觸控和顯示驅(qū)動器整合(TDDI)晶片可望大行其道。面對智慧型手機(jī)市場價格競爭日趨激烈，觸控晶片商正戮力研發(fā)TDDI方案，以進(jìn)一步降低元件成本;而此種晶片，可望隨著內(nèi)嵌入式觸控面板在手機(jī)市場出貨量持續(xù)增加，而獲得廣泛采用。

觸 控和顯示驅(qū)動器整合(Touch And Display Driver Integration， TDDI)最早應(yīng)該是來自新思國際(Synaptics)的行銷名詞，與敦泰(FocalTech)的IDC(Integrated Driver And Controller)是類似的，主要均是指將負(fù)責(zé)觸控螢?zāi)桓袦y的觸控晶片和負(fù)責(zé)液晶螢?zāi)伙@示的驅(qū)動晶片予以整合成為單一晶片。

從晶片設(shè)計與半導(dǎo)體制程來看，顯示驅(qū)動晶片雖然屬于高壓制程，但兩者的線路設(shè)計與整合并不會有無法克服的困難，因此，的確是有機(jī)會兩相整合。不過，從2012年TDDI的概念提出至今，已經(jīng)有3年的時間了，但是TDDI卻仍未成為市場主流。

然而，另一方面，我們卻又看到與觸控和顯示驅(qū)動相關(guān)的晶片廠在2014年到2015年之間，陸續(xù)地有合并案發(fā)生。顯然，這些晶片廠商應(yīng)該是看好整合的趨勢才對，但是為何市場的反應(yīng)至今仍略嫌冷淡?

觸控晶片商競相擴(kuò)大產(chǎn)品陣容

最 早提出TDDI整合構(gòu)想的Synaptics在2014年6月左右購并瑞力(Renesas SP DHivers)，后者是iPhone主要的顯示驅(qū)動晶片制造商。同年4月，敦泰正式宣布合并旭曜(Orise)，后者是手機(jī)的顯示驅(qū)動晶片制造商。到了 2015年6月，譜瑞(Parade)買下賽普拉斯(Cypress)的觸控部門，前者以eDP方案著名，且為蘋果(Apple)的供應(yīng)鏈。

同年8月，聯(lián)發(fā)科(MediaTek)透過晨星(Mstar)旗下的晨發(fā)科技以每股51元的價格取得奕力(Ilitek)全部股權(quán)。晨星本身和聯(lián)發(fā)科所投資的匯頂(Goodix)均有觸控晶片產(chǎn)品，奕力本身雖以顯示驅(qū)動晶片著名，但是這幾年也一直在耕耘觸控晶片市場。

另外，聯(lián)詠(Novatek)和奇景(Himax)屬于顯示驅(qū)動晶片的一級廠商，但是與奕力相同，均有自己成熟的觸控晶片方案。而矽創(chuàng)(Sitronix)以STN的顯示驅(qū)動晶片著名，曾經(jīng)涉足觸控晶片市場，但是目前已經(jīng)逐漸淡出，轉(zhuǎn)向微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。

觸 控晶片早期的國際大廠主要是Synaptics、愛特梅爾(Atmel)和Cypress，除了Synaptics成功地擴(kuò)展相關(guān)產(chǎn)品線 外，Cypress已將觸控部門出售給譜瑞，而Atmel在2015年9月遭到戴樂格(Dialog)以46億美元購并，預(yù)計觸控晶片產(chǎn)品未必是往后的發(fā) 展重點。

另一家觸控晶片廠商美信(Maxim Integrated)也已經(jīng)放棄觸控晶片市場。意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)的觸控晶片方案，主要則是與其強(qiáng)項MEMS微機(jī)電感 測器發(fā)揮相輔相成的效果。至此，觸控晶片的光譜已經(jīng)從歐美往臺灣、中國和韓國廠商傾斜。而自2014年開始，這些廠商除了價格上的競爭外，已經(jīng)開始開拓觸 控晶片以外的產(chǎn)品線，Synaptics是其中最典型的代表，新增的產(chǎn)品線除了顯示驅(qū)動晶片外，指紋辨識(Fingerprint)和壓力感測 (Force Sensing)也將成為其未來的營收來源之一。

伴隨著智慧型手機(jī)終端市場的成熟，觸控晶片的競賽已開始從過去只要 “物廉價美、個個有機(jī)會”的賽局，逐漸過渡到“協(xié)同作戰(zhàn)”的規(guī)模。僅具有單一產(chǎn)品線的晶片廠商將會面臨來自較大型晶片廠商的進(jìn)逼，迫于全面性方案或是整合 方案的進(jìn)攻，加上產(chǎn)品差異化有限的情況，單一產(chǎn)品線的晶片廠商在價格壓力下，產(chǎn)品毛利會被進(jìn)一步壓縮，因而最終難以為繼(圖1)。

