоит из проектирования ИС, литейного производства пластин, производства упаковки и тестирования и производства панелей. Нынешнее узкое место поставок в основном связано с мощностями литейного производства вафель.

Отраслевая цепочка DDIC относительно проста. Стоимость DDIC в электронных продуктах как важной части системы отображения изображений составляет около 10-15%. Однако из-за большого количества встроенных микросхем это продукт с низкой валовой прибылью в индустрии разработки микросхем.


На этапе ограниченных производственных мощностей чипы для дисплеев часто вытесняются литейными заводами из-за низкой прибыли и других характеристик. Из-за разнообразия продуктов отображения диапазон процессов DDIC также относительно широк, и основные продукты охватывают процесс 28–150 нм.

Среди них ИТ-продукты, такие как NB (ноутбук), MNT (монитор) и телевизор, в основном имеют длину волны 110–150 нм. 

Интегрированный процесс TDDI (Touch + DDIC), используемый в основном для ЖК-смартфонов и планшетов, имеет длину 55–90 нм.

Относительно продвинутый процесс для драйвера AMOLED IC составляет 28-40 нм.

Другие микросхемы драйверов с более низкими характеристиками, такие как носимые устройства, белые электроприборы и небольшие бытовые приборы, которые применяются с более низким разрешением, в этой главе не обсуждаются.

Рисунок 1. Процессы DDIC и его конкурирующие решения
Источник: DISCEIN, Frost&Sullivan
Рисунок 1. Процессы DDIC и его конкурирующие решения

В 2021 году предложение различных DDIC будет ограничено в разной степени. В дополнение к их собственному росту спроса потребление пластин других типов ИС в том же процессе также повлияет на предложение DDIC.

В 2021 году наибольшая нехватка чипов управления питанием, недорогих чипов изображений менее 10 млн и чипов распознавания отпечатков пальцев увеличила спрос, что в разной степени сократит предложение пластин для телевидения и ИТ.

Процессы производства микроконтроллеров в автомобилях в основном сосредоточены на 28-40 нм, что затрудняет быстрое пополнение запасов DDIC для AMOLED, которых также не хватает в этом процессе.

На DDIC приходится около 3% от общей мощности пластин и 6% от литейного производства.

По данным DISCEIN, емкость пластины, потребляемой DDIC, составляет около 250-270 тыс./мXNUMX;

  • Если мы говорим о емкости пластин более 9500 тыс. / М в 2021 году, фактическая доля составляет менее 3%.
  • Если исключить емкость IDM около 5000 тыс./млн (например, Samsung и Intel), остаточная емкость литейного производства (например, TSMC, UMC, SMIC) составляет около 4500 тыс./млн, а доля DDIC составляет менее 6%.
Рисунок 2. Глобальная емкость пластин и распределение доли пластин основного потребления DDIC
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рисунок 2. Глобальная емкость пластин и распределение доли пластин основного потребления DDIC

Смартфоны и телевизоры потребляют большое количество пластин

По данным Omdia, DDIC большого размера, включая телевизоры, MNT, NB и TPC (планшетные ПК) с диагональю более 9 дюймов, составляют 70% от общего спроса. Среди них ЖК-панели для телевизоров составляют более 40%. Из-за того, что ежегодные поставки панелей составляют около 270 миллионов (AVC Revo - 272.2 миллиона в 2020 году) и более 50% UHD, существует большой спрос на DDIC и высокое потребление пластин.

На рынке малых и средних DDIC смартфоны занимают наибольшую долю рынка.

В 2020 году на долю микросхем DDIC для ЖК- и AMOLED-панелей приходилось 20% от общего спроса. Однако, поскольку микросхемы драйверов смартфонов часто объединяют функции сенсорного экрана и T-CON, площадь одной микросхемы примерно в три раза больше, чем у микросхем драйверов телевизоров, что приводит к потреблению кремниевых пластин, составляющему почти половину от общего объема производства основных микросхем для дисплеев.

