顯示屏電源管理芯片行業(yè)市場需求與投資規(guī)劃

顯示屏電源管理芯片行業(yè)市場需求與投資規(guī)劃芯片行業(yè)概況芯片是信息產業(yè)的核心之一，指半導體元件產品的統(tǒng)稱。在芯片產業(yè)鏈中，上游為半導體材料及半導體設備；中游為芯片設計、晶圓制造、封裝測試；下游應用領域有汽車、計算機、制造業(yè)、安防、通信、消費電子、工業(yè)、等。芯片行業(yè)的基礎架構芯片制造大概可分為前端單晶硅片的制造、從硅片到晶圓的前道工藝和晶圓切割封裝測試的后道工藝三部分。芯片制造/代工企業(yè)，通常指在產業(yè)鏈中主要承擔前道晶圓制造的企業(yè)，這部分也是整個制造鏈條中最精密復雜、技術和資本最為密集的領域。英特爾、德州儀器等芯片企業(yè)，既從事芯片研發(fā)設計，又通過自有工廠制造晶圓。這類企業(yè)被稱為IDM（整合制造模式）公司。IDM模式是集成電路產業(yè)早期發(fā)展的主流模式。但隨著產業(yè)分工的發(fā)展，以臺積電為代表的晶圓代工廠（為純芯片設計企業(yè)提供制造服務的模式）在芯片制造領域的影響力越來越大，成為主流模式。在晶圓代工領域，臺積電約占全球晶圓代工市場52%的份額。此外，中國臺灣還有聯(lián)電、力晶等代工廠，與臺積電合計約占全球64%的市場份額。韓國三星市占率約18%（代工份額，不包括IDM部分），是全球第二大晶圓代工企業(yè)。美國和中國大陸也有部分領先企業(yè)，但整體份額較小。中芯國際的全球市占率約為5%。芯片的制程是衡量其先進性的重要標準，制程越小，芯片性能越高，制造難度也越大，企業(yè)獲得的超額收益也更高。從不同制程的市場格局看，在制程越先進的領域，臺積電的市場份額越高。10nm以下的尖端制程領域，臺積電占據近90%的市場份額。5nm制程，目前僅有臺積電和三星有能力實現(xiàn)量產。也只有臺積電、三星和英特爾三家公司，還在對未來先進制程進行研發(fā)和建廠的規(guī)劃。中芯國際在制程方面，和產業(yè)領先水平還有較大差距。高昂的資本開支也對芯片制造的成本結構影響很大，臺積電的完全成本中近一半為折舊攤銷費用，直接人力成本和原料成本分別只占3%和6%。大型晶圓廠制造芯片的邊際成本很低，規(guī)模效應很強。此外，晶圓制造對研發(fā)人才的需求高。臺積電2021年的研發(fā)支出約為45億美元，是中芯國際的7．4倍，其發(fā)展壯大也得益于創(chuàng)始團隊深厚的技術背景以及高質量電子業(yè)工程師群體。簡單測算，如果每道工藝的良品率是99．9%，900道工藝最終良品率僅有40%，3300道工藝的最終良品率只有3．7%?？梢娋A生產對于精益制造品質的要求有多高。完成晶圓制造后需要對生產出的裸片進行封裝測試。從全球封測市場格局看，中國臺灣占52%市場份額，中國大陸占21%。封測可以說是國內集成電路產業(yè)鏈發(fā)展最成熟的領域，國內公司在全球十大封測公司中占據三席，其中長電科技是全球第三大封測企業(yè)，市占率約10．8%。除中國外，馬來西亞、新加坡等國家也在封測行業(yè)中占據一定市場份額。但封測行業(yè)具有附加值較低、進入門檻較低和相對的勞動密集的特點，是芯片產業(yè)鏈中價值分布較少的環(huán)節(jié)，只占了6%的產業(yè)鏈附加值。芯片設計企業(yè)的代表高通和制造企業(yè)臺積電的多年平均毛利率都在50%以上，而封測龍頭日月光、長電科技等企業(yè)的毛利率都不到20%。觀察成本結構，長電科技材料成本占68%，直接人工成本占12%，遠高于典型的晶圓代工企業(yè)。此外，封測行業(yè)進入門檻較低還和封測技術路線并不遵循摩爾定律有關。封測技術的迭代發(fā)展速度遠低于晶圓制造環(huán)節(jié)的技術進步速度，這使得該領域后發(fā)者的追趕難度沒那么大，競爭更加激烈，頭部企業(yè)也無法獲得臺積電式的議價能力。