LCD控制IC随着LCD Monitor市场的扩张，其需求亦随之增加，根据工研院经资中心的统计，2001年LCD控制IC的需求量约为1504万颗，较去年成长了136.9%，至于在金额方面，2001年市场规模约为1.38亿美金，成长率为78%。而在国内外各IC设计公司相继跨入LCD Monitor控制晶片领域，使得市场竞争激烈，在近半年的时间，价格滑落相当迅速。

至于在技术方面，随着半导体制程技术的进步，IC晶片功能不断整合，系统单晶片（SOC）已是目前的趋势。而被视为新一代显示器主流技术的液晶（LCD）显示技术，从2000年底以来，也被提出新的整合概念，促成LCD监视器走向高精简、低成本的生产模式。

由于一些国外厂商因投入该领域的时间较早，因此在LCD Monitor控制IC市场已有不错的占有率，且许多厂商纷纷朝向整合型的控制晶片发展，并积极开发视讯应用的控制晶片，国内几家厂商也在此一市场趋势下推出整合单晶片的产品，因此在2002年产业中厂商的竞争可说是趋于白热化。

本文将先针对LCD控制IC原理作一简单的介绍，接着对于目前此一产业整合的趋势，包括整合的过程、整合的优点等作一较深入的剖析，让读者了解为何目前厂商皆纷纷地投入整合式单晶片的研发；至于整体产业的市场，包括产业的供需状况，产业的产值，以及产业中究竟有那些厂商投入，它们近年来的市场占有率为何，以及LCD控制IC的类型等都将有分析介绍。

除此以外，目前许多人士都在谈论SOC的趋势发展，至于LCD控制IC的SOC（LCD整合式单晶片）的市场又是如何呢？在此也将一并分析说明，最后则对LCD控制IC未来的趋势作一结论。

LCD控制IC原理介绍

一个LCD监视器内部结构概分为两个部分，其一为「LCD控制电路介面」，在此电路板上的电子元件就是一般所谓的「LCD控制IC」，它是扮演沟通PC主机端与LCD模组的角色，另一部份则为「LCD模组部分」，包含了「面板」、「背光板」、以及「驱动IC」等。以生产制造的角色而言，前者属于监视器厂商（或称系统厂商）的范畴，而后者则是由面板厂商加以制造。

至于在功能方面，前端部分的介面电路模组之主要功能在于将PC主机或是影音装置(如DVD Player)输出之讯号作一转换，例如由PC显示卡输出的类比讯号，经由ADC元件（Analog Digital Convert）的转换，成为数位讯号，而影音讯号则经由Video Decorder的转换，亦成为相同的数位讯号，这些讯号经由Scaler IC作放大或缩小的动作，并进行数位的影像处理，再经由cable线传输LVDS的讯号至液晶模组之一方，最后藉由时脉控制器(Timing Controller，TCON)将时脉讯号传输至面板上的驱动IC。

介面电路模组尚包括在数位类比转换中负责讯号取样的锁相回路PLL（Phase Lock Loop），以及负责调整萤幕显示亮度、对比、垂直水平位置的OSD（On Screen Display）、MCU（Micro Control Unit ）与记忆体（包含SDRAM、EEPROM、ROM）等。

至于为什么讯号需要Scaler IC进行缩放处理呢？这是由于一个面板的画素位置与解析度在制造完成后就已经固定，但是影音装置输出的解析度却是多元的，一但面板必须接收不同解析度的影音讯号就要经过缩放处理才能适合一个萤幕的大小。

另外在LCD模组部分，TCON负责决定画素显现的顺序与时机，并将讯号传输给面板上的驱动IC，其中纵向的驱动IC(Source Driver IC)负责控制资料的写入，由横向的驱动IC(Gate Driver IC)控制电晶体的开/关，并配合其他原件的动作，吾人即可在显示器上看到影像，如(图一)所示，其中虚线部份代表已有厂商将其元件整合成一颗晶片。

《图一 LCD控制IC系统方块图》 数据源:各厂商；工研院经资中心(2002/03)

控制IC元件整合之现况与趋势

在IC晶片功能不断整合的同时，LCD控制IC设计业者亦朝向系统单晶片（System On a Chip；SOC）领域前进。在过去，LCD控制IC的相关元件，如ADC、DVI（Digital Visual Interface）、MCU、Scaler与TCON等系属于控制电路板上的独立元件，并且由IC厂商出货至监视器厂商，再由监视器厂商将其组合于控制电路板上，这种方式的缺点需使用较多连接器，耗费较高的材料成本与人工成本，但较为符合顾客化设计的特色。