В 2021 году рост ИТ-продуктов по-прежнему будет сильным. В то же время, по данным Omdia, из-за возросшего уровня проникновения более высокого разрешения в телевизионные панели общий спрос на основные DDIC, как ожидается, вырастет до 8.4 млрд в 2021 году. 

Рис. 3. Доля ежегодных поставок основных мировых драйверов ИС
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рис. 3. Доля ежегодных поставок основных мировых драйверов ИС

Количество DDIC, необходимое терминалу, пропорционально размеру и разрешению панели. Чем больше размер и выше разрешение, тем больше требуется DDIC.

В будущем, по мере увеличения размера экрана большой панели, а также дальнейшего улучшения требований к разрешению и цветовой гамме, количество DDIC, необходимых для каждого терминального продукта, будет увеличиваться.

Тайваньские и южнокорейские производители занимают большую часть рынка драйверов дисплея.

По данным Omdia, тайваньские производители имеют наибольшую долю на рынке крупногабаритных DDIC. Новатэк занял первое место с долей 24% в 2020 году, за ним следуют Himax, Raydium, Samsung LSI и LG Silicon Works.


В области смартфонов лидируют тайваньские производители ЖК-дисплеев с долей почти 80% в 2020 году, а «Новатэк» и ИЛИТЭК-МТК занимают первые два места.

Рис. 4. Доля рынка крупногабаритных DDIC в 2020 г. 1
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рис. 4. Доля рынка крупногабаритных DDIC в 2020 г.
Рис. 5. Доля рынка DDIC для ЖК-смартфонов в 2020 г.
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рис. 5. Доля рынка DDIC для ЖК-смартфонов в 2020 г.

В области AMOLED корейские производители имеют доминирующую долю благодаря своим технологическим преимуществам.

Samsung LSI занимала более половины доли рынка драйверов дисплея AMOLED в 2020 году. Будучи эксклюзивными поставщиками Samsung SDC, LSI и Magnachip (ранее SK Hynix Semiconductor) еще не сотрудничали с производителями панелей в материковом Китае.

В 2020 году Novatek и Radium станут основными поставщиками микросхем драйверов AMOLED для заводов по производству панелей в материковом Китае с долей рынка 7% и 6% соответственно.

Рис. 6. Доля рынка DDIC для смартфонов AMOLED в 2020 г.
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рис. 6. Доля рынка DDIC для смартфонов AMOLED в 2020 г.

По мере увеличения доли отечественных производителей панелей передача восходящей цепочки поставок способствует быстрому развитию отечественной отрасли DDIC.

В области крупногабаритных DDIC компании Chipone и ESWIN значительно выросли. ESWIN является крупнейшим поставщиком телевизионных DDIC для BOE в 2020 году. Доля Chipone в таких производителях панелей, как BOE и HKC, продолжала расти. В 2020 году рыночная доля Chipone и ESWIN составляла 3.2% и 2% соответственно.

В области DDIC для смартфонов отечественные компании по-прежнему имеют небольшую долю рынка, но демонстрируют локальный прорыв

В 2020 году OmniVision приобрела бизнес мобильного TDDI Synaptics и активно объединила преимущества своих продуктов в СНГ для расширения на китайском рынке.

В конце 2020 года Chipone запустила серийное производство TDDI для Xiaomi.

В третьем квартале 2020 года Viewtrix начала массовое производство микросхем драйверов AMOLED.

Во второй половине 2021 года завершено пробное производство чипа драйвера OLED, разработанного Huawei Hisilicon, и планируется официально завершить массовое производство и поставку поставщикам в 2022 году. Во второй половине 2021 года образец чипа был отправлен в BOE, Huawei, Honor и других производителей для тестирования.

В 2021 году после сборки AMOLED DDIC SinoWealth были произведены и отправлены серийно; в середине 2022 года компания планирует выпустить чип с рыночными спецификациями для предварительной сборки.