但隨著芯片制程不斷進步，摩爾定律的效應逼近極限，從制程進步中獲得芯片性能提升的難度和成本越來越高。這令3D封裝等前沿封裝技術成為提升復雜芯片性能的重要途徑，封測行業(yè)未來有可能會往更加技術密集的方向轉變。芯片產業(yè)的競爭格局在眾多現(xiàn)代科技中，集成電路（芯片）占有獨特地位，是信息處理和計算的基礎，是高科技的核心。全球芯片產業(yè)在過去三十多年中保持了高速發(fā)展，年均增速近10%，2021年全球市場規(guī)模約為5600億美元。集成電路產業(yè)在全球經濟體量中的直接占比并不高，約占全球GDP的0．5%，但其對經濟的影響力卻要大得多。近兩年，汽車產業(yè)缺芯令很多汽車廠商不得不限產而帶來巨大經濟損失。汽車行業(yè)對芯片的消費占比從1998年的4．7%增長到2021年的12．4%。隨著智能化和電動化發(fā)展，汽車行業(yè)在可見的未來將對集成電路的需求保持強勁增長。工業(yè)領域的信息化、智能化帶來的芯片需求增量是另一個重要的增長點。顯示驅動芯片行業(yè)（一）主流顯示技術的發(fā)展演變1897年CRT顯示技術誕生，之后此項技術被用于早期電視和電腦顯示器上顯示圖像，直至1964年首個LCD（液晶顯示器）和首個PDP（等離子顯示器）問世，到目前為止CRT顯示技術已基本退出市場。PDP典型的厚膜制造工藝以及其高壓驅動方式導致成本居高不下，且長時間使用容易出現(xiàn)局部點的燒屏現(xiàn)象；LCD采用薄膜制造工藝，為低壓驅動，通過采用大尺寸玻璃基板、低溫多晶硅（LTPS）技術有助于成本降低與性能提升、實現(xiàn)大尺寸化。21世紀以前，40英尺及以上顯示屏幕以等離子電視PDP為主；21世紀以來，LCD液晶電視憑借尺寸和價格的優(yōu)勢逐步取代等離子電視PDP，成為市場主流。當前主流的LCD顯示技術的生產中大量運用到了半導體工藝，成熟的半導體工藝與設備使得LCD具備大規(guī)模生產的條件。OLED技術與LCD技術同源，兩者之間技術相關性和資源共享性高達70%，因此OLED可以看做是LCD的延伸與發(fā)展。（二）顯示驅動芯片介紹完整的顯示驅動解決方案一般由源極驅動芯片（SourceDriver）、柵極驅動芯片（GateDriver）、時序控制芯片（TCON）和電源管理芯片組成。源極驅動芯片、柵極驅動芯片統(tǒng)稱為顯示驅動芯片（DisplayDriverIC，簡稱DDIC），其主要功能是對顯示屏的成像進行控制，它通常使用行業(yè)標準的通用串行或并行接口來接收命令和數(shù)據，并生成具有合適電壓、電流、定時和解復用的信號，使屏幕顯示所需的文本或圖像；時序控制芯片負責接收圖像數(shù)據并轉換為源極驅動芯片所需的輸入格式，為驅動芯片提供控制信號；顯示屏電源管理芯片對驅動電路中的電流、電壓進行有效管理。（三）顯示芯片的分類按照顯示原理的不同，CRT和PDP屬于真空顯示；TFT-LCD和AMOLED為半導體顯示。半導體顯示是指通過半導體器件獨立控制每個最小顯示單元的顯示技術統(tǒng)稱，其有三個基本特征：一是以TFT陣列等半導體器件獨立控制每個顯示單元狀態(tài)；二是主要應用非晶硅（a-Si）、低溫多晶硅（LTPS）、氧化物（Oxide）、有機材料（Organic）、碳材料（CarbonMaterial）等具有半導體特性的材料；三是主要采用半導體制造工藝。與半導體顯示技術和產品相關的材料、裝備、器件和相關終端產業(yè)鏈統(tǒng)稱為半導體顯示產業(yè)，目前市場中主流的LCD、OLED顯示面板均采用半導體芯片實現(xiàn)畫面最終的呈現(xiàn)效果。將顯示驅動芯片是否集成觸控功能可區(qū)分為顯示驅動芯片（DDIC）和觸控顯示整合驅動芯片（TouchandDisplayDriverIntegration，簡稱TDDI），根據不同的應用場景及系統(tǒng)需求，決定了DDIC和TDDI在集成電路設計方案方面存在差異?