繼小米MIX、三星S8和iPhoneX之后，華為、VIVO、OPPO、nubia等廠商也緊隨其后推出了全面屏手機。顯而易見，18:9的顯示屏已經成為了手機圈的新潮流。不過，全面屏給手機產業(yè)鏈也帶來了新的挑戰(zhàn)。TDDI芯片作為全面屏背后的“功臣”，在給手機設計帶來便利的同時還需面對顯示與觸控信號的干擾、異形切割邊緣識別、OLED顯示屏的支持等難題。驅動芯片廠商能否解決這些問題？全面屏普及指日可待？

手機全面屏爆發(fā) TDDI芯片功不可沒

對于早已是紅海的智能手機市場，廠商需要做出很多選擇，顯示技術是其中重要的一個。得益于觸屏特性和功能的進步，一些機型在獲得成功之后手機廠商便借此開展多種營銷活動，把消費者的注意力聚焦在他們最新機型的屏幕上，展現(xiàn)自己產品和競品顯示屏的最關鍵的視覺差異和設計差異，手機的全面屏之戰(zhàn)也由此開啟。業(yè)界預測，2017年全球全面屏智能手機出貨規(guī)模約為1.3-1.5億部，滲透率達到10%； 2018年滲透率有望快速提升至超過30%；2020年預計高端機型基本全部搭載全面屏，全面屏手機有望達到9億部，滲透率超過55%。

Synaptics智能顯示部門高級副總裁兼總經理Kevin Barber

作為當今手機屏的兩種主流技術，無論是OLED還是LCD顯示屏都發(fā)展到了非常高水平，在分辨率、色域、對比度和亮度方面都能提供驚艷的視覺體驗。Synaptics智能顯示部門高級副總裁兼總經理Kevin Barber表示：“每塊顯示面板都需要DDIC或TDDI，這兩個芯片把手機處理器的數(shù)據(jù)信號轉化為輸出信息，進而控制面板上數(shù)百萬個像素中的每一個像素。為此，DDIC或TDDI必須要針對不同機型和不同顯示面板類型進行專門的設計和配置?！?/p>

TDDI（Touch and DisplayDriver Integration）是將觸摸屏控制器集成在DDIC中的技術，F(xiàn)ocalTech（敦泰電子股份有限公司）IDC (Integrated Driver Controller)產品線的市場負責人王伯瑋先生接受《華強電子》采訪時表示：“IDC將觸控的功能整合進LCD中,所有touch所需信號均走在屏內不須走在左右邊框, 因此能有效減少左右邊框的寬度, 也因將Display與Touch IC整合成一顆IC, 能有效節(jié)省組件空間, 進而減少下邊框的高度并降低手機的厚度?！北本┘瘎?chuàng)北方科技股份有限公司LCD Driver企劃總監(jiān)朱博先生也表示：“相較于外掛式觸控方案而言，TDDI方案可以省去額外的觸控模組，更輕薄可靠，透光性也更好。另外，TDDI方案同時省去了額外的觸控FPC，結構更簡單，有助于全面屏方案的機構設計?！?/p>

FocalTech（敦泰電子股份有限公司）IDC產品線的市場負責人王伯瑋

總結來說，Kevin Barber認為內嵌式TDDI帶來的優(yōu)勢可以分成兩類。首先是對工程、制造和支持服務的優(yōu)勢。在層疊結構顯示器中集成觸控和顯示功能以及在單一IC中集成顯示驅動器和觸摸控制器，可簡化設計工作，有助于新設備更快上市，這為設備制造商帶來了競爭優(yōu)勢。其次是提升智能手機或平板電腦設計的優(yōu)勢。同時在顯示器玻璃蓋板和IC中集成觸控和顯示功能，TDDI能幫助制造商設計出更好、更亮的顯示屏，也包括具備更窄邊框的顯示屏。

信號干擾問題已解決 LTPS屏要重回Touch IC+Driver IC雙芯片方案？

全面屏可以很好地兼顧大屏的優(yōu)勢和完美的操作體驗，不過觸控和顯示驅動芯片融合帶來好處的同時，我們也很容易發(fā)現(xiàn)觸控信號和顯示信號相互干擾的問題。對此，朱博表示：“當前的TDDI方案已經較好地解決了觸控信號和顯示信號相互干擾的問題，在顯示和觸控性能方面均不弱于傳統(tǒng)外掛式方案，解決的方案在于合理設計顯示和觸控驅動的配合時序?！蓖醪|也強調：“Full In-Cell因觸控與顯示并不同時驅動, 已能完全客克服此問題, 也因分時驅動基礎信躁更是有效提升。”