Драйвер дисплея телевизора: лучший вход для отечественных производителей в поле драйвера дисплея

Телевизионные панели являются наиболее потребляемой категорией дисплеев.

DDIC управляет отображением состояния включения-выключения миллионов пикселей через линию истока панели, управляемой напряжением. В обычной конструкции ИС фактором, который оказывает наибольшее влияние на количество ИС драйвера, является разрешение.

Одна микросхема драйвера телевизионной панели обычно имеет 960-1366 каналов. Обычная конструкция ОС с разрешением HD требует 3 ИС драйверов, обычно 6 для FHD и 12 для UHD.

В дополнение к традиционным конструкциям производители панелей также разрабатывают конструкции с двойным затвором (один канал драйвера управляет двумя столбцами) или конструкциями с тройным затвором (один канал драйвера управляет тремя столбцами). 32-дюймовый HD начального уровня имеет один или два драйвера IC. Однако в настоящее время на UHD приходится более 50% всего телевидения. Такого решения трудно достичь, когда разрешение становится все выше и выше.

По данным DISCEIN, количество ИС драйверов, необходимых для ТВ-панелей, соответствует 270 миллионам ежегодных поставок с объемом около 2.5 миллиардов, что является категорией дисплеев с наибольшим потреблением.

РазрешениеПараметрИсходная строка (разрешение * 3-RGB)Канал привода с одним чипомУсловная дозировка IC (шт.)
HD1366*768409813663
FHD1920*108057609666
UHD3840*21601152096612
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Таблица 1. Использование телевизионных DDIC
Рисунок 7. Доля каждого разрешения ТВ
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рисунок 7. Доля каждого разрешения ТВ

Микросхемы драйверов телевизоров первыми стали лучшей отправной точкой для производителей материкового Китая.

Следующие причины объясняют, что мы считаем нынешнюю ИС драйвера телевизора главным прорывом.

(1) ТВ-панели большого размера имеют наивысшую степень стандартизации, а технические барьеры ниже, чем порог для малых и средних размеров;

(2) годовой спрос на драйверы для телевизионных дисплеев составляет около 2.5 миллиардов, что составляет большую часть основных дисплеев;

(3) После нескольких промышленных поставок дисплеев Китай взял на себя инициативу в реализации доминирующей промышленной модели материка в области ЖК-телевизоров большого размера. Сформирована тройка лучших моделей конкуренции. Наряду с другими производителями панелей, такими как CHOT, спрос на микросхемы драйверов телевизоров доминируют производители материкового Китая.

В настоящее время телевидение также является наиболее конкурентной сферой, и общая доля относительно невелика. Среди них определенную долю также занимают производители материкового Китая Chipone и EAWIN. По данным CINNO Research, среди местных производителей чипов драйверов в первой половине 90 года доля рынка в средних и крупных приложениях, таких как телевизоры, MIN и NB, составила более 2022%.

Рисунок 8. Площадь отгрузки мировых поставщиков ЖК-телевизоров, млн квадратных метров
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рисунок 8. Площадь отгрузки мировых поставщиков ЖК-телевизоров (млн квадратных метров)
Рис. 9. Конкурентная среда ИС ТВ-драйвера в 2020 г.
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рис. 9. Конкурентная среда ИС ТВ-драйвера в 2020 г.
ЖК-дисплей
Единица: миллион
20Q120Q220Q320Q4Общая 202021Q121Q221Q321YTD г/гПоделиться 2021
изменение
Банк Англии11.611.812.411.647.315.415.114.928.4%5.4%
TCL11.210.19.68.839.710.110.310.52.0%0.6%
Иннолюкс9.311.011.010.641.99.89.49.2-11.5%-1.5%
hkc расширение6.47.48.78.731.39.69.68.522.7%2.8%
LG Display6.75.25.95.923.76.06.25.3-2.2%0.0%
AUO4.95.25.04.920.04.74.64.4-9.6%-0.6%
острый0.81.73.44.510.44.34.24.190.6%3.0%
ЦИК2.93.33.53.713.43.73.83.411.2%0.6%
Samsung6.55.77.36.125.61.62.01.7-72.4%-6.8%
ЦИК Панда G6–––––1.20.90.9–1.5%
ЦИК Панда4.64.14.74.618.0––––-6.5%
Всего64.665.471.669.5271.366.466.162.9-2.1%–
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Таблица 2. Отгрузки производителей ТВ-панелей

