这家企业把屏幕“玩出了花儿”:只为让我们更好看到
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现如今,手机几乎成为人类社会的必备工具,伴随5G、智能家居和应用的升级,除了把AI引入SoC摇身一变成为NPU、内存和运存越做越大,屏幕尺寸、占屏比和屏幕帧率也成为竞争的核心。屏幕显示可以说是一切的基石,无论内核如何优秀,都需被更好地“看见”。
自从全面屏拉开序幕以来,许多用户就对“强迫症接受不了”的“刘海儿”哀鸿遍野,为了让这块屏幕占屏比越来越高,厂商把屏幕玩出了“花儿”。挖孔式、水滴式、升降式、弹出式、滑动式、翻转式……这些技术的革新正在为用户带来更好的体验,但无一不在期盼和指向众望所归的“真·全面屏”。
除了消费电子市场,屏幕几乎贯穿了人类的整个“电子历史年表”。示波器之类仪器仪表、拥有MIPI接口的FPGA、配合高帧屏幕的工业CMOS传感器等电子产品最终的指向载体也是屏幕。可以说,优秀的屏幕一直是电子的“好伙伴”,背后的科技才得以“跃然屏上”。
天马微电子股份有限公司(下文简称“天马”)作为一家国内知名显示解决方案的创新型科技公司,证券简称“深天马A(000050)”。根据公开信息显示,这家公司自2017年四季度开始至今,连续近3年保持LTPS智能手机面板出货量全球第一;LCD智能手机打孔屏出货量也持续保持全球第一;车载TFT显示屏出货量全球第二。这家公司究竟有什么秘诀,21ic中国电子网记者连线天马微电子股份有限公司市场部总监吴弢,揭晓背后的故事。
天马的业务:“2+1”和“1+1+N”
吴弢表示,对于天马通常大家较为熟悉的是“1+1+N”的三块核心显示业务,事实上天马还将业务分为“2+1”的形式来运作,其中两块是和显示有关,分为“移动智能终端”核心业务和“专业显示”关键业务,另一块则是公司两年前提出的“非显示”增值业务。
通过吴弢的介绍,天马显示业务中,目前移动智能终端业务营收占比为70%左右,专业显示领域营收占比为30%左右。两者之间既有联系又有区别,主要在于不同环境下参数要求不同。他解释,目前天马产品主要应用在中小尺寸显示领域,因此在智能手机、平板电脑这类消费电子中使用频率很大。
移动智能终端:超前研发才能超前排名
移动智能终端业务方面,最为典型的例子便是智能手机,这种日常几乎完全脱离不开的产品,对于全面屏、高刷新率、触控响应时间有很高的要求。
天马产品覆盖的产品都是耳熟能详的手机品牌,包括华为、小米、OPPO、vivo、MOTO等,拥有刘海屏、水滴屏、盲孔屏、双摄盲孔屏、LTPS高刷新率等各种全面屏产品。
追溯全面屏的历史,2017年9月伴随iPhone X的异性全面屏设计问世,虽然“刘海儿”不见得多好看,但收紧屏幕上下边框,并将指纹识别改为面部识别这无疑为行业打开了“脑洞”。
吴弢表示,事实上,天马每一代全面屏设计方案的更新迭代和量产出货都是早于竞争对手至少半年以上的时间,持续走在全面屏产品技术前列。天马早在2017年下半年便入局全面屏这一技术革新热潮,提前感知到了这一趋势,所以才能取得LTPS智能手机面板出货量已连续近3年保持全球第一;LCD智能手机打孔屏出货量也持续保持全球第一的成绩。
现如今,市场拥有“三雄称霸”的OLED、LCD和Micro LED。主流的手机屏幕主要是鲜艳浓郁、超广色域、像素自发光的OLED和顶级色准、耗电量低、自带背光的LCD。从市场数据上来看,LTPS与POLED(柔性OLED)、GOLED(刚性OLED)三分天下。
从工艺和制程上来讲,LTPS与OLED具有一定重合度,具有较强的协同效应。天马在LTPS方面,最近对外公布了全球首款LTPS屏内多点指纹解决方案;该方案是触控、显示、指纹识别三合一,将光路和传感器覆盖整个显示屏,搭载基于玻璃基板的传感器,传感器尺寸不受限制,可在全屏幕上实现“全屏多点”指纹识别。
吴弢提到:该技术将拓宽LCD产业链的生命周期,向客户提供更多的选择,并进一步扩大5G时代天马在LTPS领域的竞争优势。OLED方面,天马武汉OLED一期项目目前正进行刚转柔,预计今年末柔性产能将全部释放;二期项目为柔性屏产能,目前关键设备已完成搬入,设备安装及调试持续进行中,预计今年末开始释放柔性产能。
Micro LED虽然有着远超OLED的寿命、分辨率、功耗、轻薄度,并且同OLED一样可以随意弯曲,但这项工艺目前无疑还存在诸多的挑战。吴弢坦言,这种技术必然是驱动未来的优秀技术,但摆在面前的是成本、工艺难度和原材料的难题。笔者注意到,OLED和LCD的过渡态的mini LED都会是过度到Mirco LED的强敌,但在市场狂热研发之下未来必然是属于Micro LED的。