相对地，在SOC的趋势下，目前多数IC设计业者，如Genesis、Sage等已将许多相关元件整合纷纷至一颗晶片上，其整合的优点、过程以及设计上应考量的一些问题，将在以下作一说明：

1.整合的演进过程

在纯类比介面下，设计者首先将ADC、Scaler、PLL与OSD作整合，如(图二)。但随着数位介面的兴起，一些业者开始将数位介面，如DVI，整合至晶片内，若再加上整合ADC的功能即形成所谓的双模式LCD控制晶片。至于讯号方面则采TMDS传输，这型控制IC可说是类比走向数位的过渡产品，在未来纯数位介面将会渐渐取代现在的类比及双模介面。

目前在Smart Panel与Smart Integration的趋势,设计业者已将TCON作程式化的设计,并整合至LCD控制晶片内。

接着提到记忆体的整合，基本上要将Logic IＣ和SDRAM这两种不同制程的元件加以整合是很大的挑战，因为就逻辑元件本身来说，其前段制程较为简单，只需要一层复晶矽，后段制程较复杂，需要较多金属层；而SDRAM在前段制程较复杂，有许多层复晶矽，但后段制程较简单，因此现阶段要把Logic IＣ和SDRAM一同整合在一颗IC不仅在技​​术上很难达到，而且其成本亦较高；目前LCD Monitor控制IC多半用external(外加)的方式。

《图二 LCD控制IC整合过程》 数据源：钰创电子(2001/07)；工研院经资中心(2002/02)

2.整合的优点

元件的整合缩小了IC的体积，且有低功率消耗、降低封装的成本、节省电路板的数量及体积等优点，并使材料成本及LCD后段（下游）组装成本得以降低，而系统产品(LCD Monitor)也可符合「轻薄短小」的趋势。

这在一路打价格战的LCD产业，能将下游系统的成本降低，无异是目前此产业中重要的趋势，整合式的单晶片将使得系统厂商在LCD制程上可以简化相关流程，并减少材料成本；根据DisplaySearch的估计，系统单晶片将可以降低约10%~15%的LCD Monitor的整体成本。

3.整合单晶片的解决方式

随着电路的微缩，个别元件的集积度增加，一些整合之前没有造成太大影响的问题在此便逐渐显现出其严重性，特别是杂讯的问题，这主要是出现在Scaler与ADC两元件之间，但现在可以透过滤波器加以解决。

在一些纯数位元件的整合方面，可达到体积小，成本低的优点，但在显示器控制的设计上及制程上，Scaler IC系属数位电路(CMOS)，而ADC则属混合电路，因此将Scaler IC与ADC整合至一颗晶片上，难度较高，它较纯数位元件的整合所花的验证时间长、成本高且良率低。目前Genesis在整合式晶片的技术与市场皆为领先者，其宣称在双模式控制晶片已经可以达到0.25um以下的制程。

另外，设计业者必须考虑到整合至晶片组的个别元件是否都能符合顾客对于整体功能之需求，因为整合的方式使得在设计上的弹性小，因此设计者需针对应用市场作出不同的设计，例如适用于资讯用(一般应用软体)通常只需要XGA及解析度即可，而此类型的LCD Monitor亦为目前市场大宗，因此可采用整合型的晶片并批量生产，应较符合成本效益；至于要求更高解析度(如SXGA、UXGA)，在技术及顾客需求的考量下，目前厂商多以分离型(Scaler IC与ADC、DVI等分离、记忆体外加)的方式作设计。

市场概况分析

本章将针对LCD控制IC的市场供需状况、产值以及LCD控制IC各型介面作一分析比较。

1.市场供需状况

(图三)揭示了LCD控制IC市场的供需状况，以及厂商出货量的成长率。在市场需求方面，1998年需求量为130万颗，但随着LCD Monitor价格快速下滑，LCD控制IC的需求亦呈现快速地成长，预估至2003年将达到3602.3万颗，其复合成长率高达1.94。

至于在供给方面，LCD控制IC前七大厂商(占96%)在2000年全年总出货量为808.4万颗，至2001年则为1,949万颗，年成长率为141%，其中第四季在市场强力需求下，单季出货量高达747.6万颗，较去年同期成长180%，达到前所未有的高点，展望今年LCD控制IC将可望达到2800万颗~2900万颗。

