那个被妖魔化的IGZO技术
时间：2013-04-22 07:13:00
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[导读]仔细想想IGZO开始在新闻中频频出现，大约是始于iPhone4S上市之后一段时间。老实说IGZO并不是什么很新的技术，为什么近期才大红大紫，恐怕是因为夏普经营不善急于扭亏从而大力宣传，外加“苹果将采用”类新闻等因素结
仔细想想IGZO开始在新闻中频频出现，大约是始于iPhone4S上市之后一段时间。老实说IGZO并不是什么很新的技术，为什么近期才大红大紫，恐怕是因为夏普经营不善急于扭亏从而大力宣传，外加“苹果将采用”类新闻等因素结合起来，一下子就成了液晶希望、无敌技术什么的，关于iPhone5将采用IGZO屏幕的新闻都不知道发了多少篇。只可惜iPhone5最终还是没“如愿以偿”，着实让不少分析师大叹可惜，并纷纷开始预测下一代iPhone6将要配备。但是，大伙儿真的了解IGZO技术吗？iPhone不用IGZO屏幕真的是可惜吗？IGZO真的是无敌技术吗？这些问题的回答恐怕并不都是“是的”。
IGZO到底是啥？
IGZO就是Indium Gallium Zinc Oxide的缩写，翻译过来就是铟镓锌氧化物，看起来蛮拗口的，实际上也没必要去记住。简单来说，这东西就是一种导电半导体材料，可以用来制作晶体管。为什么要用IGZO来做晶体管，原因很简单，因为在常规液晶屏上利用非晶硅制作的晶体管性能太差。
因 为常规液晶面板使用的玻璃软化温度只有450度左右，所以可以使用的工艺受到了很大的限制，无法通过高温重结晶的方式增强硅薄膜的性能，所以就只能勉强用 非晶硅制作晶体管了。这种材料的电学性能非常差，载流子迁移率大约只有1cm2/Vs。对比一下，单晶硅的迁移率大约是1500cm2/Vs，足足差了3 个数量级，可想而知性能有多差。
于是IGZO的思路就是，既然非晶硅性能性能这么差，那么我用一种其他的材料代替非晶硅就是了。IGZO是 这类材料里被研究的比较透彻，产业化走的比较顺利的，和非晶硅相比，非晶IGZO的迁移率可以达到3～15cm2/Vs，多晶IGZO大约是50cm2 /Vs上下，性能提升的确很明显，无怪乎夏普的宣传里频见“省电90％”之语。
IGZO是唯一的解决之道？
当然不是。普通液晶面板的性能瓶颈在非晶硅上，那么只要想办法把非晶硅变成多晶硅不就行了么，这样的办法其实有很多。
首 先，既然是因为玻璃不耐热导致无法高温二次结晶，那么我换耐热的玻璃不就行了？正解。只要把玻璃换成石英，那么就可以用高温烧结的方式把非晶硅层转换为多 晶硅层，这种技术叫高温多晶硅，缩写HTPS。液晶投影机里使用的屏幕多数都是这种高温多晶硅。但是石英基板有一个很大的缺点：做不大。1寸左右没问题， 超过就很难了，所以业界又想了另外一种办法，就是不用高温烧结而是用激光照射的方式把非晶硅转化为多晶硅，这样就无需更换基板，只需要用激光照射就行。这 种技术叫做低温多晶硅，缩写LTPS。LTPS可以做的面板尺寸要比HTPS高得多，但是目前为止依然无法和传统非晶硅相提并论：非晶硅面板 已经进化到了10代线，而LTPS面板还停留在6代左右的水平，这意味着LTPS只适合用来做小尺寸的显示面板，例如播放器、PDA，还有现在的手机。
LTPS、HTPS、IGZO的性能是怎样的？
之 前提到了非晶IGZO和多晶IGZO的迁移率，也提到了非晶硅的迁移率，于是问题就来了，多晶硅的迁移率是多少呢？根据工艺和档次不同，多晶硅的迁移率大 约在100～300cm2/Vs水平，也就是说比IGZO高一个数量级。考虑到目前广为宣传的IGZO是非晶IGZO，因此要说高两个数量级也是勉强成立 的。于是很明显了，IGZO的性能优势只有在和非晶硅比的时候才能体现，而面对多晶硅，IGZO的性能用惨不忍睹来形容也不算过分。可惜的是，目前的手机 界，只要是像素密度稍微高一些的产品，几乎无一例外的都已经采用了LTPS技术，iPhone4、4S、5自然也不在话下。如果真的和分析师说的一样，下 一代iPhone将该用IGZO面板，就可以下一个结论：洗洗睡吧别买了，屏幕功耗至少比现在翻倍。非晶硅是儿童自行车，IGZO是变速自行车，LTPS 是摩托车，哪有从摩托车换成变速自行车还认为是升级的道理？夏普不厚道不说了，分析师真是害人啊。
