LCD控制IC隨著LCD Monitor市場的擴張，其需求亦隨之增加，根據工研院經資中心的統計，2001年LCD控制IC的需求量約為1504萬顆，較去年成長了136.9%，至於在金額方面，2001年市場規模約為1.38億美金，成長率為78%。而在國內外各IC設計公司相繼跨入LCD Monitor控制晶片領域，使得市場競爭激烈，在近半年的時間，價格滑落相當迅速。

至於在技術方面，隨著半導體製程技術的進步，IC晶片功能不斷整合，系統單晶片（SOC）已是目前的趨勢。而被視為新一代顯示器主流技術的液晶（LCD）顯示技術，從2000年底以來，也被提出新的整合概念，促成LCD監視器走向高精簡、低成本的生產模式。

由於一些國外廠商因投入該領域的時間較早，因此在LCD Monitor控制IC市場已有不錯的佔有率，且許多廠商紛紛朝向整合型的控制晶片發展，並積極開發視訊應用的控制晶片，國內幾家廠商也在此一市場趨勢下推出整合單晶片的產品，因此在2002年產業中廠商的競爭可說是趨於白熱化。

本文將先針對LCD控制IC原理作一簡單的介紹，接著對於目前此一產業整合的趨勢，包括整合的過程、整合的優點等作一較深入的剖析，讓讀者了解為何目前廠商皆紛紛地投入整合式單晶片的研發；至於整體產業的市場，包括產業的供需狀況，產業的產值，以及產業中究竟有那些廠商投入，它們近年來的市場佔有率為何，以及LCD控制IC的類型等都將有分析介紹。

除此以外，目前許多人士都在談論SOC的趨勢發展，至於LCD控制IC的SOC（LCD整合式單晶片）的市場又是如何呢？在此也將一併分析說明，最後則對LCD控制IC未來的趨勢作一結論。

LCD控制IC原理介紹

一個LCD監視器內部結構概分為兩個部分，其一為「LCD控制電路介面」，在此電路板上的電子元件就是一般所謂的「LCD控制IC」，它是扮演溝通PC主機端與LCD模組的角色，另一部份則為「LCD模組部分」，包含了「面板」、「背光板」、以及「驅動IC」等。以生產製造的角色而言，前者屬於監視器廠商（或稱系統廠商）的範疇，而後者則是由面板廠商加以製造。

至於在功能方面，前端部分的介面電路模組之主要功能在於將PC主機或是影音裝置(如DVD Player)輸出之訊號作一轉換，例如由PC顯示卡輸出的類比訊號，經由ADC元件（Analog Digital Convert）的轉換，成為數位訊號，而影音訊號則經由Video Decorder的轉換，亦成為相同的數位訊號，這些訊號經由Scaler IC作放大或縮小的動作，並進行數位的影像處理，再經由cable線傳輸LVDS的訊號至液晶模組之一方，最後藉由時脈控制器(Timing Controller，TCON)將時脈訊號傳輸至面板上的驅動IC。

介面電路模組尚包括在數位類比轉換中負責訊號取樣的鎖相迴路PLL（Phase Lock Loop），以及負責調整螢幕顯示亮度、對比、垂直水平位置的OSD（On Screen Display）、MCU（Micro Control Unit）與記憶體（包含SDRAM、EEPROM、ROM）等。

至於為什麼訊號需要Scaler IC進行縮放處理呢？這是由於一個面板的畫素位置與解析度在製造完成後就已經固定，但是影音裝置輸出的解析度卻是多元的，一但面板必須接收不同解析度的影音訊號就要經過縮放處理才能適合一個螢幕的大小。

另外在LCD模組部分，TCON負責決定畫素顯現的順序與時機，並將訊號傳輸給面板上的驅動IC，其中縱向的驅動IC(Source Driver IC)負責控制資料的寫入，由橫向的驅動IC(Gate Driver IC)控制電晶體的開/關，並配合其他原件的動作，吾人即可在顯示器上看到影像，如(圖一)所示，其中虛線部份代表已有廠商將其元件整合成一顆晶片。

《圖一 LCD控制IC系統方塊圖》 資料來源:各廠商；工研院經資中心(2002/03)

控制IC元件整合之現況與趨勢

在IC晶片功能不斷整合的同時，LCD控制IC設計業者亦朝向系統單晶片（System On a Chip；SOC）領域前進。在過去，LCD控制IC的相關元件，如ADC、DVI（Digital Visual Interface）、MCU、Scaler與TCON等係屬於控制電路板上的獨立元件，並且由IC廠商出貨至監視器廠商，再由監視器廠商將其組合於控制電路板上，這種方式的缺點需使用較多連接器，耗費較高的材料成本與人工成本，但較為符合顧客化設計的特色。

