摘要：显示主控芯片是高清显示屏的中枢大脑，其主要功能是接收由图形处理器（GPU）传来的讯号后，将相关讯号转换为控制显示面板所需讯号的时序，再将时序控制以及显示数据信号传送给显示驱动芯片——门级驱动芯片（Gate Driver）和源级驱动芯片（Source Drive
（1）显示芯片的分类
完整的显示驱动解决方案一般由显示主控芯片（TCON 芯片）、源极驱动芯片（Source Driver）、门极驱动芯片（Gate Driver）和电源管理芯片组成。
显示主控芯片是高清显示屏的中枢大脑，其主要功能是接收由图形处理器（GPU）传来的讯号后，将相关讯号转换为控制显示面板所需讯号的时序，再将时序控制以及显示数据信号传送给显示驱动芯片——门级驱动芯片（Gate Driver）和源级驱动芯片（Source Driver），显示驱动芯片负责接收 TCON 芯片传递过来的显示数据信号，并根据该信号通过模拟开关控制显示面板形成最终的图像显示；显示屏电源管理芯片则是对驱动电路中的电流、电压进行有效管理。
与显示驱动芯片、电源管理芯片相比，显示主控芯片具有制程工艺高、单价高的特点。根据 Omdia 统计，在显示芯片领域，显示主控芯片相比显示驱动芯片、电源管理芯片会采用更高的制程标准。一般的显示主控芯片制程集中在55-40nm，高端的显示主控芯片制程集中在 28-22nm，显示驱动芯片的制程通常在 160nm 至 90nm，带有触控功能的主要应用于手机的显示驱动芯片制程集中在 90-40nm；电源管理芯片则通常在 110nm 及以上，正在向 90nm 及以下发展。
（2）显示主控芯片的种类
按照不同内部视频接口协议类型，可以分为 LVDS、eDP、Vx1、MIPI 等类型的 TCON 芯片。 TCON 芯片根据内部接口类型可以分为 LVDS、eDP 、Vx1和 MIPI 4 种主要类型，其中 LVDS 与 eDP 为笔记本电脑、电脑显示器、车载显示屏等领域所适用的视频协议类型，Vx1 为电视领域所适用的视频协议类型，MIPI 主要为手机领域所适用的视频协议类型。
1）LVDS
LVDS（Low-Voltage Differential Signaling，低电压差分信号）最早是由美国国家半导体公司于 20 世纪 90 年代提出的一种接口，端口可以实现点对点或一点对多点的连接。由于 LVDS 只能传输图像数据信号，LVDS 接口最主要的应用领域是液晶显示器。而随着 Vx1、eDP 等传输速率更快的协议被推向市场，LVDS 开始逐步被其他协议所取代。
2）eDPeDP
（Embedded DisplayPort）是由视频电子标准协会（VESA）在 2008 年推出的数字显示技术领域的标准协议，创始成员包括 AMD、苹果、戴尔、英伟达、英特尔、三星、德州仪器以及发行人等。该协议是针对 DP 应用在嵌入式方向架构和协议的拓展，所以 eDP 协议完全兼容 DP 协议。eDP 接口降低了设备复杂性，支持关键跨行业应用程序的必要功能且兼容性好，并提供性能可扩展性，以支持具有更高颜色深度、刷新率和显示分辨率的下一代显示器。该接口已广泛应用于个人电脑、桌面显示器及其它集成显示面板和图像处理器的领域。
3）Vx1Vx1
（V-by-One）是由日本 Thine Electronics, Inc.开发的针对基于设备内部连接的视频信号的高速数据传输技术，其每对传输线的最大传输速度可以达到4Gbps。与以往的 LVDS 接口相比，对传输线的使用量大幅降低，可以有效节省线材及连接器的成本。此技术被广泛的应用于 4K/2K 以及 UltraHD 设备的数据传输标准。Vx1 技术目前已经应用于以平板电视为首的各种图像、视频设备（例如多功能打印机、安防摄像头、工业用摄像头、汽车导航仪、汽车后视摄像头等）之中，可以有效为设备的信号传输系统瘦身，通过节省线材、连接器及抗 EMI 元件来降低系统整体成本。
4） MIPIMIPI
（Mobile Industry Processor Interface）协议由 MIPI 联盟制定，该联盟最初由德州仪器、意法半导体、ARM 和诺基亚 4 家公司在 2003 年共同发起，致力于整合移动设备中的接口规格。MIPI 协议可满足各种子系统独特的要求，具有高带宽、低功耗和低电磁干扰的特点。该协议已深度融入了智能手机行业，应用于数亿部智能手机中。