Драйвер дисплея MNT: многомерные сценарии применения, материковые производители догоняют

Продукция MNT богата размерами. Форма MNT и TV аналогична, но TV относительно прост и стандартен в сцене. 

MNT поставляется с дополнительными требованиями к сценариям приложений, такими как соотношение сторон экрана, частота обновления, плоская и изогнутая поверхность, разрешение и другие богатые многомерные функции. MNT используются в различных сценариях, таких как офис, развлечения и киберспорт. 

MNT используется реже из-за ограничений по размеру.

С точки зрения дозировки, из-за, как правило, меньшего размера, MNT трудно использовать более 10 DDIC с 960 каналами так же легко, как телевидение, и, как правило, используют меньше DDIC с 1446.

В сочетании с общим размером MNT и тенденцией использования большего количества каналов ИС драйверов количество ИС драйверов, необходимых для панелей MNT, соответствует 160 миллионам ежегодных отгрузок с объемом около 900 миллионов, что больше, чем TPC только в нескольких основные приложения.

По сравнению с промышленной структурой, в которой доминируют материковые производители телевизионных панелей, МНТ по-прежнему находятся в сильном положении.

Среди них Банк Англии занимает первое место в мире по объему отгрузок. Другими ведущими производителями в основном являются южнокорейские LG Display, тайваньские AUO и Innolux. В настоящее время материковые производители увеличивают инвестиции в тугриках, чтобы продолжать наверстывать упущенное. 

ЖК-дисплей
Единица: миллион
20Q120Q220Q320Q4Общая 202021Q121Q221Q321YTD г/гПоделиться 2021
изменение
Банк Англии8.911.311.411.443.112.312.413.520.1%4.1%
LG Display7.08.89.29.033.99.88.99.411.5%1.5%
AUO4.96.47.37.125.77.17.27.415.6%1.7%
Иннолюкс3.96.35.65.020.94.64.85.5-4.4%-1.0%
TCL0.91.31.92.46.42.43.13.7120.2%4.0%
hkc расширение–0.30.61.32.32.03.03.1656.6%5.9%
ЦИК Панда G6–––––1.21.50.7–2.7%
Samsung4.05.15.44.819.20.60.50.0-92.5%-11.2%
ЦИК Панда2.83.13.32.711.9––––-7.7%
Всего32.342.644.743.7163.439.941.443.24.0%–
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Таблица 3. Поставки производителей панелей дисплея

Микросхемы драйверов MNT по-прежнему не являются предпочтительным выбором для новых производителей, но их доля быстро растет с переходом в отрасль.

Кажется, что продукт ИС драйвера MNT не сильно отличается от спецификации телевизора, но это не первый выбор для выхода новых производителей на рынок из-за общего масштаба, разнообразия продуктов, настройки и других причин. В нынешней высокой концентрации в основном преобладают тайваньские производители.

Однако в настоящее время отечественные производители панелей подтягиваются. Материковый Chipone, EXWIN и NewVision быстро росли по мере того, как производство панелей MNT перемещалось на материк.

Рис. 10. Конкурентная среда ИС драйвера MNT в 2020 г.
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан. 
Рис. 10. Конкурентная среда ИС драйвера MNT в 2020 г.

ИС драйвера NB: постэпидемическая эра для удовлетворения нового жесткого спроса, в котором полностью доминируют тайваньские производители.

В постэпидемическую эпоху к ноутбукам предъявлялись более новые жесткие требования, а потребление составляло примерно половину от телевизора.