，F(xiàn)階段市場上主流顯示驅動芯片包括LCD顯示驅動芯片（LCDDDIC）、觸控顯示整合驅動芯片（TDDI）和OLED顯示驅動芯片（OLEDDDIC）三種類型。1、LCD顯示驅動芯片（LCDDDIC）LCD顯示面板依靠正負電極間的電場驅動，引起置于兩片導電玻璃之間的液晶分子扭曲向列的電場效應，以控制光源投射或遮蔽，在電源開關之間產生明暗，進而將影像顯示出來。目前的LCD產品主要有a-Si、IGZO和LTPS三種基底材料，按照驅動方式可分為扭曲向列（TN）型、超扭曲向列（STN）型及薄膜晶體管（TFT）型三大材料類。LCD經過多年發(fā)展，除低端的TN型因成本低、應用范圍廣等特點，在顯示要求較低的終端產品中仍占有一定的市場外，早先的STN-LCD技術由于成像質量等多方面因素都劣于TFT-LCD技術已被市場淘汰。TFT-LCD即薄膜晶體管液晶顯示器（ThinFilmTransistor－LiquidCrystalDisplay），具有體積小、重量輕、低功率、全彩化等優(yōu)點，目前主流的LCD面板均采用TFT-LCD。2、觸控顯示整合驅動芯片（TDDI）觸控顯示整合驅動芯片（TDDI）是將觸摸屏控制器集成在DDIC中的技術，其顯示原理與TFT-LCD顯示驅動芯片相同，目前主要應用于LCD屏幕的智能手機。原有的雙芯片解決方案采用分離的系統(tǒng)架構，將顯示驅動芯片與觸控芯片分離，存在出現(xiàn)顯示噪聲的可能，而TDDI采用統(tǒng)一的系統(tǒng)架構，實現(xiàn)了觸控芯片與顯示驅動芯片之間更高效的通信、有效降低顯示噪聲，更利于移動電子設備薄型化、窄邊框的設計需求。3、OLED顯示驅動芯片（OLEDDDIC）OLED（OrganicLight-EmittingDiode）即有機發(fā)光二極管，通常由夾在兩個薄膜導電電極之間的一系列有機薄膜組成。當電流通過的時候，電荷載流子從電極遷移到有機薄膜中，直到它們在形成激子的發(fā)光區(qū)域中重新結合，一旦形成，這些激子或激發(fā)態(tài)通過電發(fā)出光（電能轉化成光能），同時不產生熱量或者產生極低的熱量，降低了能耗。按驅動技術OLED進一步細分為被動式（PassiveMatrix，PMOLED，又稱無源驅動OLED）與主動式（ActiveMatrix，AMOLED，又稱有源驅動OLED）。AMOLED由于其更薄、驅動電壓低、像素獨立驅動發(fā)光等優(yōu)點而被廣泛應用，成為OLED主流技術。4、不同顯示技術下的顯示芯片對比TFT-LCD和AMOLED顯示面板各有不同的優(yōu)缺點和各自特性，一般不能互相取代，其對顯示驅動芯片的要求也存在一定差異，而TDDI在顯示驅動原理上與TFTLCD并無顯著差異。市場規(guī)模顯著增長近年來，隨著消費電子、移動互聯(lián)網、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療電子等市場需求的不斷提升，以及國家支持政策的不斷提出，中國集成電路行業(yè)發(fā)展快速。數(shù)據顯示，中國集成電路市場規(guī)模由2016年的4336億元增長至2021年的10458億元，年均復合增長率為19．3%。相關研究機構預測，2022年我國集成電路行業(yè)市場規(guī)模將達12036億元。汽車芯片行業(yè)發(fā)展分析我國作為汽車銷售大國，每年汽車的銷售總量約為2500萬輛，占全球30%以上。而在全球的芯片市場當中，我國的生產規(guī)模則只有150億，占全球產能的4．5%，關鍵零部件MCU等基本上都靠國外芯片企業(yè)供應，進口度超過了80%—90%。在芯片制造商方面，目前市場上的MCU供應商大多都是國外企業(yè)，國內做車規(guī)級MCU產品的企業(yè)并不多。