其中，C-PHY 和 D-PHY 是 MIPI 接口中最主要的协议。MIPI C-PHY 协议主要用于连接摄像头和显示器，MIPI D-PHY 协议主要作用是应用处理器与摄像机和显示器的互连。MIPI C-PHY 协议标准已从 MIPI C-PHY v1.0 版本演化到最新标准MIPI C-PHY v2.1 版本；MIPI D-PHY 协议标准已从 MIPI D-PHY v1.0 版本演化到最新 MIPI D-PHY v3.0 的版本。
此外，为了应对汽车自动化的趋势，MIPI 联盟推出了 MIPI A-PHY 这种长距离 SerDes 物理层规范，可以支持最远 15 m 距离的数据传输，具有超低误码率、抗干扰等技术优势，能够更好的满足汽车电子的需求，目前该协议已演化到 MIPI A-PHY v1.1 版本。
（3）显示主控芯片的市场规模
近年来，显示产品的发展呈现出应用场景、产品品类、客户需求多元化的特点，应用领域不断拓宽；而 TCON 芯片行业受下游市场不断拓宽的带动，显示出不俗的市场增长潜力。根据 QYResearch 统计数据，全球 TCON 芯片的市场销售额从 2018 年的 13.26 亿美元增长至 2022 年的 21.50 亿美元，其中中国大陆 TCON 芯片市场销售额从 4.77 亿美元增长至 10.01 亿美元，占比由 35.97%上升到 46.58%，是市场份额最高的地区。
广义的显示主控芯片可以应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、显示器、电视等领域，但在手机中显示主控芯片更多地会与触控芯片、驱动芯片集成在一起成为 TDDI（触控与显示驱动器集成）芯片，该芯片与在其他领域应用的显示主控芯片有一定差异。根据 QYResearch 的统计，以手机为代表的小尺寸屏幕市场是显示主控芯片最主要的应用领域，在 2022 年全部 TCON 芯片销售额中达到 45.95%，其次为以电视为代表的大尺寸屏幕市场销售占比为 32.43%，笔记本电脑及显示器为代表的中尺寸屏幕市场占比 15.03%。
全球主要从事 TCON 芯片业务的企业以韩国、中国台湾、日本的企业为主，以下十一家企业在全球市场份额超过 70%。硅数股份的布局目前以中尺寸屏幕市场为主，该市场的参与者主要有联咏、谱瑞、硅数股份等。
（4）显示主控芯片发展趋势
1）eDP 协议的占有率提升
由于显示行业整体呈现出向超高清、低蓝光、高刷新率、窄边框等方向升级，带动了整个 TCON 芯片行业由传统的 LVDS TCON 芯片向 eDP TCON 芯片升级的趋势。eDP TCON 芯片凭借低功耗、高速率和稳定性在整个 TCON 芯片行业中的渗透率逐渐攀升。eDP TCON 芯片与 LVDS TCON 芯片相比，具有以下优势：
①更高的传输速度及更薄的设计
eDP TCON 芯片可以支持单通道高达 8.1Gbps 的数据传输速度，而 LVDS则只能达到 945Mbps 的传输速度。
因此，在目前高分辨率显示器成为市场主流的情况下，LVDS TCON 芯片已经不能满足嵌入式显示传输的需求。同时，eDP TCON 芯片与 GPU 连接所需的信号线更少，以 13.1 英寸分辨率为 1920x 1080（FHD）显示器为例，eDP TCON 芯片只需要 4 条信号线与 GPU连接，而 LVDS TCON 芯片则需要 20 条信号线。eDP TCON 芯片更少的信号线满足了目前对智能设备轻薄要求日益提高的需求，从而能有效占据市场。
②较少的电磁干扰和无线电频率干扰问题
eDP TCON 芯片与 GPU 连接所需的信号线更少，而且不需要单独的时钟信号传输，更少的信号线和无需时钟线将降低智能设备内部布线的难度，并减少信号线之间电磁干扰和无线电频率干扰问题。
③功耗更低并延长电池使用寿命
eDP TCON 芯片具有面板刷新功能，在没有从 GPU 接收视频数据时，可以保持图像静止，达到节省功耗并延长便携式设备的电池寿命的目的。eDP TCON 芯片凭借以上优势在整个 TCON 芯片产业中的渗透率迅速攀升，未来将占据主流消费市场。因此，基于 VESA eDP v1.5 协议标准研发设计具备更多系统功能、更低系统成本、更低功耗与尺寸的 TCON 芯片将成为是市场发展方向。