相對地，在SOC的趨勢下，目前多數IC設計業者，如Genesis、Sage等已將許多相關元件整合紛紛至一顆晶片上，其整合的優點、過程以及設計上應考量的一些問題，將在以下作一說明：

1.整合的演進過程

在純類比介面下，設計者首先將ADC、Scaler、PLL與OSD作整合，如(圖二)。但隨著數位介面的興起，一些業者開始將數位介面，如DVI，整合至晶片內，若再加上整合ADC的功能即形成所謂的雙模式LCD控制晶片。至於訊號方面則採TMDS傳輸，這型控制IC可說是類比走向數位的過渡產品，在未來純數位介面將會漸漸取代現在的類比及雙模介面。

目前在SmartPanel與Smart Integration的趨勢，設計業者已將TCON作程式化的設計，並整合至LCD控制晶片內。

接著提到記憶體的整合，基本上要將Logic IＣ和SDRAM這兩種不同製程的元件加以整合是很大的挑戰，因為就邏輯元件本身來說，其前段製程較為簡單，只需要一層複晶矽，後段製程較複雜，需要較多金屬層；而SDRAM在前段製程較複雜，有許多層複晶矽，但後段製程較簡單，因此現階段要把Logic IＣ和SDRAM一同整合在一顆IC不僅在技術上很難達到，而且其成本亦較高；目前LCD Monitor控制IC多半用external(外加)的方式。

《圖二　LCD控制IC整合過程》 資料來源：鈺創電子(2001/07)；工研院經資中心(2002/02)

2.整合的優點

元件的整合縮小了IC的體積，且有低功率消耗、降低封裝的成本、節省電路板的數量及體積等優點，並使材料成本及LCD後段（下游）組裝成本得以降低，而系統產品(LCD Monitor)也可符合「輕薄短小」的趨勢。

這在一路打價格戰的LCD產業，能將下游系統的成本降低，無異是目前此產業中重要的趨勢，整合式的單晶片將使得系統廠商在LCD製程上可以簡化相關流程，並減少材料成本；根據DisplaySearch的估計，系統單晶片將可以降低約10%~15%的LCD Monitor的整體成本。

3.整合單晶片的解決方式

隨著電路的微縮，個別元件的集積度增加，一些整合之前沒有造成太大影響的問題在此便逐漸顯現出其嚴重性，特別是雜訊的問題，這主要是出現在Scaler與ADC兩元件之間，但現在可以透過濾波器加以解決。

在一些純數位元件的整合方面，可達到體積小，成本低的優點，但在顯示器控制的設計上及製程上，Scaler IC係屬數位電路(CMOS)，而ADC則屬混合電路，因此將Scaler IC與ADC整合至一顆晶片上，難度較高，它較純數位元件的整合所花的驗證時間長、成本高且良率低。目前Genesis在整合式晶片的技術與市場皆為領先者，其宣稱在雙模式控制晶片已經可以達到0.25um以下的製程。

另外，設計業者必須考慮到整合至晶片組的個別元件是否都能符合顧客對於整體功能之需求，因為整合的方式使得在設計上的彈性小，因此設計者需針對應用市場作出不同的設計，例如適用於資訊用(一般應用軟體)通常只需要XGA及解析度即可，而此類型的LCD Monitor亦為目前市場大宗，因此可採用整合型的晶片並批量生產，應較符合成本效益；至於要求更高解析度(如SXGA、UXGA)，在技術及顧客需求的考量下，目前廠商多以分離型(Scaler IC與ADC、DVI等分離、記憶體外加)的方式作設計。

市場概況分析

本章將針對LCD控制IC的市場供需狀況、產值以及LCD控制IC各型介面作一分析比較。

1.市場供需狀況

(圖三)揭示了LCD控制IC市場的供需狀況，以及廠商出貨量的成長率。在市場需求方面，1998年需求量為130萬顆，但隨著LCD Monitor價格快速下滑，LCD控制IC的需求亦呈現快速地成長，預估至2003年將達到3602.3萬顆，其複合成長率高達1.94。

至於在供給方面，LCD控制IC前七大廠商(佔96%)在2000年全年總出貨量為808.4萬顆，至2001年則為1,949萬顆，年成長率為141%，其中第四季在市場強力需求下，單季出貨量高達747.6萬顆，較去年同期成長180%，達到前所未有的高點，展望今年LCD控制IC將可望達到2800萬顆~2900萬顆。

