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MiniLED顯示器無縫拼接衝4K 高對比驅動方案即將量產
晶粒尺寸(LED Chip Size)落在100~200微米左右的MiniLED,除了被使用在LCD顯示器的背光應用之外,也有廠商將小間距LED顯示器的像素間距(Pixel Pitch)與晶粒尺寸壓低至MiniLED等級,並導入大型看板應用之中。以晶粒尺寸125×225微米的MiniLED而言,能做到130寸的4K顯示效果;搭配驅動方案更能使其顯示效果接近HDR 10高對比。
聚積科技微發光二極體事業部經理黃炳凱表示,聚積科技目前已與多家國際專業影音設備廠商合作,聚積的LED顯示驅動IC也已準備好迎接MiniLED的量產,預計2019年第一季可望有完整的MiniLED解決方案上市。同時,也有望能在2019年度發表MicroLED顯示器的驅動方案。
聚積科技於近日展出晶粒尺寸125×225微米、像素間距0.75mm、箱體尺寸為30×30cm與60×30cm的MiniLED顯示器。並宣布箱體壞點方面有長足的進步,MiniLED生產良率已不再是挑戰。
MiniLED顯示器的可視角高達178°,能無縫拼接成任意形狀與尺寸,目前最大已可組合成130吋的4K顯示器,逐漸應用在室內廣告看板、電影院等商用空間,未來更朝螢幕背光應用等發展。黃炳凱指出,在室內看板相關應用中,窄邊框LCD拼接顯示器依然可以看到1公分左右的拼接縫隙,但MiniLED顯示器則能做到完全無縫拼接,並且能做到比投影顯示更高對比度與亮度。
由聚積科技所推出的驅動IC MBI5359顯示效果即可達到16-bit灰階,對比度也高達25,500:1,畫面表現更細緻;實際量測色域範圍可達84%的BT.2020,色彩飽和度更濃郁,為現階段最接近HDR 10的顯示效果。
先進製程推動材料需求 英特格斥1.8億升級台灣技術研發中心
先進製程對特用化學及先進材料需求大增,為滿足其在產量、可靠度及性能方面的需求,英特格(Entegris)宣布投資約600萬美元(約新台幣1.8億元),擴大台灣技術研發中心之功能,例如導入高靈敏度KLA SP3晶圓檢測系統及相關設施(包含Class 10無塵室及ACT12塗布機);此外,還進一步擴建其新竹廠房,以增進用於化學機械研磨(CMP)過濾器的奈米熔噴(Nano Melt Blown)濾芯之產能。
英特格台灣總經理謝俊安表示,現今整個社會進入了工業4.0與數位化的時代,像是人工智慧(AI)、自動駕駛、區塊鏈、5G,以及物聯網(IoT)等創新應用皆驅使半導體產業持續成長。也因此,半導體製造商積極朝向先進製程發展,例如目前的7奈米,甚至未來的5奈米、3奈米等,而特用化學及先進材料的需求也因此大增,半導體商須運用新材料來實現先進製程發展及提升可靠度。
謝俊安舉例,以熱門的3D NAND Flash來說,隨著製程技術的改變,其每片晶圓都預期會再增加至少兩倍的特用化學材料;又或是從28奈米走到7奈米,產品的金屬雜質要求須下降100倍,不純物的體積也要縮小4倍,在在說明更純、更新的材料對於先進製程技術是日趨重要。
也因此,英特格持續不斷投資並擴大在台灣的業務,像是引進KLA SP3晶圓檢測系統,讓該公司在台灣的晶圓檢測能力擴展至19奈米,得以自行產出晶圓缺陷的數據,以引導新產品開發及改善產品性能;又或是關鍵半導體製程對於CMP過濾的需求也日益增加,有鑑於此,該公司也擴大了新竹廠的NMB濾芯產品產線,並透過與台灣工程團隊及在地客戶的合作,開發及提供更多NMB產品,以協助客戶精進其製程,縮短上市時間。
2018全球半導體產業成長估達10.1%
資策會產業情報研究所(MIC)發表全球半導體產業趨勢指出,2018年全球半導體概況,預估市場規模將成長10.1%,主要來自各應用終端記憶體需求持續增加,及車用電子等新興應用帶動;展望2019年,記憶體成長趨緩,預期成長幅度為3.8%,預計2018年下半年,這波產業景氣就會逐漸落底。觀測臺灣產業,半導體因高階製程與記憶體市場帶動呈穩定成長,預估2018年臺灣半導體產業產值將達2.46兆新台幣,較2017年成長8.1%,成長動力與全球平均水準相當。