吴弢表示,天马持续推进Micro LED技术发展,目前和合作伙伴开发了多款柔性、拼接、超窄边框和超高透过率显示屏。除了应用在消费类电子领域,也使得车载显示应用多样化有望实现,比如前挡风显示实时交互驾驶信息、未来自动驾驶汽车侧窗玻璃显示娱乐信息等。
专业显示:标准化与个性化造就的市场
吴弢为记者介绍,“专业显示”方面,则主要分为车载市场的“关键业务”和非车载的“增长业务”两个方向。
车载显示对于可靠性的要求极高,研发前期就要考虑产品的寿命、极寒、极热、抗破坏等诸多方面,并进行严苛的测试。这类产品在汽车技术高速发展情况下需求量级非常大,因此在生产上逐渐形成了标准化流程,行业也一直在跟随市场变化或转型进行或多或少的调控。
汽车的换车周期一般为5~10年,较消费品的更新周期也长很多。另外,正因为车载显示在产品技术升级导入新技术时要经过反复验证,存在导入时期长的特点。
需要注意的是,天马在90年代就已布局车载市场,开发、生产仪表盘使用的黑白产品,并在2010年开始供应TFT彩色产品。天马主要通过仪表总成商供货(Tier 1),其中全球国际客户(Top24 Tier1)覆盖率达92%,获得Continental、Visteon、Bosch等全球知名汽车电子厂商的高度认可;中国自主品牌(Top10)覆盖率100%。入场早意味着技术也早已被锤炼至炉火纯青,截止2019年,天马的车载TFT出货量全球第二,连续5年保持双位数增长,也是国内最大的TFT面板厂。
非车载的“增长业务”应用包括高端医疗、智能家居、POS机、工业HMI亦或是形形色色需要解决问题的场景,但这部分客户应用到不同界面时,很多情况下需要个性化、定制化的产品,因此属于这种特点的产品均被划分到这类业务之中。
值得一提的是,在医疗领域,天马作为全球领先的医疗显示屏供应商,一直以来,天马都为飞利浦、瑞思迈(ResMed)、迈瑞、GE、罗氏集团(Roche)、朗驰、红相等知名医疗器械企业提供高质量、高可靠度的显示及触控解决方案。在本次抗疫之战之中,天马各基地也是克服种种困难组织员工投入到紧张的生产中。其中,国内医疗器械龙头企业迈瑞为火神山医院驰援的医疗设备就使用了天马5寸、7寸和10.4寸的医疗显示产品。不仅火神山,天马的屏幕也随着客户的产品一起送到了雷神山医院,以及武汉市金银潭医院、武汉市普爱医院、武汉市汉口医院等定点救治医疗机构。
除了医院所需的输注泵、监护仪、呼吸机等重要设备,天马屏也被应用到了各种防疫物资中,如日常可用的红外体温监控仪、测温枪等。吴弢表示,医疗显示对屏幕的均一性、灰阶显示均有极高的要求。
非显示业务:显示与非显示业务协同进步
吴弢为记者介绍,这一业务是近两年提出来的,天马称之为“非显示业务”,目前定位在于芯片产品的开发,未来一段时间这项业务也将是天马较为重要的增长点。目前完成了数字微流控芯片、生物识别芯片、光电传感芯片、信号逻辑处理芯片、高速信息传输芯片等技术的开发,相关技术可广泛应用于生物医疗、智慧交通、人工智能、信息通讯等领域,并已与各领域重点企业展开技术合作,实现互利共赢。
吴弢强调:“非显示业务的提出,要求我们对显示技术不断探索,不断去提高显示技术的先进性、稳定性,将部分细分领域的成熟技术应用到新的业务领域,做到显示与芯片完美融合,做到领先技术、成熟技术,多领域共享。促进显示变革和发展。”
总结:持续的投入与大胆的尝试
随着5G、IoT、AI技术的发展,万物互联已经成为大势所趋。同时,“新基建”战略也将促使终端硬件随之升级变化,为产业链和行业格局带来深刻变革。伴随交互方式的改变与硬件的提升,未来,显示技术应用范围将会不断扩展,并在用户信息获取和交互上起到举足轻重的作用。
随着国际形势越来越复杂,国产化的呼声越来越大,天马一直在路上。吴弢为记者讲述,2019 年天马尝试在 a-Si大客户项目中推广偏光片国产化,以打破进口供应商的供应垄断,但此前未有任何面板厂规模化使用该国产偏光片。在重重质疑下,天马最终达成 " 全球首家成功量产国产消费品偏光片的面板厂 ",实现大客户中高端项目零的突破,有效支撑了公司在 a-Si 产品线发展,也为下一步 LTPS 偏光片国产化奠定坚实基础,以抵御未来复杂的国际政治经济形势给业务连续性可能带来的不利影响。
天马也在研发方面持续发力,作为全球领先的中小尺寸显示领域领先企业,公司持续对研发进行投入,研发费用连续三年增长,2019年研发投入18.57亿元,研发投入占比行业领先。并在重点领域如柔性显示、柔性折叠OLED、Micro LED、LCD屏内多点指纹、屏下摄像头、LCD双盲孔、纯黑车载显示等方面均取得非常不错的成果。
在笔者看来,半导体行业本身就是投入大、战线长、革新快的一个行业。通过天马进入芯片领域来看,不仅可以稳固核心业务和专业显示,补全天马自身产品供应链;这还体现了天马在新领域入场快、敢尝试,而这种研发精神则也预示着天马必然是“国产化”的坚实后盾。