因此，加快推動我國芯片產業(yè)鏈發(fā)展成為當下的一大重點。汽車電子被視為繼手機之后的半導體產業(yè)新風口，當前國內汽車電子自給率還比較低，增長潛力較大。目前，士蘭微、國芯科技等多家公司車規(guī)級芯片已經出貨，多家汽車芯片概念股披露了車芯新進展。面對汽車芯片的爆發(fā)機遇，本土半導體廠商正在迎頭趕上。長叁角車規(guī)級芯片企業(yè)由2021年的46家增加到69家，產品款數(shù)由2021年的148款增加到215款;其中，傳感器、控制芯片、計算芯片款數(shù)合計占比44．5%。芯片行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)（一）芯片行業(yè)面臨的機遇1、產業(yè)政策扶持為芯片行業(yè)發(fā)展提供堅實保障半導體及集成電路行業(yè)是國家大力扶持發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產業(yè)，作為中國新型工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農業(yè)現(xiàn)代化進程的強勁推動力量，半導體及集成電路行業(yè)在保障國家安全等方面發(fā)揮著至關重要的作用。為加快我國半導體及集成電路行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，國家有關部門先后出臺了一系列產業(yè)扶持政策。2015年5月，《中國制造2025》強調應著力提升集成電路設計水平，不斷豐富知識產權（IP）和設計工具，突破關系國家信息與網絡安全及電子整機產業(yè)發(fā)展的核心通用芯片，提升國產芯片的應用適配能力；2016年《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》指出：要以體系化思維彌補單點弱勢，打造國際先進、安全可控的核心技術體系，帶動集成電路、基礎軟件、核心元器件等薄弱環(huán)節(jié)實現(xiàn)根本性突破。2021年《國家重點研發(fā)計劃數(shù)學和應用研究等十四五重點專項2021年度項目申報指南》綱要指出：顯示屏的硬件上需要做到更好的對比度和HDR高動態(tài)范圍，對顯示屏屏體硬件的高刷新、高灰階、高動態(tài)對比度、曲面/轉角平滑過渡、視頻素材的制作水平等有較高要求。在國家有關部門的大力扶持和鼓勵下，我國半導體顯示驅動行業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機遇，業(yè)內企業(yè)也積極把握機會，加快技術創(chuàng)新和產品推陳出新，實現(xiàn)自身的成長與發(fā)展。2、高面板產能占比與低顯示驅動芯片國產化率帶來廣闊的增長空間隨著中國內地成為全球最大的TFT-LCD面板生產地區(qū)，以及未來在AMOLED領域面板產能的持續(xù)擴張，必將帶動中國內地顯示驅動芯片市場的快速增長。根據CINNOResearch統(tǒng)計數(shù)據，2021年中國內地面板產能占全球顯示面板市場的65%，而顯示驅動芯片出貨量占比僅約16%，與面板占比存在較大差距，有巨大的空間。未來隨著我國顯示面板產能的擴張和顯示驅動芯片國產比例的進一步擴大，中國顯示芯片市場將有機會高速發(fā)展。3、終端應用市場規(guī)模逐年增長，芯片行業(yè)產品市場空間巨大顯示驅動芯片廣泛用于消費電子、工業(yè)顯示等場景。隨著5G、物聯(lián)網、新能源汽車等終端應用市場的不斷發(fā)展，下游市場對高端顯示驅動芯片的需求日益旺盛，對顯示驅動芯片產品的性能迭代要求也持續(xù)提升。