В период эпидемии различные жесткие требования, включая экономику внутренних нужд , онлайн-офис и образование и т. д., особенно централизованная закупка ноутбуков, значительно увеличили новый жесткий спрос на накладные ноутбуки, и в 2022 году он несколько снизится.

По данным TrendForce, годовой объем отгрузок в 2022 году снизится на 3.3% в годовом исчислении до 238 млн единиц, из которых на хромбуки придется около 12.4%. Импульс отгрузок немного замедлился, а спрос, вызванный влиянием онлайн-экономики, снизился.

В структуре разрешения продуктов NB в настоящее время преобладают HD и FHD, на долю которых приходится почти 90%, поэтому количество IC используется меньше. Ежегодные поставки 230 миллионов панелей NB составляют около 1.2 миллиарда микросхем, что составляет почти половину потребления телевизоров.

Объем спроса на НБ ИС соответствует ежегодной отгрузке 230 млн панелей при объеме около 1.2 млрд, что близко к половине потребления ТВ.

Рисунок 11. Объем мирового рынка ноутбуков, млн единиц
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рис. 11. Размер мирового рынка ноутбуков (миллионы единиц)

РазрешениеПараметрИсходная строка (разрешение * 3-RGB)Канал привода с одним чипомУсловная дозировка IC (шт.)Коэффициент разрешения
HD1366*768409813663 или 430%
FHD1920*1080576014464 или 659%
WQHD2560 * 1440 и 2560 * 16007680144665%
UHD3840*21601152014468–
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Таблица 4. Использование NB DDIC

В микросхемах драйверов NB в основном доминируют тайваньские производители, и технический порог относительно высок.

С точки зрения поставщиков, помимо раннего принятия BOE новаторского производственного решения линии поколения G8.5, которая быстро завоевала рынок и заняла первое место в мире. Есть от 2 до 4 производителей на Тайване и в Южной Корее, в настоящее время в линейке NB материковых производителей, которые еще не освоили лидерство.

Поскольку NB уделяет особое внимание энергопотреблению, качеству изображения и дизайну COG, что повысило технический порог ИС драйвера, в его поставках полностью доминируют тайваньские производители. На долю первого «Новатэка» и второго «Райдиума» приходится более 60% акций, а участие материковых производителей ниже по сравнению с ТВ и МНТ. 

В 2021 году из-за высокой олигополии поставщиков ИС драйвера стала ограничением на поставку панелей NB, особенно из-за технического порога, материковым производителям сложно быстро дополнить. 

В дополнение к техническому порогу, из-за количества каналов, конструкции COG и энергопотребления ИС драйвера NB, 12-дюймовая пластина может производить около 5K TV IC или более 7K MNT IC, но только 2-3K NB IC. Ожидается, что спрос и предложение на микросхемы драйверов NB улучшится позже, чем MNT и TV в 2022 году, с нарушением нехватки ядра.

Рис. 11. Конкурентная среда ИС драйвера NB в 2020 г.
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рис. 11. Конкурентная среда ИС драйвера NB в 2020 г.
ЖК/OLED
Единица: миллион
20Q120Q220Q320Q4Общая 202021Q121Q221Q321YTD г/гПоделиться 2021
изменение
Банк Англии12.015.716.014.658.318.819.520.736.5%1.8%
AUO8.813.113.613.849.314.015.015.424.5%-0.6%
Иннолюкс8.211.814.514.549.114.113.615.422.2%-0.9%
LG Display5.99.610.510.536.410.39.89.712.9%-1.9%
острый1.82.62.73.010.12.72.93.121.0%-0.2%
иллюзия1.12.32.12.37.82.72.42.537.9%0.3%
Ханнстар0.20.20.50.51.40.80.51.1162.5%0.6%
TCL0.30.40.30.31.20.50.91.0187.6%0.7%
ТИАНМА–0.10.10.10.30.20.40.6724.7%0.5%
hkc расширение–––––0.52.92.8–3.1%
ЦИК Панда1.33.42.53.010.1––––-4.6%
Samsung Display0.10.20.30.30.90.71.21.3408.8%1.2%
Всего39.759.462.962.9225.065.569.173.627.8%–
Таблица 5. Поставки производителей панелей ноутбуков

