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蓄势待发的LCD TV
平面显示耀眼新星

【作者: 廖專崇】2002年11月05日 星期二

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近几年来平面显示产业不论是技术的进展或是市场的发展,都堪称是整体信息产业中一颗耀眼的明星,也因为其市场前景的看好,日前政府在规划未来几年国内高科技产业发展计划时,更将平面显示产业列为「两兆双星」中其中一个国内重点发展的产业。


在多项相关技术中,TFT LCD就是近年来发展最为迅速的一个产业,不过该产业也有严重的景气循环特性,业者在产能过剩之余,就只能沦入杀价竞争的深渊中,因此以新兴应用来维持获利是很重要的,而在未来几年LCD TV就成为一个位市场所看好的潜力产品。


不过以目前市场发展的状况看来,LCD TV尽管被看好,但是距离让市场接受的初期目标还有一段不小的距离,其中的问题主要来自市场与技术因素,市场因素就是目前LCD TV的价格过高,就一台15吋的LCD TV而言,目前市场价格动辄4~5万元,与一般电视的价差过大不足以吸引消费者;另外,LCD TV在技术上要求的是广视角、高亮度、高色彩饱和度与低反应时间,都是目前TFT LCD技术需要克服的问题。


LCD朝大尺寸发展

在LCD TV发展的瓶颈中,售价过高的问题,主要是因为过去LCD面板厂基板尺寸过小,飞利浦半导体显示产品资深营销业务经理施正义就指出,在第四与四.五代之前的LCD基板,切割大尺寸不符合经绩效益,所以LCD多集中于发展20吋以下的显示产品,不过由于从今年下半年开始,各家面板厂商的五代厂将陆续投入量产,切割小尺寸面板反而不具经济效益,所以LCD朝大尺寸化的发展趋势确立。


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不过,LCD朝大尺寸化的发展虽然与五代厂庞大的产能与大尺吋基板有关,但却不是促使LCD产业发展LCD TV最重要的因素,瀚宇彩晶面板事业部总经理吴大刚就表示,第五代板厂的量产,不仅代表着面板尺寸大型化,也意味着LCD显示技术的进一步提升,有助于发展更高显示水平的LCD TV,也可以说是有TV的市场需求,才促成业者发展第五代甚至更大基板的下一代生产线。


《图二 瀚宇彩晶面板事业部总经理吴大刚》
《图二 瀚宇彩晶面板事业部总经理吴大刚》

市场条件配合 LCD TV兴起

另外,因为五代厂所贡献的庞大产能,导致从今年下半年开始,LCD面板供过于求的情况逐渐浮现,短短几个月面板报价跌幅已经超过三成,15吋以下的LCD面板报价不到200美元,几乎跌破厂商的变动成本,所以为了进一步寻求消耗新增产能的管道,也以新兴应用维持公司竞争力与获利率于不坠;而随着价格的持续下滑,也将带动LCD TV价格的下滑,该产品预计也将逐渐为市场所接受。


目前LCD TV与一般CRT TV的价差在10倍上下,尽管其具有平面化与小体积的优点,不过尚不足以吸引消费者的青睐。今年全球的市场规模预计在150万台左右,市场占有率以日商Sharp(夏普)为主,占有超过七成以上的市场,全年出货量可望突破100万台,不过占整个TV市场只有大约1%左右,吴大刚认为,LCD TV市场规模要扩张到1000万台以上,才能支撑一个产业有意义的量产,所以预计到2004年以后才有大幅度成长,将该产业带入市场成长期的机会。


另外,近两年来电视讯号数字化的趋势,也是带动LCD TV市场发展的一个因素,不过日立台北分公司半导体事业处资深应用工程师施德良认为,数字电视的规格目前并未完全确定,而以欧美日等地区的发展为主,其中日本市场最为成熟,所以目前全球LCD TV以日本为最主要的市场,美国则因为非技术因素的影响,导致发展停滞,反而是欧洲市场的发展可能会比较迅速。不过,数字显示产品众多,该趋势只能视为LCD TV市场发展的推力之一,并非关键性的影响因素。


《图三 日立台北分公司半导体事业处资深应用工程师施德良》
《图三 日立台北分公司半导体事业处资深应用工程师施德良》

LCD TV市场潜力无穷

尽管LCD TV目前还处于市场萌芽期,各界也认为该产业还有很长的一条路要走,但是全球每年1亿台的电视市场规模,让相关厂商都相当重视该市场的发展,纷纷投入布局,除了日本以外,其余主要厂商都在韩国与台湾,这两地的厂商量产能力都很强,在投入市场之后必定会加速该产业的发展。


目前全球LCD面板市占率第一的三星电子(Samsung),对于LCD TV的发展相当积极,也已经发表大尺寸的LCD TV产品;而台湾的厂商部分以奇美最为积极,日前已经推出30吋的面板,华映则有接合式的37.5吋面板,瀚宇彩晶也推出23吋的产品,友达则是发展20.1吋的产品,也都在日前于日本横滨所举办的LCD/PDP International 2002展览会作展示与推广。


