百家爭鳴的OLED屏顯驅動芯片(DDIC)

當苹果公司推出第一支AMOLED概念機IPhoneX大賣的同時, 也象徵著LCD屏在旗艦手機的地位日漸勢弱了, 就在屏顯驅動芯片(DDIC)各大廠還在忙於LCD 屏實現TDDIC ( TOUCH+ DDIC) 的整合及推廣時, 苹果發出這個震撼彈, 大家都沒想到OLED屏真能崛起, 導入苹果產品線, 雖三星OLED屏市場成長, 但按照三星SDC的生產模式大多是挷定自家設計DDIC, 一時間的這些大廠還對OLED驅動模式仍摸不著頭緒時, 瑞鼎Raydium因為早在友達OLED開發時期累積許多經驗, 提供大陸OLED屏廠現行己驗證可用的解決方案, 順勢就拿下大陸OLED屏廠的市占, 但市場之大絕非一個DDIC廠的產能可以全占据100%的市場, 於是各大廠爭先分吃大餅, 甚者企圖擠下瑞鼎現有的市占, 等同宣告進入OLED屏顯驅動芯片DDIC的戰國時代[1]。

傳聞2014年市場上三星SDC找上台廠DDIC代工OLED屏顯驅動芯片, 當時未能确定OLED市場是否會取代LCD屏, 但對台廠是攻進三星SDC大廠的好機會, 也是個學習OLED屏顯驅動芯片DDIC的好機會, 這事雖未有報導證實, 可能最終未能合作而落幕, OLED屏的驅動有別於LCD不採背光調光而是藉由Gamma(珈瑪)電壓切換及PWM結合的方式, 再者可能施加DataRemap, 為了使其亮度變化呈線性(參考作者另一文章: 關於安卓3840Hz這件事), 調光是一種複合性功能, 統合稱為BC (Brightness control)調光模塊, 對於熟悉於LCD驅動開發的DDIC廠商(二者結構參考[2]), 它的調光方式卻是一個新穎的設計, 加上在這平行時空下的LCD正處於與觸控整合形成TDDI(Touch+ DDIC)的設計, 產品整合複雜化增加但模組價格卻下降的宿命,回首三星台廠協力設計的這個傳聞或許也是OLED屏顯芯片進入戰國時期的導火線之一。

圖片擷自參考文獻[2]

早在苹果決定要開始使用AMOLED屏生產IPhone時, 期望所有OLED相關的算法要苹果自己掌控, 作風就如以往設計, 要熟悉它才可能重新定位它, 所以當苹果推出IPhoneX時就深知OLED屏的二大算法重點: SPR及老化問題, 因為當時的DDIC仍未知老化問題時苹果己推出AP實現补償算法, 與三星SEC手機進行屏老化測試, 苹果也是使用三星SDC的OLED屏, 相同的DDIC但卻效果優於三星手機(參考文獻[4]), 說明在IPhoneX推出的同時已整合OLED算法進入自家AP(手機應用處理芯片); 這個舉止佈局也帶動了華為旗下芯片公司海思(HISILICON)整合當時所需要的SPR算法進入自研AP芯片, 使用當時華為白色魔法(WhiteMagic, 曾經華為的白色魔法(WhiteMagic))具量產經驗的SPR算法硬件導入MATE50, 讓SPR於AP做實現, 這样的操作可以省下1/3資料由AP傳送給DDIC, 在這一戰國時期的AP(手機應用處理芯片)或DDIC芯片都在試著搶食OLED這塊大餅, 無論是二者的分工配合供應鏈, 或市場終端的佈局, 一切的目標都在迎接這個新的應用領域, 新的技術, 也希望自家的芯片具有獨特技術, 有些事情AP做的計算彈性會更好, 儲存空間也比較大, 畢竟AP手機芯片是採較先進的製程設計, 二者的結合帶動了新的設計契機及合作模式。

圖片擷自參考文獻[3]

圖片擷取自參考文獻[4]

因為OLED屏是一個新的領域, 使得台廠爭相進入研發, 但同時大陸也有許多DDIC新創公司併行搶攻這塊市場, 因為大陸有國家經費的支持大陸OLED廠也大舉採購機台正式試產OLED屏, 由於地緣政治的因素, 各大OLED廠也都有自己孵育的DDIC公司, 相對友善協助孵化獨家技術, 甚者新創自家DDIC公司, 如京東方與ESWIN(奕思偉)就是如此, 再者看看AP芯片, 在前篇OLED屏的馬賽克藝術提到的SPR算法, 苹果在推出戈IphoneX的同時即把SPR算法放入AP的DSS(屏顯系統)管線PIPE中, APP的主要二大模塊CSS(影像系統)及DSS, 由於AP產的製造單價高, 開發周期較DDIC長, 大多為期一年, 所以AP芯片公司會將測試算法先由DDIC證實可行才加入, 例如SPR放入AP芯片的重要性在於節省傳輸功耗, 即然OLED屏只顯示2/3的數据量, 這样SPR放入AP芯片就可減少傳送量, 如此操作省功耗若讓手機有多一天的使用時間將會是更好的使用者體驗, 迄今(2023)高通和聯發科也開始動工跟進加入, 從苹果佈局OLED屏的做法與細節來看, 真的是相當有遠見且創新的公司。

瑞鼎Raydium早在友達2008年推出第一支AMOLED手機時, 累積很多OLED屏驅動的量產的經驗, 於是2015大陸OLED廠起步研發也就順勢拿下大陸OLED屏驅動芯片龍頭的地位, 提供現成可用的DDIC, 而其他後進的台灣或大陸DDIC公司雖熟悉LCD且市占頗高, 但在起初在還搞不懂OLED電性的DDIC公司, 也大多是從研讀瑞鼎DDIC功能SPEC開始的, 甚者對標瑞鼎的DDIC測試,累計經驗後陸陸續續的也與大陸OLED屏廠談規格, 就連台灣當時DDIC一線大廠聯詠(NOVATEK)也是如此, 大陸則有新創公司云英谷(YYG), 京東方的ESWIN(奕思偉), 北京新創的CHIPONE(集創), 以上都是同一時期較大陣仗搶進OLED DDIC的公司, 這個時期可謂是 百家爭鳴的OLED屏顯芯片 時代。

[1] https://finance.technews.tw/2017/12/24/high-class-mobile-phones-oled-war/

[2] https://www.yilikai.com/xinwen/107.html

[3] https://www.concept-phones.com/tag/iphone-x-oled-screen/

[4] https://appleinsider.com/articles/18/01/03/extreme-oled-test-finds-apples-iphone-x-takes-much-longer-to-burn-in-images-than-samsung-galaxy-note-8