2001年廠商在各季的供給方面，第一季的出貨總量達274.8萬顆，較前一季成長3%，相較過去全年四季的成長率而言顯得相形見絀，其原因在於2000年第四季監視器廠商高估了市場需求，因此監視器廠商紛紛在2001年第一季調降其訂購量，造成其成長率偏低，另外由於預期心理及出貨順序等的因素，控制IC會較面板廠商產量多，而成為安全庫存。

　至於每年的第三季為傳統電子業的旺季，2001年LCD監視器業者自第三季以來，每月出貨量屢創新高，至年關仍無退燒跡象，第四季表現依然亮眼，而2001年下半年廠商的強勢表現使得總出貨量較上半年多出了一倍以上，且下半年廠商的出貨量亦較去年同期成長了150%以上，不過目前LCD面板價格正醞釀下一波的調漲，對於元件造成一定程度的的降價壓力。

比較各季的供需情形可發現，廠商的供給量會較需求量多出約10%~15%，最主要的原因在於監視器廠商通常會有安全的庫存，以備需求量增加時能順利出貨；再者，監視器的IC供應商之出貨時間亦較監視器廠商出產產品的時間提前約1~1.5個月，因此造成供給大於需求的現象。

《圖三　LCD控制IC近五季的市場供需》 資料來源：Displaysearch；工研院經資中心(2002/03)註解:註:* 1.出貨量係指IC供應商的實際出貨量。2.Q/Q代表IC供應商該季相較於前一季的出貨成長率，Y/Y代表IC供應商相較於去年同期的出貨成長率。

3.Q1'02為預估值。

2.2002年LCD控制IC的產值約3.02億美金

2001年LCD控制IC的市場值在2001年約1.95億美元，預估2002年LCD控制IC產值約為3.02億美元，事實上，未來較具潛力市場為其他視訊產品，包括其它數位平面顯示器、數位投影機等，市場值至少倍數於現有狀態。

若仔細觀察各季的的市場值，我們發現第三季隨著出貨量的激增，使得產值達到$54.6百萬美金(圖四)，較第二季成長37.2%，至第四季時，在價格下滑幅度稍微趨緩之下，第四季之季成長率較第三季為低，但亦有24.2%，達到$67.8百萬美金，雖說歷年首季為傳統淡季，但在需求的拉力下，預估2002年第一季仍會較去年第四季有小幅的成長。

《圖四 LCD控制IC近五季產值及其成長率》 資料來源：DisplaySearch(2002//02)，工研院經資中心(2002/02)

3.主要廠商市場佔有率變化迅速

在LCD控制IC的主要廠商方面，國外廠商有Genesis、Sage、PixelWorks以及Silicon Image等廠商，而國內則有創品、晶磊、旺宏、凌越與晶捷等，其中加拿大廠商Genesis近年來一直是領導廠商，在技術以及成本優勢方面明顯較其他廠商來的好，而去年該公司更購併了另一家廠商Sage，使得公司如虎添翼，在產品線的擴產以及研發人力方面可望發揮縱效的作用，而國內幾家廠商也是力爭上游，在價格方面極具競爭力，近年來表現也不錯。事實上，LCD整體市場的變化很快，若不能即時掌握市場的脈動，成本及價格不具競爭力時，很快就會被取而代之。

因此我們觀察近三年這些LCD控制IC廠商的排名可以發現變化頗大，在2000年時Genesis排名第一，Sage與旺宏則分居二、三名，至於1999到2000年間，Pixelworks與Sage成長快速，旺宏亦呈現上揚局面，而Genesis則是小幅下滑，但到了2001年產生了戲劇性的變化，Genesis仍是穩居第一，且拉開與對手的差距，而旺宏電子依舊著眼在分離式的晶片上，但是其分離式的晶片產品卻因對手的加入而漸失其價格競爭力，因此在市場佔有率方面快速下滑，從2000年排名第三的地位，下降至第六名，但隨著新產品的上市，預估今年第三季以後會逐漸搶回失去的市場。

此外，Others/Internal比例降低，意味著前幾家大廠商集中度增加，而且有大者漸大的趨勢，事實上，在顯示器控制IC產業，IC業者與監視器廠商有一定合作的關係，甚至是轉投資的關係，例如明碁電通透過旗下達利投資公司轉投資晶捷科技(MRT)，以及瑞軒科技轉投資國內廠商晶磊科技(Smart ASIC)等，因此其他尚未進入產業的IC業者必須先設法覓得合作夥伴，方有生存的可能。

