從消費電子到汽車前裝，芯片公司要解決哪些難點？

電子發燒友網報道（文/梁浩斌）隨著消費電子市場增長乏力，在近幾年有一個很明顯的趨勢是，很多原本在消費電子領域的芯片廠商，都開始拓展工業、汽車等領域的業務，以尋求新的增長點。在去年多家半導體巨頭的財報中我們也能夠發現，工業、汽車的業務在營收占比中都有所提升，也從一定程度上反映出工業、汽車市場的高景氣度。

從芯片的應用場景來看，從消費電子到工業、再到汽車，工作環境對安全性的要求提升，對于芯片本身可靠性提出了更高的要求。而展開來說，車規芯片產品需要從開發到制造工藝，甚至是最終導向市場的階段都與消費電子產品有多方面的差異。

為了了解芯片公司如何成功從消費電子領域轉向汽車領域，電子發燒友近期采訪到人機界面解決方案供應商敦泰電子。敦泰的產品線包括顯示驅動芯片、觸控芯片、In-cell觸控顯示單芯片（IDC，市場上也稱之為TDDI）等，在智能手機等消費電子產品上有著廣泛應用，IDC芯片累計出貨已經超過三億顆。

車載屏幕數量尺寸齊升，IDC芯片需求增速明顯

隨著汽車智能化的趨勢，車載屏幕尺寸以及數量都在迅速增加。CINNO Research的數據顯示，2021年前三季度，中國市場的新能源乘用車中控顯示屏（CID）12.0及以上尺寸段的銷量占比為48%，較傳統燃油車同尺寸段CID提升29%。同時，除了傳統的中控和儀表盤兩塊屏幕之外，娛樂、控制等應用中有采用更多屏幕的趨勢。IHS預測，到2030年，配備3塊屏幕以上的汽車數量將會占汽車市場的20%左右。

2017年，敦泰開始布局汽車市場，其車載顯示驅動芯片在2017年開始量產，2019年成功打入寶馬供應鏈；觸控芯片2018年打入蘭博基尼供應鏈；IDC芯片于2020年在現代、瑪莎拉蒂等車型上正式量產，近期更在吉利汽車與奔馳汽車聯合打造的smart精靈#1上得到應用。

在車載屏幕數量尺寸齊升的趨勢下，用戶體驗升級使得IDC芯片也得到了市場關注。據敦泰中大尺寸顯示市場處副處長蕭培宏介紹，敦泰深耕多年的IDC芯片能夠為汽車屏幕帶來外觀效果上一體黑的絕對優勢，讓車載屏幕看起來和整車內飾環境融為一體，從而提升駕駛座艙的高級感，因此受到汽車客戶的青睞，增長迅速。

從2020年正式量產開始截至2022年上半年，敦泰車用IDC芯片在兩年多時間內已累積出貨達八百萬顆。

從消費電子到汽車，需要面對哪些難點？

不難發現，近年消費電子產業鏈中，各大企業紛紛加速入局智能汽車行業，多家消費電子終端巨頭宣布造車，供應鏈企業也開始布局汽車領域，轉型Tier1或投資汽車代工。但在這樣的趨勢之下，汽車終端對供應鏈的高標準，對于整個電子產業鏈來說也是一次挑戰。

以敦泰的IDC芯片產品為例，蕭培宏表示，相比于消費類電子產品，車用IDC芯片在產品開發、生產制造（產能）、品質規格和市場推廣這四個環節都有不同的難點需要克服。

首先是在產品開發上，車用產品在EMI & ESD所需要的標準，要遠高于手機應用。同時，車載的大屏幕應用讓車載芯片需要多顆（2或3顆）級聯技術，這是手機IDC所不需要面對的問題。

而面對車載大屏應用對IDC的需求，從智能手機領域開始，其實也經歷了一個技術迭代的過程。據蕭培宏介紹，敦泰在業界最早開發出IDC芯片，最早將IDC技術應用在智能手機領域（一顆IDC芯片即可驅動手機屏幕）。通過對IDC級聯技術的研發，敦泰IDC芯片的應用領域從智能手機擴展到平板電腦/筆記本電腦等中大尺寸屏幕上（兩顆IDC芯片級聯驅動平板/筆電等中大尺寸屏幕）。在面向汽車市場的應用開發時，敦泰將IDC芯片的兩顆級聯技術進一步開發到三顆級聯用以支持更大屏幕。