此外， eDP 协议正在向更多便携式终端以及汽车电子等应用领域扩展。目前已有高端手机品牌采用 eDP 协议取代传统的 MIPI 协议作为内部视频传输接口。随着支持高分辨率、高刷新率的高清显示在主流手机等移动终端的需求快速放大以及折叠扩展屏的推广和普及，eDP 协议在各类便携式终端设备的占有率有望进一步提高。
同时，基于汽车电子应用需要，DP 协议和 eDP 协议中相关技术有望进一步推广至 MIPI A-PHY 领域，用于车载高速数据传输。鉴于发行人在 eDP 协议和 DP 协议的多年技术积累和储备，未来公司在继续巩固消费电子领域的优势地位的基础上，有望在便携式移动终端和汽车电子等其他领域继续扩大市场份额。
2）下游显示产业技术升级带来的 TCON 芯片发展
TCON 芯片被广泛应用于各类显示领域的面板产品中，是显示技术产业中不可或缺的关键组成部分。在显示产业中，LCD 与 OLED 是当下主流的两大消费级显示技术。当前 LCD 显示技术相对成熟，被广泛运用于各类人机交互界面，上下游产业链完整，拥有成本优势，因此，LCD 在当下及未来长期仍将占据主要市场份额，维持较高保有量，基于 LCD 显示技术的 TCON 芯片技术升级仍旧是主流需求趋势。OLED 显示技术与传统的 LCD 显示方式不同，OLED 采用极薄的有机材料涂层和玻璃基板，在有电流通过的情况下会发光，无需背光灯。
OLED 显示屏幕色彩鲜艳度高、视角广、视觉效果好，且更轻更薄、能耗更低。OLED 显示的技术特点使其已在手机移动终端领域得到广泛应用，并有逐步拓展至其他消费电子、商业、交通、工业控制、医用等众多领域的趋势。当前 OLED 显示技术已经在手机领域兴起，但由于应用场景的需求不同，在个人电脑、汽车电子等领域尚处于起步阶段，预计未来随着 OLED 显示技术不断进步和消费者习惯的培养，个人电脑、汽车电子等领域对 TCON 芯片产品需求会随之增加。
此外，当下的面板厂商为满足下游应用的多样化需求，在面板上探索自动刷新（PSR）、触摸等多种新功能，因此要求 TCON 芯片中集成对自动刷新、触摸以及驱动技术等多种功能的支持，TCON 芯片产品呈现出多功能集成和定制化的发展趋势。
3）屏幕数量的增多以及大屏化趋势激发
TCON 芯片市场增长潜力移动办公、视频会议、远程教育、车载娱乐、虚拟现实等诸多场景带来了屏幕数量的不断增加，每个人日常工作生活场景中涉及和使用到的屏幕数量和种类也逐渐增多。每个显示面板至少需要 1 颗 TCON 芯片，支持分辨率 4K 以上以及刷新率 165Hz 以上的大尺寸显示器面板则会用到 2 颗 TCON 芯片，而当分辨率达到 8K 时需要用到 4 颗 TCON 芯片。
TCON 芯片的需求量不仅受到面板行业出货量的影响，也受到显示产品面积的影响，单位显示产品的平均面积增加，单位产品所需 TCON 芯片的数量也相应增加。显示产品趋于大屏化、高分辨率等规格性能的提升进一步拉动显示面板中核心元件 TCON 芯片的需求量不断上升。
4）新应用领域带来的增量市场需求
显示产品的发展呈现出应用场景、产品品类、客户需求多元化的特点。近年来，显示产品的应用领域不断扩大，由以智能手机、个人电脑为主的消费电子领域逐渐扩展至汽车电子、VR/AR 显示、工业控制、物联网、医疗健康、智能家居、智慧交通、高清视频会议系统等众多领域。智能交互显示产品在性能上的需求进一步提升，游戏及部分商业应用领域的显示产品已广泛出现 8K 显示效果需求，对其内部核心元件 TCON 芯片的性能提出更高的研发设计要求。
5）中国大陆市场对 TCON 芯片的重要性日益增强
中国大陆的屏幕厂商京东方、华星光电等已成为全球排名前列的显示屏生产厂商，尤其在 LCD 面板领域，全球 LCD 产能在向中国大陆地区转移，中国大陆面板厂商产能占全球产能的比重超过 50%。在国内庞大下游市场的驱动下，全球 TCON 芯片厂商越来越重视中国大陆的需求，这也为国内 TCON 芯片设计产业带来了地理优势和发展潜力。
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来源：思瀚研究院