2001年厂商在各季的供给方面，第一季的出货总量达274.8万颗，较前一季成长3%，相较过去全年四季的成长率而言显得相形见绌，其原因在于2000年第四季监视器厂商高估了市场需求，因此监视器厂商纷纷在2001年第一季调降其订购量，造成其成长率偏低，另外由于预期心理及出货顺序等的因素，控制IC会较面板厂商产量多，而成为安全库存。

至于每年的第三季为传统电子业的旺季，2001年LCD监视器业者自第三季以来，每月出货量屡创新高，至年关仍无退烧迹象，第四季表现依然亮眼，而2001年下半年厂商的强势表现使得总出货量较上半年多出了一倍以上，且下半年厂商的出货量亦较去年同期成长了150%以上，不过目前LCD面板价格正酝酿下一波的调涨，对于元件造成一定程度的的降价压力。

比较各季的供需情形可发现，厂商的供给量会较需求量多出约10%~15%，最主要的原因在于监视器厂商通常会有安全的库存，以备需求量增加时能顺利出货；再者，监视器的IC供应商之出货时间亦较监视器厂商出产产品的时间提前约1~1.5个月，因此造成供给大于需求的现象。

《图三 LCD控制IC近五季的市场供需》 数据源：Displaysearch；工研院经资中心(2002/03)批注:注:* 1.出货量系指IC供货商的实际出货量。2.Q/Q代表IC供货商该季相较于前一季的出货成长率，Y/Y代表IC供货商相较于去年同期的出货成长率。

3.Q1'02为预估值。

2.2002年LCD控制IC的产值约3.02亿美金

2001年LCD控制IC的市场值在2001年约1.95亿美元，预估2002年LCD控制IC产值约为3.02亿美元，事实上，未来较具潜力市场为其他视讯产品，包括其它数位平面显示器、数位投影机等，市场值至少倍数于现有状态。

若仔细观察各季的的市场值，我们发现第三季随着出货量的激增，使得产值达到$54.6百万美金(图四)，较第二季成长37.2%，至第四季时，在价格下滑幅度稍微趋缓之下，第四季之季成长率较第三季为低，但亦有24.2%，达到$67.8百万美金，虽说历年首季为传统淡季，但在需求的拉力下，预估2002年第一季仍会较去年第四季有小幅的成长。

《图四 LCD控制IC近五季产值及其成长率》 数据源：DisplaySearch(2002//02)，工研院经资中心(2002/02)

3.主要厂商市场占有率变化迅速

在LCD控制IC的主要厂商方面，国外厂商有Genesis、Sage、PixelWorks以及Silicon Image等厂商，而国内则有创品、晶磊、旺宏、凌越与晶捷等，其中加拿大厂商Genesis近年来一直是领导厂商，在技术以及成本优势方面明显较其他厂商来的好，而去年该公司更购并了另一家厂商Sage，使得公司如虎添翼，在产品线的扩产以及研发人力方面可望发挥纵效的作用，而国内几家厂商也是力争上游，在价格方面极具竞争力，近年来表现也不错。事实上，LCD整体市场的变化很快，若不能即时掌握市场的脉动，成本及价格不具竞争力时，很快就会被取而代之。

因此我们观察近三年这些LCD控制IC厂商的排名可以发现变化颇大，在2000年时Genesis排名第一，Sage与旺宏则分居二、三名，至于1999到2000年间，Pixelworks与Sage成长快速，旺宏亦呈现上扬局面，而Genesis则是小幅下滑，但到了2001年产生了戏剧性的变化，Genesis仍是稳居第一，且拉开与对手的差距，而旺宏电子依旧着眼在分离式的晶片上，但是其分离式的晶片产品却因对手的加入而渐失其价格竞争力，因此在市场占有率方面快速下滑，从2000年排名第三的地位，下降至第六名，但随着新产品的上市，预估今年第三季以后会逐渐抢回失去的市场。

此外，Others/Internal比例降低，意味着前几家大厂商集中度增加，而且有大者渐大的趋势，事实上，在显示器控制IC产业，IC业者与监视器厂商有一定合作的关系，甚至是转投资的关系，例如明碁电通透过旗下达利投资公司转投资晶捷科技(MRT)，以及瑞轩科技转投资国内厂商晶磊科技(Smart ASIC)等，因此其他尚未进入产业的IC业者必须先设法觅得合作伙伴，方有生存的可能。