北京集創(chuàng)北方科技股份有限公司LCD Driver企劃總監(jiān)朱博

除了集成帶來的信號干擾的問題，面板技術也對TDDI芯片帶來了挑戰(zhàn)。LTPS（低溫多晶硅技術）LCD面板憑借超薄、質量輕、低功耗等特點成為了目前高端手機首選的LCD顯示面板。但有分析認為，由于全面屏采用超窄邊框設計，而TDDI芯片對窄邊框的屏幕邊緣識別較差，所以LTPS全面屏必須重回傳統(tǒng)的Touch IC+Driver IC的雙芯片方案。對此，朱博表示：“TDDI芯片對窄邊框的屏幕邊緣識別是可以通過技術方案保障的，不會存在重回雙芯片方案的情況?！彼M一步解釋：“我們采用軟硬件結合的方案進行處理，硬件上針對邊緣的觸控檢測單元進行了特別的電路設計和參數(shù)配置，軟件上則開發(fā)了專用的數(shù)據(jù)處理算法來解決這一問題。”

王伯瑋認為，IDC為自容In-Cell方案, 因此sensor的pin數(shù)更多, 更能將sensor做的細致化,給屏廠最佳的Sensor Pad設計建議與最合適的FW的調適搭配。他同時自信的表示：“FocalTech自主研發(fā)的觸顯整合芯片IDC從2015年量產至今，累計出貨近70KK,沒有發(fā)生過使用者反應邊緣觸控較差的客訴問題。”Kevin Barber則表示，因為每家制造商對顯示的需求都各不相同，所以他們的工程團隊必須要與IC廠商的工程團隊密切合作，才能成功地把最好的工業(yè)設計和最優(yōu)的性能融合在一起。這需要整個供應鏈密切合作，從顯示屏、背光和IC廠商一直到設備制造商。

OLED面板成新趨勢 TDDI芯片應用于AMOLED面板仍需時間

在產業(yè)鏈各方的努力下，我們看到經過2到3年的發(fā)展In-Cell技術方案已趨于成熟，市場主流也由Hybrid In-Cell轉往Full In-Cell技術，并整合TDDI芯片。朱博也介紹：“相比Hybrid In-cell復雜的工藝，F(xiàn)ull In-Cell技術降低了制造門檻，提高了生產效率，是各大面板廠的發(fā)展主流，集創(chuàng)北方2016年底推出的首款FHD ITD(Integrated-touch-driver)產品ICNL9920以及最新一代觸控顯示單芯片解決方案ICNL9911都采用了Full In-Cell技術?！?/p>

但目前高端旗艦手機都搭載On-Cell技術的AMOLED面板，TDDI在AMOLED領域的發(fā)展又處于剛剛起步階段，將兩者結合到一起有相當高的技術難度。王伯瑋對此表示：“雖然AMOLED因其顯示質量優(yōu)異, 成為業(yè)界大趨勢, 但LCD左右邊框窄化的優(yōu)勢仍優(yōu)于AMOLED。另外LCD目前為Glass, 異形切割的良率高于Plastic (Flexible AMOLED), 異形切割的需求會稍稍降低FlexibleAMOLED 的需求, 左右邊框的限制也會稍稍降低 AMOLED的需求。各項技術都需要搭配合適的平臺，IDC因為能復用LCD上的Vcom電亟, 屏廠不需要對目前的產線進行任何改造, 使得此技術可以如此快速的普及與量產。AMOLED面板結構與驅動方式都與LCD完全不同, 對于AMOLED In-Cell技術發(fā)展目前還沒有看到成熟可以大量量產的技術。“朱博認為：“基于AMOLED面板的TDDI芯片方案一方面是AMOLED面板自身的工藝還不夠成熟帶來的良率問題；二是AMOLED驅動電路更為復雜，對顯示充電時間的要求更高，更難以集成觸控功能。”

Kevin Barber也表示：“手機廠商樂于看到現(xiàn)在LCD手機中TDDI技術所展現(xiàn)的成本優(yōu)勢、額外功能和性能優(yōu)勢。我們也能夠預見到采用柔性OLED面板的手機也會具有相同優(yōu)勢，不過這還需要時間。因為OLED顯示屏制造商和TDDI廠商首先需要學習在OLED顯示屏中做到分離式DDIC和觸摸屏控制器。然后，現(xiàn)在移動OLED顯示屏面臨的制造和集成挑戰(zhàn)就能夠解決，讓越來越多的手機制造商在最廣泛的機型中采用這項創(chuàng)新技術。“可喜的是，據(jù)報道有OLED業(yè)內廠商憑借技術和工藝的積累，在1.2英寸手表搭載的AMOLED模組研發(fā)中成功應用了TDDI技術，當然從研發(fā)走向大規(guī)模的量產和應用，從小尺寸到滿足更大尺寸需求，我們仍要等待。

除了上述提到的挑戰(zhàn)，朱博認為如何將TDDI技術應用于更高的顯示分辨率也是需要面臨的挑戰(zhàn)，隨著顯示分辨率的提升以及全面屏方案對COF封裝的需求，顯示像素的有效驅動時間將進一步被壓縮，當前HD及FHD分辨率下的TDDI方案已比較成熟，但更高分辨率的TDDI方案還需要全行業(yè)業(yè)者的一起努力。不過他深信隨著TDDI技術的進一步成熟和完善，在性能和成本上有望全面優(yōu)于傳統(tǒng)顯示+觸控的方案，未來將得到更廣泛的應用。

