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护城河有多深?为何华源智信的驱动IC被“聚焦”?

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2022-02-17 09:33
行家说Display

  旧岁与新年交替之际,历经重重考验,国内龙头面板厂京东方MLED事业首款玻璃基AM MNT背光量产交付,备受业界关注。而在该新品中,涉及一项关键技术——AM直驱技术,因实现了无频闪等效果,同样吸引了产业界的「目光」。

  据行家说产业研究中心了解,该AM直驱技术由京东方与华源智信合作完成。

  事实上,对于Mini LED屏来说,重要的不光是光源面板,驱动IC确实也非常重要——相当于面板的主控,影响着面板的显示、画质、节能等关键指标,且当前挑战重重,确实是业内重点关注的环节。而华源智信这家低调的企业,因数次与京东方等知名品牌联合推出AM驱动产品,并适时推出了新协议SPB,助力当前火热的Mini LED背光技术,被推到了聚光灯下。那么,华源智信为何频频被外界“聚焦”?其创始团队有何来头?护城河有多深?近日,行家说Display通过走访调研,尝试找出其中的答案。

  一、深厚积淀:最早的Local dimming

  要追溯华源智信的起点,可以从显示产业界的知名LED背光驱动IC和数字电源的龙头企业——iWatt开始。

  据行家说research调研信息显示,作为iWatt公司最早成员之一——华源智信董事长郑俊杰先生,在2001年就已经开始涉足数字电源控制。这一年里,“液晶之父”夏普推出了其液晶品牌,同年,液晶电视以迅雷不及掩耳之势,开始抢占CRT电视的市场份额。而早期的液晶电视主要是采用CCFL灯管照明。众所周知,CCFL作为面光源,存在着耗电高、需高压包驱动等诸多问题。

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  2004年,LED背光源破壤而出,当时尚在iWatt的郑俊杰等人,颇具前瞻性地判定了在液晶显示中,LED趋势化明显,率先与加州伯克利大学的David Chen(曾任MARVELL总裁特助及固态存储事业部总经理 )合作研究LED在背光中的驱动技术,研究出了第一代LED直下式背光驱动架构,并申请了核心专利技术。果不其然,之后LED乘风而起,以其单一光源,灵活、节能等优势,快速占领了市场。而iWatt团队也在金学成博士的带领下,不断迭代研究出了第二代、第三代直下式背光驱动技术。紧接着,iWatt乘胜追击,为LED量身定做了Local dimming的LED驱动芯片,并成为了当时最早申请专利,最早一批实现量产的企业。

2013年Dialog收购iWatt, 郑俊杰团队也随之进入了一个新的平台,2014年Dialog接着收购了AMS(奥地利微电子)的背光驱动业务,该收购促进了Dialog与TCL、康佳、海信的合作,进一步加大了郑俊杰团队对LED背光的研发。在此期间,郑俊杰率先带领iWatt聚焦LED调光照明驱动芯片的开发,率先开发出了市面上首款数字调光照明驱动芯片,时至今日iWatt/Dialog依然在商用工业LED照明驱动上独领风骚。时间镜头拉到2018年,竞业期满后郑俊杰与其团队一起创立了华源智信,这一次,他们瞄准了新一代的Mini LED 显示与背光技术。

  二、赛道选择:Mini LED背光驱动IC

  从前文可知,早在十多年前,郑俊杰团队便已敏锐判断出LED背光源将会替代CCFL。似曾相识的历史如今再次上演。郑俊杰带领着他的团队,创建了华源智信,并选择了显示产业的正当红技术——Mini LED赛道。

  结合团队长久以来在LED行业的技术积累,以及当时Mini LED的发展走向,华源智信团队开始聚焦于Mini LED AM的显示与背光技术。2019年,华源智信与京东方展开深度合作,步入了玻璃基AM驱动技术的新征程。

  AM

  Mini LED屏有两类主流驱动模式:被动矩阵式驱动(PM:Passive Matrix)和主动矩阵式(AM:Active matrix)驱动。现阶段,无论直显还是背光,皆以PM驱动方案为主,但在芯片尺寸不断缩小、数量大幅上升时,其成本效益不明显,AM模式由此也获得了更多的关注。

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  《2021Mini LED背光发展白皮书》

  尤其在Mini LED背光时代,驱动IC的挑战在于需要驱动大量分区及LED,产业呼唤新的驱动方,才能有效提高单一驱动IC对应的分区数,并且同步提高背光更新频率,方能让显示稳定无闪烁。而PM驱动成本太昂贵,因此,随着Mini LED技术不断发展,尤其在背光高分区领域,AM成为更具性价比的潜力驱动模式。在这样的背景下,华源智信团队率先研发的AM驱动方式,以背光领域为例,可以做到让“一个驱动IC对应一个背光分区,每个分区直驱常亮 ”,避免了传统PM驱动带来的频闪伤害。纵观产业,2021年下半年,陆续亦有多家知名企业推出了基于AM驱动的Mini LED显示新品。