《图五 LCD控制IC厂商在1999年~2001年出货量之占有率》 数据源：DisplaySearch (2002/02)，工研院经资中心(2002/02)

4.目前仍以类比介面为主

LCD控制IC依输入介面的不同可分为类比式介面、数位式介面，以及双模式介面；目前市场上的LCD Monitor的介面大多以类比为主（亦即LCD控制IC系以类比式为主） ，但数位以及双模(Dual Mode)介面的成长亦颇为快速，如(图六)。

在1999年时有85%的显示器为类比介面，数位的介面仅有约14%，而双模(数位+类比)的介面更是不足1%；但是到了2000年时已有转变，类比介面已经减少至70%，而数位及双模成长幅度则相当快；2001年在Genisis与Sage等大厂纷纷推出双模产品，数位式以及双模式产品已近四成的占有率；预估2002年双模及数位的比重可望高达五成以上，而到2003年之后双模产品将会超过类比介面，跃居这三种类型介面的首位。

《图六 LCD Monitor各接口的比重图》 数据源:工研院经资中心（2002/03）

若再依LCD控制IC整合元件的程度，则可分为「分离式」、「整合式」以及「SmartPanel」三种类型，所谓分离式系指Scaler IC单颗元件，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则是前两者其一再加上TCON。

《图七 2001年各类型LCD控制IC出货量的比重图》 数据源：DisplaySearch(2002/02)

由(图七)我们可以发现，介面市场的主流已由分离式的晶片转移至整合式的晶片，特别值得注意的是在去年的第三季，整合式控制IC首度超过分离式的控制IC ，其占有率已逾60%，达到3.4百万颗，成长率为94%，显示了市场未来的主流介面，这其中Genesis的卖座产品gmZAN1就占了64.3%。

分离式的控制IC则只有23%的成长，达到2.24百万颗，占所有的控制IC 40%，而SmartPanel方面总共只有2,500个出货量，但到了第四季时，Sage获得仁宝等监视器厂商的订单，将出货245K个SmartPanel控制IC，使得SmartPanel在市场中的占有率提升至3.3%，达到250K个单位，其成长幅度高达99倍之多，至于整合型的控制IC在第四季则是小幅上扬，达到4.65百万颗，其占有率为62.2%，分离式控制IC仅剩下34.5%，预计今年厂商纷纷投入整合式控制IC之际，整合式的晶片将可望突破七成。

若将整合式的控制IC细分成「整合式类比」、「整合式数位」、「整合式双模」三种型式，如(图八)，我们观察到「整合式类比」晶片仍是此一区隔市场的主流，在去年第四季时该类型的产品占所有控制IC的41%，且占整合式晶片的66%，而「整合式双模」晶片的成长却是惊人的，特别是在去年第三季时成长了3倍以上，是所有类型控制IC成长最快的一型，预估在2002年第一季将可望占所有控制IC的19%，且占整合式控制IC的30 %，逐渐逼近「整合式类比」晶片。

《图八 2001年LCD控制IC各接口类型出货量的比重图》 数据源：DisplaySearch(2002/02)

总结

整合式的控制IC不​​仅具有一般所谓内崁式元件的优点，如整合后具有低功率消耗、降低封装的成本、节省电路板的数量及体积等优点，最重要的还是使得LCD模组组装成本得以降低，使得系统厂商的成本大幅下降。根据DisplaySearch的估计，整合的方式将使得系统成本降低10%~15%，对于目前面对降格竞争激烈的LCD Monitor厂商来说，是一个节省成本的方式。

目前在整合的技术方面已有突破，厂商已将输入端(ADC、DVI)与输出端(TCON)以及PLL、OSD、MCU与Scaler等元件整合成功，但是通常良率并不高，因此整合之良率的提升仍是厂商努力的方向。

在整合式LCD控制IC近几季的市场中可以嗅出整合式控制晶片的市场正在逐渐地被突显出来，目前在业界中Genesis是领先其他厂商，在技术领先以及与其伙伴关系稳定的情况之下，相对于其他意欲指染此一区隔市场的厂商是一大挑战，而国内几家厂商早在去年初便宣称已进入整合式LCD控制IC领域，但目前仅有一~二家有实际的出货量，但随着市场上竞争的压力，相信国内厂商势必会在加码投入，其表现将可拭目以待。