在智能穿戴領域，VR/AR等終端設備市場的持續(xù)發(fā)展刺激了對Mini-LED、MicroLed等新型顯示驅動芯片的需求；在智能手機市場，5G時代下的換機潮以及消費者對高幀率、高屏占比以及曲面屏、折疊屏的需求將有效提升整合型AMOLED顯示驅動芯片在手機市場的滲透率；在車載市場，新能源汽車的普及將有效提升單車顯示屏配比需求，進而促進顯示驅動芯片的需求增長；在電視及商顯等大尺寸顯示屏市場，除顯示屏尺寸日益擴大提升了單片顯示屏對顯示驅動芯片的需求數(shù)量增長外，消費者對高分辨率顯示屏需求日益強烈，將促進大屏顯示市場對高分辨率（如2K、4K、8K）顯示驅動芯片需求的增長。根據CINNOResearch數(shù)據，2016年全球顯示驅動芯片需求量約為69億顆，2016年至2021年市場持續(xù)增長，到2021年需求量已經達到89億顆，預計2026年將達到97億顆。4、新型顯示技術初具雛形，芯片行業(yè)未來增長點明顯MicroLED顯示具有自發(fā)光、高效率、低功耗、高穩(wěn)定等特性，是下一代主流顯示技術的重要選擇，在眾多應用領域均有發(fā)展空間。目前隨著靜電力吸附轉移技術、流體裝配轉移技術、彈性印模轉移技術、選擇性釋放轉移技術、滾軸轉印轉移技術等多種巨量轉移技術的發(fā)展成熟，未來MicroLED的應用落地有望進一步加快。MiniLED背光具有色域更高，超高對比度，提供更高的動態(tài)范圍，顯示屏厚度更薄的特點，使得LCD與OLED的顯示差距大大減小。MiniLED未來的發(fā)展方向涵蓋了大、中、小尺寸LCD顯示背光以及LED顯示屏等方面。MicroLED和MiniLED是下一代顯示技術的發(fā)展方向，隨著相關技術工藝逐步成熟，MicroLED/MiniLED未來應用落地將進一步加快。MicroLED/MiniLED滲透率不斷提升，為顯示驅動芯片帶來新的增量市場，相關領域顯示芯片需求量將持續(xù)提升，為具有相關領域業(yè)務及技術布局的企業(yè)創(chuàng)造新的增長點。5、顯示驅動芯片產業(yè)鏈不斷完善，芯片行業(yè)發(fā)展環(huán)境不斷優(yōu)化近年來，在市場需求的推動和國家相關政策的扶持鼓勵下，中國半導體及集成電路產業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機遇。根據CSIA統(tǒng)計數(shù)據，我國集成電路產業(yè)規(guī)模從2015年的3，610億元增長至2021年的10，458億元，期間年均復合增長率達到19．4%；其中集成電路制造產業(yè)市場規(guī)模由2015年的901億元增長至2021年的3，176億元，期間年均復合增長率達到23．4%；集成電路封測產業(yè)由2015年的1，384億元增長至2021年的2，763億元，期間年均復合增長率達到12．2%。在國內產業(yè)政策的大力支持與國內市場環(huán)境的良好發(fā)展背景下，我國集成電路市場在全球范圍內的地位日益提升，越來越多顯示驅動芯片上下游產業(yè)資源向中國內地轉移聚集，國內顯示驅動芯片領域制造廠商、封測廠商也不斷涌現(xiàn)，形成了完善的產業(yè)生態(tài)鏈，為我國在顯示驅動芯片領域打破對國外的依賴并實現(xiàn)進口替代奠定了堅實的基礎。（二）芯片行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)1、芯片行業(yè)高端專業(yè)人才不足集成電路設計行業(yè)是典型的技術密集型行業(yè)，對企業(yè)的研發(fā)實力具有較高的要求，企業(yè)的技術研發(fā)實力源于對專業(yè)人才的儲備和培養(yǎng)。全球范圍內，韓國及中國臺灣地區(qū)集成電路設計行業(yè)起步較早，芯片設計廠商較多，產業(yè)鏈累積深厚，培養(yǎng)了相關領域的大批高端人才。近年來，中國內地集成電路設計行業(yè)雖