那IGZO的优势在哪里？
如 果说IGZO这么烂，那么自然也不可能获得如此大的研发支持，因此它必然有其他优势。首先的优势是制作大尺寸面板比较简单。虽然手机这类设备已经吃上了 LTPS这颗十全大补丸，但是广大水深火热的平板们都还在非晶硅领域苦苦挣扎——动辄10寸的面板怎么可能采用LTPS呢？这就需要IGZO的解救了，毕 竟它怎么也比非晶硅性能好上10倍。典型的例子就是iPad3，那片用非晶硅工艺硬做出来的屏幕耗电量可以说是突破天际，逼地苹果不得不早早推出 iPad4。所以IGZO其实是给这些产品准备的，可惜的是因为工艺问题，iPad4最终也没有用上IGZO屏幕，这的确可以说是一个比较大的遗憾。可以 猜想，如果IGZO工艺最终在大尺寸面板领域彻底替代掉非晶硅，那么不论是电视、台式机、笔记本还是平板，几乎都可以享受到功耗降低一半的待遇，这依然是 非常美好的。
其次是IGZO可以用来制作柔性屏幕。硅又硬有脆，经不起弯折，但是IGZO就要好得多，所以对未来使用树脂基材的柔性显示器来说，IGZO是一个很好的选择。
多晶硅就是终结吗？
如 果单从性能角度来说，不是。目前看到的技术里迁移率最高的是夏普的连续粒状结晶，也就是CGSi。这个技术的具体细节还没研究，也就不说什么了，但是从结 果来看相当惊人：载流子迁移率大约是900cm2/Vs，这已经超过了单晶硅的一半，不仅可以用来做晶体管，甚至已经可以在玻璃上直接制作控制芯片了。之 所以夏普没拿这个来大肆宣传，估计也是因为这个技术难以制作大尺寸面板，所以对利润贡献并不大吧。事实上一直到今天这个技术都没得到普及，国内主流市场上 用了这个技术的手机一只手都数得过来——确定的只有nubia Z5和meizu MX2，oppo FIND5极有可能也用了，但是并没有完全确定。
结论
如 果说非晶硅是儿童自行车，那么多晶硅就是摩托车，CGSi则是汽车。IGZO呢？充其量可以算作变速自行车。它是非晶硅的良好替代品，对于平板、PC和电 视而言是一个很有希望的技术，但是对于手机？抱歉，性能太差了，谁用谁降级。从这点来看，目前关于IGZO的宣传可以说是将其妖魔化，IGZO的真面目并 没有很多人以为的那么好，至于那些继续发“传iPhone6将采用IGZO屏幕”的分析师们，看过这篇文章以后，各位大可以一笑置之了。
IGZO到底是啥？
IGZO就是Indium Gallium Zinc Oxide的缩写，翻译过来就是铟镓锌氧化物，看起来蛮拗口的，实际上也没必要去记住。简单来说，这东西就是一种导电半导体材料，可以用来制作晶体管。为什么要用IGZO来做晶体管，原因很简单，因为在常规液晶屏上利用非晶硅制作的晶体管性能太差。
因 为常规液晶面板使用的玻璃软化温度只有450度左右，所以可以使用的工艺受到了很大的限制，无法通过高温重结晶的方式增强硅薄膜的性能，所以就只能勉强用 非晶硅制作晶体管了。这种材料的电学性能非常差，载流子迁移率大约只有1cm2/Vs。对比一下，单晶硅的迁移率大约是1500cm2/Vs，足足差了3 个数量级，可想而知性能有多差。
于是IGZO的思路就是，既然非晶硅性能性能这么差，那么我用一种其他的材料代替非晶硅就是了。IGZO是 这类材料里被研究的比较透彻，产业化走的比较顺利的，和非晶硅相比，非晶IGZO的迁移率可以达到3～15cm2/Vs，多晶IGZO大约是50cm2 /Vs上下，性能提升的确很明显，无怪乎夏普的宣传里频见“省电90％”之语。
IGZO是唯一的解决之道？
当然不是。普通液晶面板的性能瓶颈在非晶硅上，那么只要想办法把非晶硅变成多晶硅不就行了么，这样的办法其实有很多。