《圖五 LCD控制IC廠商在1999年~2001年出貨量之佔有率》 資料來源：DisplaySearch (2002/02)，工研院經資中心(2002/02)

4.目前仍以類比介面為主

LCD控制IC依輸入介面的不同可分為類比式介面、數位式介面，以及雙模式介面；目前市場上的LCD Monitor的介面大多以類比為主（亦即LCD控制IC係以類比式為主），但數位以及雙模(Dual Mode)介面的成長亦頗為快速，如(圖六)。

在1999年時有85%的顯示器為類比介面，數位的介面僅有約14%，而雙模(數位+類比)的介面更是不足1%；但是到了2000年時已有轉變，類比介面已經減少至70%，而數位及雙模成長幅度則相當快；2001年在Genisis與Sage等大廠紛紛推出雙模產品，數位式以及雙模式產品已近四成的佔有率；預估2002年雙模及數位的比重可望高達五成以上，而到2003年之後雙模產品將會超過類比介面，躍居這三種類型介面的首位。

《圖六　LCD Monitor各介面的比重圖》 資料來源:工研院經資中心（2002/03）

若再依LCD控制IC整合元件的程度，則可分為「分離式」、「整合式」以及「SmartPanel」三種類型，所謂分離式係指Scaler IC單顆元件，整合式指的是Scaler IC再加上其他介面之元件（如ADC或是DVI Rx），而SmartPanel則是前兩者其一再加上TCON。

《圖七 2001年各類型LCD控制IC出貨量的比重圖》 資料來源：DisplaySearch(2002/02)

由(圖七)我們可以發現，介面市場的主流已由分離式的晶片轉移至整合式的晶片，特別值得注意的是在去年的第三季，整合式控制IC首度超過分離式的控制IC，其佔有率已逾60%，達到3.4百萬顆，成長率為94%，顯示了市場未來的主流介面，這其中Genesis的賣座產品gmZAN1就佔了64.3%。

分離式的控制IC則只有23%的成長，達到2.24百萬顆，佔所有的控制IC 40%，而SmartPanel方面總共只有2,500個出貨量，但到了第四季時，Sage獲得仁寶等監視器廠商的訂單，將出貨245K個SmartPanel控制IC，使得SmartPanel在市場中的佔有率提昇至3.3%，達到250K個單位，其成長幅度高達99倍之多，至於整合型的控制IC在第四季則是小幅上揚，達到4.65百萬顆，其佔有率為62.2%，分離式控制IC僅剩下34.5%，預計今年廠商紛紛投入整合式控制IC之際，整合式的晶片將可望突破七成。

若將整合式的控制IC細分成「整合式類比」、「整合式數位」、「整合式雙模」三種型式，如(圖八)，我們觀察到「整合式類比」晶片仍是此一區隔市場的主流，在去年第四季時該類型的產品佔所有控制IC的41%，且佔整合式晶片的66%，而「整合式雙模」晶片的成長卻是驚人的，特別是在去年第三季時成長了3倍以上，是所有類型控制IC成長最快的一型，預估在2002年第一季將可望佔所有控制IC的19%，且佔整合式控制IC的30%，逐漸逼近「整合式類比」晶片。

《圖八 2001年LCD控制IC各介面類型出貨量的比重圖》 資料來源：DisplaySearch(2002/02)

總結

整合式的控制IC不僅具有一般所謂內崁式元件的優點，如整合後具有低功率消耗、降低封裝的成本、節省電路板的數量及體積等優點，最重要的還是使得LCD模組組裝成本得以降低，使得系統廠商的成本大幅下降。根據DisplaySearch的估計，整合的方式將使得系統成本降低10%~15%，對於目前面對降格競爭激烈的LCD Monitor廠商來說，是一個節省成本的方式。

目前在整合的技術方面已有突破，廠商已將輸入端(ADC、DVI)與輸出端(TCON)以及PLL、OSD、MCU與Scaler等元件整合成功，但是通常良率並不高，因此整合之良率的提昇仍是廠商努力的方向。

在整合式LCD控制IC近幾季的市場中可以嗅出整合式控制晶片的市場正在逐漸地被突顯出來，目前在業界中Genesis是領先其他廠商，在技術領先以及與其夥伴關係穩定的情況之下，相對於其他意欲指染此一區隔市場的廠商是一大挑戰，而國內幾家廠商早在去年初便宣稱已進入整合式LCD控制IC領域，但目前僅有一~二家有實際的出貨量，但隨著市場上競爭的壓力，相信國內廠商勢必會在加碼投入，其表現將可拭目以待。