在生產制造（產能）方面，與手機芯片的晶圓相比，車載芯片所需晶圓的電壓規格要更高，需要特殊的產能。為解決這一問題，敦泰作為芯片原廠，與晶圓廠一同合作開發車用IDC芯片所用的晶圓，不斷進行測試和調整直至產品量產。

另外，在過去很長時間中的缺芯潮中，由于車載芯片所需要的制程電壓和制程工藝都相對特殊，而伴隨著車載需求的大幅上升，令目前市場上車載芯片產品的產能還是較為緊張。因此能夠獲得芯片產能，特別是車規芯片所用到的晶圓產能，是芯片廠商穩定供貨的強有力保證。

據了解，2021年晶圓缺貨這一因素，推動著車載顯示芯片開始從缺貨的8英寸晶圓的DDIC轉往12英寸晶圓所生產的IDC產品。而敦泰車載產品目前供應充足并出貨持續攀升，制程部分主要產能來自12英寸先進晶圓產能來進行生產制造。

那么敦泰如何應對目前晶圓產能短缺和代工價格高漲的現狀？蕭培宏表示，汽車產品線高單價、客制化且生命周期長的特性，將有助于實踐公司多元化產品線，提供長期且穩定的營收與獲利來源，所以敦泰會通過一些積極的措施，如與晶圓廠簽訂相關協議等，來穩定車載產品所需的產能供給。

而在品質規格的環節上，車用芯片需要通過更為嚴格、長周期的驗證，必須通過國際汽車電子協會的AECQ可靠度標準，以及符合零失效（Zero Defect）的供應鏈質量管理標準IATF16949規范。敦泰的車規芯片均已通過AEC-Q100認證，產品制程上符合IATF16949規范，為汽車客戶提供穩定可靠的品質保障。

除此之外，在市場推廣上，技術支持是芯片產品的重要競爭力之一。在客戶應用階段，蕭培宏還表示敦泰擁有布局完整的工程服務團隊，且在全國都有FAE團隊可快速響應客戶的需求，為客戶提供從開發到量產的一條龍技術支持服務。

目前敦泰的車規級IDC已經成功導入全球汽車廠商，應用于瑪莎拉蒂、富豪、豐田、日產、現代、上汽、吉利、比亞迪、東風、長城、長安等知名汽車品牌車型。

總而言之，芯片公司從消費電子進入到汽車領域，需要本身過硬的實力，而這里的“實力”包括在產品上滿足車載應用的需求，通過嚴格的可靠性、穩定性測試；同時在產能上，還需要與晶圓代工廠有良好的合作，在保證產品達到車規級要求的同時，還要拿到相應的產能供應；在市場上，通過提供更完善的技術支持服務，提升產品的“軟競爭力”。

車載市場LTPS面板占比快速上升，持續布局顯示性能升級

前文提到，車載屏幕的一個很明顯趨勢是，數量在增多的同時在往大尺寸發展。不過在滿足數量以及尺寸需求之后，車載屏幕由于應用環境的原因，對于顯示性能，比如亮度、分辨率、觸控、觀感體驗等需求也在不斷提高。在提到車載終端需求在近幾年的變化時，蕭培宏表示，汽車屏幕性能不斷升級、以及LTPS面板產能過剩，使得面板廠開始進行大量轉型，這些因素推動者LTPS顯示屏在車載市場的占比快速上升，而敦泰車載IDC產品可以同時支持LTPS & a-Si ，非常符合這一趨勢。

“汽車顯示以及人機交互上，未來隨著汽車智能化發展加速，車載顯示朝著大尺寸、多屏化、高清化、交互性、多形態化發展，對于顯示的性能要求也有更高的要求，包括高對比度、低反射率、寬視角、高亮度、觸控以及快速響應等?！?br />
蕭培宏透露，因應汽車顯示屏的這些發展趨勢，敦泰會重點開發local dimming（區域調光）控制芯片，配合miniLED背光顯示屏，即可在高對比度和省電效果上有優異表現。針對車載顯示朝大尺寸發展這一趨勢，敦泰繼續提升IDC芯片級聯的LTDI技術，在更大屏趨勢持續布局，目標是將最大可支持屏幕尺寸從目前的17英寸，提升到30英寸以上。