圖1　內(nèi)嵌式觸控的開發(fā)有助帶動TDDI晶片需求。

再 觀察一些臺灣公司的財報;發(fā)起購并的公司通常產(chǎn)品的市占與毛利高，能夠創(chuàng)造現(xiàn)金流，而被購并的公司(或其相關(guān)晶片事業(yè))多半走到市場成熟、辛苦支撐的轉(zhuǎn)折 點，因此雙方的合并在題材與未來期望上都有著墨的空間。例如：譜瑞已經(jīng)至少八個季度都維持40%以上的毛利率，營業(yè)利益都將近20%。敦泰在2014年時 即使已經(jīng)遭遇到觸控晶片市場的成熟發(fā)展?fàn)顩r，都還有32∼42%的毛利率。相對地，敦泰在合并了旭曜后，2015年毛利率僅剩下15∼17%，而奕力的毛 利率也是在17%左右徘徊;以IC晶片設(shè)計公司合理的利潤來看，其實都已經(jīng)偏低。此時，合并或許有機(jī)會在較健康的財務(wù)環(huán)境下，讓并購公司“兵強(qiáng)馬壯”的資 源導(dǎo)入，在人才、產(chǎn)品競爭力上尋求新的轉(zhuǎn)機(jī)。因此，合并后的雙方公司，可同時取得觸控和顯示驅(qū)動晶片產(chǎn)品線，不失為一個建構(gòu)競賽門檻、創(chuàng)造營收規(guī)模的策 略;TDDI也是在這樣的策略下，自然衍生出來的做法。

TDDI結(jié)合內(nèi)嵌式觸控勢起

TDDI對手機(jī)品牌廠來說， 主要的價值在于內(nèi)部機(jī)構(gòu)空間的節(jié)省;除了兩顆晶片整合成一顆外，訊號線在內(nèi)嵌式觸控面板(特別是In-cell)也有機(jī)會整合成一條。然而，如果品牌廠采 用的是一般外掛式的觸控面板方案(像是OGS、GFF、GF1)，那么TDDI就未必有其必要性了;即使硬將晶片整合，訊號線還是要兩條。因此，還不如維 持面板與觸控元件各自的供應(yīng)鏈，在資源與彈性上都會更好，整合容易帶來相互牽制的問題。

由此可知，TDDI要合理發(fā)展的前提，應(yīng)該還 是要取決于內(nèi)嵌式觸控面板在市場上的占有率。關(guān)于這點，市場確實給TDDI帶來一些機(jī)會。根據(jù)IHS Technology的資料統(tǒng)計與估測，2015年所有的內(nèi)嵌式觸控面板(包含In-cell LCD、On-cell LCD、On-cell AMOLED)用于手機(jī)的出貨比重，將有機(jī)會超過40%以上。

內(nèi)嵌式觸控面板對供應(yīng)鏈關(guān)系的改變也是顯著的。外掛式觸控面板的晶片方 案決定權(quán)通常在品牌或是方案商，但是在內(nèi)嵌式觸控面板上卻可能變成是面板廠。除了像Apple或是三星(Samsung)這樣具有主導(dǎo)供應(yīng)鏈實力的品牌 外，其他的品牌比較無法向上管理到面板廠的選擇方案。因此，具有TDDI方案的晶片供應(yīng)商如果能夠順利導(dǎo)入面板廠的話，創(chuàng)造出的產(chǎn)值會是觸控與顯示驅(qū)動晶 片的加總，獲益自然是顯而易見;而且客戶管理也會從追逐許多的品牌、消耗應(yīng)用工程(FAE)資源，收斂成是專注的、少數(shù)的面板廠。

具 有TDDI方案的晶片供應(yīng)商固然都希望能夠打敗競爭對手，以這樣的整合方案擴(kuò)大營收，但是關(guān)鍵還是要回到產(chǎn)品面和采購面上;特別是觸控與顯示驅(qū)動都有各自 的技術(shù)門檻，TDDI整合通常提高了技術(shù)困難度。但是，面板廠客戶的期望是：觸控與顯示驅(qū)動的技術(shù)品質(zhì)都要能達(dá)到要求，同時采購單一一顆TDDI晶片的價 格可以比分開采購觸控與顯示驅(qū)動晶片的加總更來得便宜。另外，如果下游品牌客戶的主導(dǎo)力不是相當(dāng)強(qiáng)勢的話，TDDI有可能使得供應(yīng)鏈的采購資源過度集中， 這也不是面板廠樂于見到的。[!--empirenews.page--]

以顯示驅(qū)動晶片來說，線路收斂時的訊號衰減、ACF的接合、內(nèi)建記憶體對晶片尺寸的挑戰(zhàn)、高解析度訊號的 解壓縮等問題，要逐一克服時都具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)門檻，并且須投注一定的研發(fā)或是應(yīng)用工程資源。也因此，我們才會看到現(xiàn)存的顯示驅(qū)動晶片廠商，有些可以提供高 階的FHD、WQHD方案，有些卻受限于WVGA、qHD或是HD的中低階市場區(qū)隔。晶片尺寸的問題固然可以用半導(dǎo)體制程來解決，但是成本也相對增高。