ИС драйвера AMOLED: увеличение скорости проникновения способствует быстрому росту

Уровень проникновения AMOLED продолжает расти, и сейчас он вступает в пиковый период строительства. Материковые и южнокорейские производители по-прежнему инвестируют в строительство новых заводов для увеличения производственных мощностей и в то же время осуществляют повышение урожайности, оптимизацию технологий и инновации продукции.

По данным TrendForce, уровень проникновения на рынок панелей AMOLED для смартфонов в 42 году составил 2021%. Несмотря на постоянную нехватку ИС панелей дисплея AMOLED, тенденция производителей смартфонов и OEM-производителей расширять использование панелей AMOLED в своих новых моделях, что будет способствовать росту проникновения AMOLED на рынок и, как ожидается, увеличится до 46% в 2022 году.

В то же время последующие приложения OLED постепенно расширились от смартфонов до носимых устройств, планшетов, ноутбуков и других областей. Поставщики превратились из монополии SDC в ситуацию мультивеликой державы.

Рисунок 12. Рыночная доля смартфонов по технологиям
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Рисунок 12. Рыночная доля смартфонов по технологиям
Единица: млн шт.Samsung DisplaySamsung Displayрасширение CSOTТИАНМАVisionoxLGDEDOОбщая 2021
ЖесткостьГибкий ПодходГибкий ПодходГибкий ПодходГибкий ПодходГибкий ПодходЖесткость/гибкость
ЧЕСТЬ618
Huawei10713
OPPO702010574
VIVO50201460
Xiaomi60403371
Samsung100604157
Apple11060169
Прочее42023
Всего2802504729176020585
Источник: DISCEIN, Фрост и Салливан.
Таблица 6. Взаимосвязь количества брендов смартфонов и OEM-цепочки поставок в OLED-дисплеях

ИС драйвера AMOLED предъявляет высокие требования к процессу, а несколько конкурирующих продуктов в рамках одного процесса обеспечивают высокую рентабельность.

Технологический диапазон чипов драйверов AMOLED составляет 28-55 нм, что является наиболее плотным производством в зрелых процессах. В этом диапазоне есть более конкурентоспособные продукты с более выгодными преимуществами, такие как автомобильные MCU, high-end CIS, SoC для бытовой электроники и т. д., что делает производственные мощности AMOLED вытесненными, а приоритет спроса на них низким и трудным для удовлетворения.

Материковые производители пока не могут поставлять микросхемы драйверов AMOLED в больших масштабах.

Подобно структуре производителей панелей AMOLED, все три основные микросхемы драйверов AMOLED являются корейскими, включая Samsung LSI и LG Silicon Works. Доля первой тройки превысила 80%, а вторую составляют в основном тайваньские производители, такие как «Новатэк» и «Райдиум».

Материковые производители чипов не могут поставлять крупносерийные продукты. В настоящее время из-за отсутствия чипов и производственных мощностей материковые производители панелей находятся в относительно пассивном положении.

Отрасль литейного производства пластин ограничивает разработку микросхем драйверов OLED в материковом Китае.

Корейские литейные заводы тесно связаны с производителями микросхем драйверов OLED, формируя модель вертикальной интеграции и занимая лидирующие позиции в мире.

Тайваньские литейщики пластин также тесно сотрудничают с местными производителями микросхем драйверов OLED, отдавая приоритет OEM для местных производителей.

Материковый Китай производит вафельные пластины в основном OEM-чипы для драйверов ЖК-дисплеев, в то время как OEM-производители чипов для драйверов OLED имеют меньше опыта, поэтому большинству производителей материкового Китая приходится передавать заказы на Тайвань.

Поделиться этой статьей