  玻璃基

  PM和AM有各自的优劣势,但评估驱动IC性能与成本需要结合分区需求和基板类型进综合考量。在基板选择上,华源智信团队亦有着自己的深度思考和布局。当前基板主流的两种路线为:PCB和玻璃基板,但随着LED数量继续上升,对基板平整度、制程精度的要求提升,玻璃基板在平整度、线宽线距、耐热度方面均凸显了其优势,且在区数调整上也更具弹性。现阶段单纯从材料成本看,PCB基板价格是玻璃基板的几倍,且未来若使用更多层板时,PCB基板将没有成本优势。据了解,华源智信认为,玻璃背板在克服良率后,具备设计、生产效率、成本方面的潜力优势,在较高的分区数对封装要求提高,对线路要求更高时,玻璃基板更有机会脱颖而出。

  AM+玻璃基

  选准了方向后,华源智信团队又开始攻克各种技术难点。据悉,若TFT采用a-si则会出现均匀性和信赖性问题,需要大电流驱动能力,于是华源智信选择了self-drive的形式。与基于TFT的传统AM驱动不同,华源智信将TFT与驱动IC集成到了AM矩阵中。在这样的集成下,便可以达成更高的分区,实现更高的帧速率,并在结构上占据更小的空间,使得Mini LED背光产品更为轻薄。事实上,三星也曾提出的Micro IC的相关方案,其整体方案上与此类似,是Mini LED未来发展的重要技术。

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  《2021Mini LED背光发展白皮书》

  由此也就出现了开篇所提的,2019年,华源智信AM技术交付,并于2021年率先与京东方合作实现了基于玻璃基AM MiniLED在TV和电竞显示器上的成功量产。

  AM/PM、玻璃基/PCB多方案并存

  在持续钻研AM+玻璃基的同时,华源智信也在同步推进PM等技术方案。据悉,其基于PCB基的4扫32通道Mini LED驱动产品也在2021年实现量产。并且在华源智信的2022产品规划来看,就包括了一颗芯片驱动8区的AM产品,以及一个芯片驱动384区的PM产品。据了解,华源智信在芯片、封装等环节均有一套完整的、系统性的技术成果配套,并致力于以此推动Mini LED的发展。

  三、Mini LED背光的未来:标准化

  不过,在华源智信看来,Mini LED的未来,还有着一个非常重要的关键点:标准化。

  产业周知,当前,与 Mini RGB LED 对比,Mini BLU LED 驱动 IC 的价格相比高出几个数量级,除了技术匹配度外,还与所处的规模量级, Mini LED 背光驱动 IC 技术方案和标准尚未统一息息相关,尤其是在测试、封装上没有标准化,使得在终端角度上看,驱动IC整体成本占比依然居高不下。华源智信因而认为:行业亟需标准化。并且,根据这一行业需求,华源智信结合Mini LED的发展特征,提出了备受关注的SPB协议。

  SPB协议

  现阶段,驱动IC普遍是使用1-wire协议或是SPI协议。1-wire协议采用单根信号线,具有节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。但在Mini LED背光领域,随着分区的提升,1-wire将不再具备简单、成本低廉的优势.SPI协议是一种高速的,全双工,同步的通信总线,但是没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据,所以相比较而言,在数据可靠性上有着一定的缺陷。有鉴于此,华源智信推出了SPB协议(Serial-Parallel-Broadcast)。据悉,SPB协议针对Mini LED所设,具有高可靠性、可扩展性,并且在保证线路简单的同时,能实现灵活高效。

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该协议支持PM及AM驱动方式,可减少PWM数据中断,更具可靠性,能满足当前对刷新率、灰阶度的要求。并且还具有可扩展性,也可在避免过高提升成本的前提下,满足Mini LED背光产品更高分区的需求。

  显然,在华源智信看来,随着Mini LED的发展,行业标准和协议都是必不可少的,并且也在不断身体力行,积极地推动着标准及协议的落地。

  四、激烈竞争下的护城河:技术专利

  在当前的MiniLED直显及背光赛道上,国际竞争愈演愈烈。一方面是多家终端厂商对Mini LED技术的选择逐渐增多,市场快速发展;而另一方面则是众多国际大厂入局,竞争日趋激烈。

  在这个日新月异的赛场上,整个产业链上的中国企业都在面对激烈竞争。如何增强中国企业的全球竞争力?又该如何助推中国的Mini LED产品能够走向全球?在华源智信团队看来,只有掌握核心技术和核心专利,才能够立足于世界。据悉,华源智信自2018年开始就开始了专利布局,目前已经申请了相关MiniLED驱动与封装的专利20多项,已经在美国获得4项核心技术专利授权。由此,华源智信凭借深厚的技术积淀、前瞻的产品布局和深刻的行业洞见,加持丰富的市场资源和具备含金量的专利,逐步建立起中国企业面向全球竞争的护城河。

  毫无疑问,显示技术的发展使高阶电视市场迎来了新的格局,Mini LED背光在未来也必然向着高清、高对比度、高刷新率的方向发展。

  在此之下,仍需倚仗供应链玩家长期的技术积累、突破性的技术创新。无论是最早的Local Dimming,还是当今的SPB协议,华源智信团队都在将目光放在了产业的未来。作为一家年轻而又有着深厚积淀的企业,华源智信富有活力而又兼具实力。回顾2021年,他们以技术突围行业瓶颈,并着手于标准与协议的建立。在Mini LED极具发展前景的未来,华源智信值得期待。

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