技術(shù)實力是TDDI開發(fā)關(guān)鍵

內(nèi) 嵌式面板觸控晶片方面，On-cell的情況較為單純，而且比較接近外掛式觸控面板模組。但是In-cell的難度就相對來得高，不管是自電容或是互電 容，特別是Full In-cell的Tx與Rx都在TFT背板上，其線路與雜訊比更容易受到來自面板TFT線路的干擾(圖2)。而且In-cell的觸控線路與TFT線路都 必須在面板的Array制程整合，這意味著光罩與良率的成本是考量的關(guān)鍵。以自電容的In-cell來看，約僅1到2道光罩可以處理觸控線路，而且長期來 看，成本下降的優(yōu)勢也明顯。但是，自電容的In-cell與TFT線路的整合也會導(dǎo)致面板設(shè)計一次性工程成本(NRE)的問題與費用，這些成本都需要技 術(shù)、可靠性、效能與背后訂單有足夠的實力來支撐。

圖2　In-cell結(jié)合TDDI架構(gòu)示意圖 資料來源：華映

TDDI的意義表面上是晶片的整合，但是表面下的技術(shù)實力才是關(guān)鍵。如果晶片廠商在任一觸控或顯示驅(qū)動技術(shù)都未能達(dá)到面板廠與品牌客戶的要求，那么就算可以做到TDDI的整合，終究無法有導(dǎo)入設(shè)計的實質(zhì)意義。

另 外，從內(nèi)嵌式觸控的結(jié)構(gòu)與技術(shù)觀點來看，自電容的In-cell對TDDI是比較有需求的(圖3)。自電容的In-cell設(shè)計會產(chǎn)生大量的感測器訊號線 (Traces)，因此必須仿造面板對線路的作法，將這些訊號線以多個ADC前端分區(qū)收斂，而不像互電容有機(jī)會以一個ADC就能接收較少的訊號線。這些多 個ADC前端若是能夠跟顯示晶片(Source End)予以TDDI整合，那么就可以簡化面板的晶片貼合制程、甚至減少晶片的成本。至于MCU與演算法的部分就可以往后整合，不論是整合到T-CON或 是更后方的應(yīng)用處理器，都是可以考慮的選擇。

圖3　自電容In-cell與TDDI的整合

內(nèi)嵌式觸控出貨量　左右TDDI滲透率

從 上述的分析可以得出下列結(jié)論：TDDI技術(shù)面的成功來自于晶片廠商對于顯示驅(qū)動與觸控兩者的掌握;特別是要導(dǎo)入高階面板，顯示驅(qū)動的難度與重要性可能還稍 高于觸控驅(qū)動。不過，在實際的面板生產(chǎn)制程中，TDDI晶片廠商須要投入FAE資源，與面板廠在線路設(shè)計與訊號處理上共同合作、解決問題。至于市場面上， 內(nèi)嵌式觸控(特別是In-cell)的出貨比重會直接影響到TDDI的滲透率。

以品牌而言，Apple或是Samsung這樣的品牌 最適合導(dǎo)入TDDI。這是因為他們在單一機(jī)種就具有相當(dāng)?shù)某鲐浟浚瑫r本身又具有面板技術(shù);因此不論是委托開發(fā)的特定應(yīng)用積體電路(ASIC)或是采用第 三方的TDDI晶片，都能夠在客制化與晶片的調(diào)整上，以出貨量來杠桿這些投入的心力。然而，大多數(shù)的品牌并不具備這樣的實力，所以也會直接導(dǎo)致面板廠在導(dǎo) 入TDDI時，一方面顧慮到供應(yīng)鏈太過集中的不利因素，二方面無法太過吸收針對眾多客戶的客制化成本，因而放緩導(dǎo)入TDDI的意愿。

最 后，從產(chǎn)品定位來看，TDDI在短期中或許僅能從一線品牌的高階機(jī)種尋找機(jī)會，而且必須透過品牌的力量來主導(dǎo)從晶片方案到面板設(shè)計的供應(yīng)鏈。但是中長期而 言，當(dāng)自電容In-cell能夠更普及、有更多的面板廠參與，那么TDDI晶片就比較能夠?qū)胫械碗A機(jī)種，進(jìn)而擴(kuò)大滲透率。智慧型手機(jī)的中低階種其客制化 多半在背光模組、而不是Open Cell，因此不同的面板廠有機(jī)會以O(shè)pen Cell公板的方式來導(dǎo)入;品牌與面板廠之間不會有單一供應(yīng)鏈與單一客戶的顧慮。當(dāng)然，另一方面TDDI晶片商在價格的提供上也必須要有誘因。