TDDI芯片將加速降價 未來成主流解決方案

據(jù)了解，F(xiàn)ocalTech自主研發(fā)的Super In-cell觸控技術改良傳統(tǒng)自容技術，保留原本簡單架構的優(yōu)點，突破技術障礙達成多點觸控，只需一顆整合型芯片（IDC）即可驅動，具有整合觸控和顯示芯片、制程簡化、觸控性能優(yōu)異、屏幕更輕薄、顯示更透亮的特點，其中整合觸控和顯示芯片減少芯片使用數(shù)量，可以大幅降低手機制造成本，更增加產品在市場的競爭力。

降低成本雖然是TDDI芯片的一個主要優(yōu)勢，但目前市場上整體的情況是合二為一芯片的價格并沒有優(yōu)勢，也阻礙了TDDI芯片的普及。王伯瑋表示：“新技術的研發(fā)、推廣與量產, 均需大量的成本投入。若對新技術立即要求其將售價降低, 勢必會降低各廠商成為先鋒者的意愿，這對產業(yè)創(chuàng)新也會有比較不好的影響。另外, 成本的降低應該從整個顯示觸控模塊的生產制造成本來看, 而非只針對IC本身, IDC的導入能有效降低生產制造成本與供應鏈管理的復雜度,這部分也需要考慮進去?！爸觳┮脖硎荆骸碑斍癟DDI芯片確實成本較高，這是由于TDDI技術當前仍處于發(fā)展階段，主要立足于解決性能問題。TDDI方案的迭代和優(yōu)化需要一定的時間周期，相信在不久之后TDDI芯片的低成本方案一定會與外掛式雙芯片的價格之和相匹配?！?/p>

隨著面板廠與IC設計廠商持續(xù)針對產品進行優(yōu)化，TDDI芯片降價速度加快，可望加速提升整體In-Cell的滲透率。預計2018 年In-Cell方案的滲透率將達37.6%，其中搭載TDDI芯片的In-Cell產品比重也有機會提升至 22%。據(jù)IHS統(tǒng)計，自2016年第二季度TDDI芯片開始快速成長，2017年將成長200%，整體市場達到1億顆。預估到2020年，全球TDDI數(shù)量規(guī)模將達到6.54億顆。而在2017 H2大中華區(qū)新開的18:9面板中，5成以上搭配TDDI，高階機種超過6成。

上述統(tǒng)計預測與王伯瑋的觀察相同，他表示：“FocalTech IDC于2015年領先業(yè)界量產。2016年各家屏廠與終端廠商持續(xù)導入, 2017年上半年穩(wěn)定成長, 2017年下半年開始爆發(fā)式增長。IDC需求快速增長的原因跟FocalTech與小米合作的小米MIX所引發(fā)的全面屏風潮有著密切關系。全面屏目前已成為手機產業(yè)的必然趨勢, 此趨勢必然加速TDDI成為主流方案。另外，F(xiàn)ocalTech的IDC在站穩(wěn)手機的市場后, 會依此經驗, 快速地往更大的屏與更多的應用推進, 如Tablet, Notebook, 車載等應用?！?/p>

朱博認為：”作為在TDDI領域耕耘多年的芯片廠商，集創(chuàng)樂見TDDI與全面屏應用的快速增長。TDDI和全面屏是智能手機領域的又一次產品革新，其根本訴求在于顯示的功能與性能的雙向拓展，TDDI技術是顯示的功能延伸，代表了未來從復雜的功能模塊組合向單一多功能整合模塊的發(fā)展趨勢；代表了顯示效果越來越專注人的主觀體驗，這也正是TDDI芯片廠商所致力于實現(xiàn)的目標。因此，這一輪產品革新將促進TDDI芯片的應用，推動TDDI技術的進一步發(fā)展。隨著面板產業(yè)的發(fā)展和面板技術的進步，面板廠也有強烈的意愿在中大尺寸上開發(fā)Full In-Cell面板，以提升其整體盈利水平，可以預見，二合一平板也會對TDDI芯片的應用產生推動作用。“

綜上，TDDI芯片能夠減少顯示屏組件，降低復雜性與成本且簡化供應鏈生產流程。TDDI芯片也是手機廠商實現(xiàn)更窄邊框和全面屏背后的“功臣”。相信隨著TDDI芯片價格的加速下降，廠商之間的競爭將更加激烈，未來將有越來越多的中低端手機上出現(xiàn)全面屏，消費者無疑將從中受益。

最后朱博也表示，在技術上TDDI只是顯示功能拓展的開始，未來還會繼續(xù)融合更豐富的功能，形成集成度更高、功能更為全面的方案。當然，“從LCD到OLED，放棄剛性顯示材質將是第一步，屏幕將向柔性顯示封裝和塑料背板發(fā)展，LCD制造商也在進行相關研發(fā)。問題只在于整個產業(yè)能夠在多短時間內形成可觀的制造能力。最終，你的移動設備可能是真正可折疊的，廠商也會希望將這些特性下放到終端設備?！?Kevin Barber還做了這樣的預測。