首 先，既然是因为玻璃不耐热导致无法高温二次结晶，那么我换耐热的玻璃不就行了？正解。只要把玻璃换成石英，那么就可以用高温烧结的方式把非晶硅层转换为多 晶硅层，这种技术叫高温多晶硅，缩写HTPS。液晶投影机里使用的屏幕多数都是这种高温多晶硅。但是石英基板有一个很大的缺点：做不大。1寸左右没问题， 超过就很难了，所以业界又想了另外一种办法，就是不用高温烧结而是用激光照射的方式把非晶硅转化为多晶硅，这样就无需更换基板，只需要用激光照射就行。这 种技术叫做低温多晶硅，缩写LTPS。LTPS可以做的面板尺寸要比HTPS高得多，但是目前为止依然无法和传统非晶硅相提并论：非晶硅面板 已经进化到了10代线，而LTPS面板还停留在6代左右的水平，这意味着LTPS只适合用来做小尺寸的显示面板，例如播放器、PDA，还有现在的手机。
LTPS、HTPS、IGZO的性能是怎样的？
之 前提到了非晶IGZO和多晶IGZO的迁移率，也提到了非晶硅的迁移率，于是问题就来了，多晶硅的迁移率是多少呢？根据工艺和档次不同，多晶硅的迁移率大 约在100～300cm2/Vs水平，也就是说比IGZO高一个数量级。考虑到目前广为宣传的IGZO是非晶IGZO，因此要说高两个数量级也是勉强成立 的。于是很明显了，IGZO的性能优势只有在和非晶硅比的时候才能体现，而面对多晶硅，IGZO的性能用惨不忍睹来形容也不算过分。可惜的是，目前的手机 界，只要是像素密度稍微高一些的产品，几乎无一例外的都已经采用了LTPS技术，iPhone4、4S、5自然也不在话下。如果真的和分析师说的一样，下 一代iPhone将该用IGZO面板，就可以下一个结论：洗洗睡吧别买了，屏幕功耗至少比现在翻倍。非晶硅是儿童自行车，IGZO是变速自行车，LTPS 是摩托车，哪有从摩托车换成变速自行车还认为是升级的道理？夏普不厚道不说了，分析师真是害人啊。
那IGZO的优势在哪里？
如 果说IGZO这么烂，那么自然也不可能获得如此大的研发支持，因此它必然有其他优势。首先的优势是制作大尺寸面板比较简单。虽然手机这类设备已经吃上了 LTPS这颗十全大补丸，但是广大水深火热的平板们都还在非晶硅领域苦苦挣扎——动辄10寸的面板怎么可能采用LTPS呢？这就需要IGZO的解救了，毕 竟它怎么也比非晶硅性能好上10倍。典型的例子就是iPad3，那片用非晶硅工艺硬做出来的屏幕耗电量可以说是突破天际，逼地苹果不得不早早推出 iPad4。所以IGZO其实是给这些产品准备的，可惜的是因为工艺问题，iPad4最终也没有用上IGZO屏幕，这的确可以说是一个比较大的遗憾。可以 猜想，如果IGZO工艺最终在大尺寸面板领域彻底替代掉非晶硅，那么不论是电视、台式机、笔记本还是平板，几乎都可以享受到功耗降低一半的待遇，这依然是 非常美好的。
其次是IGZO可以用来制作柔性屏幕。硅又硬有脆，经不起弯折，但是IGZO就要好得多，所以对未来使用树脂基材的柔性显示器来说，IGZO是一个很好的选择。
多晶硅就是终结吗？
如 果单从性能角度来说，不是。目前看到的技术里迁移率最高的是夏普的连续粒状结晶，也就是CGSi。这个技术的具体细节还没研究，也就不说什么了，但是从结 果来看相当惊人：载流子迁移率大约是900cm2/Vs，这已经超过了单晶硅的一半，不仅可以用来做晶体管，甚至已经可以在玻璃上直接制作控制芯片了。之 所以夏普没拿这个来大肆宣传，估计也是因为这个技术难以制作大尺寸面板，所以对利润贡献并不大吧。事实上一直到今天这个技术都没得到普及，国内主流市场上 用了这个技术的手机一只手都数得过来——确定的只有nubia Z5和meizu MX2，oppo FIND5极有可能也用了，但是并没有完全确定。
结论
如 果说非晶硅是儿童自行车，那么多晶硅就是摩托车，CGSi则是汽车。IGZO呢？充其量可以算作变速自行车。它是非晶硅的良好替代品，对于平板、PC和电 视而言是一个很有希望的技术，但是对于手机？抱歉，性能太差了，谁用谁降级。从这点来看，目前关于IGZO的宣传可以说是将其妖魔化，IGZO的真面目并 没有很多人以为的那么好，至于那些继续发“传iPhone6将采用IGZO屏幕”的分析师们，看过这篇文章以后，各位大可以一笑置之了。
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