技术瓶颈待突破

在技术要求上,LCD TV与LCD Monitor所使用的面板不同,LCD TV因为产品特性与使用需求的不同,NS亚太地区产品营销经理陈永信指出,LCD TV要求广视角、高对比度/亮度、高色饱和度与低反应时间,另外,由于其属于消费性产品,在质量的要求上更甚于属信息产品的LCD Monitor,技术门坎高,所以过去只有LCD产业最为成熟的日系厂商有所著墨。


《图四 NS亚太地区产品营销经理陈永信》
《图四 NS亚太地区产品营销经理陈永信》

也因为技术门坎高,所以成本居高不下,在整体增加的成本方面,有80%以上属于面板成本,有20%左右是IC部分的成本,所以在整体技术的瓶颈上,面板的技术难度远较IC部份为高,尤其LCD面板的关键零组件包括彩色滤光片、背光模块、偏光板与玻璃基板等,在LCD TV的应用上,不仅需要整体的配合,个别质量的提升也相当重要。


LCD先天技术障碍

TFT LCD的显示原理是利用控制液晶的排列方向,让光线通过液晶时产生不同的折射率,再配合配向膜与偏光板作用,以产生影像。不过由于玻璃基板有尺寸上的限制,致使LCD大型化有困难,目前最大尺寸是Samsung推出的40吋产品,吴大刚表示,这也是LCD TV与PDP(电浆电视)在尺寸上的交界。


目前在广视角技术上,主要有IPS(In-Plane Switching)横向电场驱动与MVA(Multi-domain Vertical Alignment)画素分割垂直配向技术,可以解决LCD视角过小的问题;另外,在亮度方面,有业者在背光板上使用更多的灯管来增加亮度,不过施德良认为,就技术上来说这并不是一个好方法,而且会增加耗电量,只治标并不治本。日本Sharp研发出一种可以增加透光面积的技术,提升透光面积至90%。


面板制程部分,由于与相关零组件的整合度越来越高,所以吴大刚表示,未来将整合其余关键零组件,以达到降低成本并提升产品质量的目标,短期内将先整合占面板成本比重颇高的彩色滤光片,因此,先前已有部分面板厂宣布投资兴建第五代彩色滤光片厂。


IC问题好解决

在IC部分虽然增加的成本并不多,一般LCD TV所需要的IC如(图一)所示,最重要的部份应该是频率控制器(Timing Controller;Tcon),陈永信表示,该组件主要管理的是面板的反应时间,目前都在20~30ms,对于几乎都是动态画面的LCD TV来说,很容易造成残影,要达成TV动态画面的显示要求必须将反应时间缩短至15ms左右,为达成此一目标,有厂商规划将在频率控制器模块附近加一个运算处理器。


另外,有两个新兴的传输接口技术包括由NS研发的RSDS(差动讯号传输接口),与TI研发的mini-LVDS接口,都能进一步加速讯号的传递,并减少零件的数目,也降低电磁干扰(EMI)。视频隔行/逐行扫描转换器(deinterlacer)也是很重要的组件之一,能提供LCD TV需要的功能要求与效能表现。


另外,施德良认为,站在半导体供货商的角度,LCD TV产业中,面板厂商才是主角,IC供货商只是配角,然而每家面板厂商的产品特性不一,而相关的控制与驱动IC目前并没有标准化的产品,所以在质量要求严格的LCD TV面板部分,厂商应该发展属于其产品特有的颜色表现算法(Algorithm),这样不但能进一步掌握产品质量,也能在产品的研发与多样性上,又更为深入的了解,只是无奈这部分的技术目前以日系厂商的发展较为健全,国内厂商还落后有一段距离。


而国内在控制IC部分有较多厂商投入,出货量最大的是晶磊半导体,因为LCD Monitor市场逐渐沦为价格战,所以该公司在去年就已经开始发展LCD TV技术,晶磊半导体副总经理施铭贤表示,Monitor要求的是规格兼容,而TV要求的则是质量,所以应用不同也就带来不同的技术挑战。



《图五 LCD TV半导体解决方案〈数据源:美国国家半导体〉》
《图五 LCD TV半导体解决方案〈数据源:美国国家半导体〉》

结论

除了LCD本身技术与市场的问题外,相关竞争技术的发展也是LCD TV能否顺利发展的关键,其中PDP与LCD TV是否存在零和游戏的竞争情况,引起市场的讨论,但是PDP与LCD TV其实在技术与产品特性上有许多不同的地方,或许不至于产生谁成为主流,谁又因为受其他技术压制而消失于市场的清况出现。


不过LCD TV的市场潜力受到各方瞩目却是不争的事实,台湾身为全球前三大LCD生产基地之一,未来除了面板的出货量与质量外,整体上下游产业的配合也是相当重要的关键,我国目前的产业上下游整合度尚不如日本完整,对于关键技术的掌握也有待加强,加上国内厂商缺乏TV的营销通路,在未来LCD TV为市场接受后的发展不利,所以国内厂商其实还有很长一段路要努力。


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