資策會MIC資深產業顧問洪春暉表示,臺灣半導體各次產業表現皆可期。關於IC設計,隨著臺灣廠商手機處理器全球市占提升,再加上臺灣廠商在無線連網晶片、TDDI等晶片市場需求增加,將讓臺灣IC設計產業產值年成長6.2%,產值達5,798億新台幣。而隨著人工智慧及物聯網應用崛起,也帶動臺灣IC設計產業中,非3C應用IC的營收占比逐年成長,再加上非3C產品晶片規格多元化,吸引IC設計業者投入提供AISC設計服務,預期2019年經營模式將朝多元化發展。晶圓代工則在2018下半年因挖礦機需求較減緩,預估全年成長約6.4%,產值達1.2兆新台幣。展望2019年,隨著台積電7+製程將量產,未來臺灣先進製程比例可望進一步提升,預估2019年成長率達8~10%。
中國產能逐漸開出 記憶體價格2019將下滑
記憶體價格從2016年起一路上揚,但自2018下半年起,由於各廠商產能陸續開出,因此資策會MIC預測記憶體價格將於開始下滑,並會對台廠造成衝擊。
資策會MIC資深產業顧問洪春暉表示,2018年的半導體市場概況是近5年來難得的樂觀,儘管2018年記憶體價格成長空間有限,但NAND Flash需求仍然持續增加。因此,預估2018年全球半導體市場規模將成長10.1%,其中最大的原因是各應用終端記憶體需求持續增加,以及車用電子等新興應用帶動。
洪春暉進一步指出,記憶體受惠於市場價格上揚,2018年全年台灣記憶體產業產值將成長25%,產值達2,053億新台幣。但自2018年第二季起,記憶體價格由於各新廠產能陸續開出價格開始鬆動,由其是在中國大陸,無論是DRAM或是NAND Flash產能都在持續開出;儘管目前尚未進入穩定量產階段,但預期2018下半年記憶體價格仍有下跌空間,在未來兩年記憶體也不容易再出現價格飆漲的狀況。
由於記憶體供給有望增加,因此展望2019年,預計記憶體成長趨緩,預期成長幅度為3.8%。觀測台灣產業,半導體則因高階製程與記憶體市場帶動呈穩定成長,預估2018年台灣半導體產業產值將達2.46兆新台幣,較2017年成長8.1%,成長動力與全球平均水準相當。但預期在2019年,DRAM製程將轉進至1x和1y奈米,Flash產能也持續增加,預計記憶體價格下滑將對台廠造成衝擊。
台廠聯手解技術難題 MicroLED蓄勢待發
在2018年各大消費性電子或顯示技術展會中,MicroLED顯示器以及MiniLED背光源的液晶(Liquid Crystal Display, LCD)螢幕無疑是鎂光燈的焦點。包括三星(Samsung)、索尼(Sony)、友達(AUO)等大廠皆展示相關的概念性產品。
MicroLED在技術壽命、對比度、能耗、反應時間與可視角等均勝過LCD和有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode, OLED),全球各大龍頭廠商早已積極布局,鴻海更砸重金打造MicroLED全產業鏈,皆有助推進MicroLED商業化進程。在2018年8月底登場的智慧顯示與觸控展(Touch Taiwan 2018),更首度新增了「MicroLED/MiniLED產品與解決方案」主題專區,眾台灣LED與面板大廠皆參戰展示最新技術與解決方案。根據研究單位LEDinside報告預估,至2022年MicroLED以及MiniLED的市場產值將會達到13.8億美元(圖1)。
圖1 MicroLED與MiniLED產值預估
資料來源:LEDinside
LED技術進展神速,如今LED燈泡的滲透率已比幾年前預期的還要快上許多。晶元光電(Epistar)營業暨市場行銷中心產品管理群資深處長鄧紹猷認為,在2005年時,業界普遍認為LED通用照明(General Lighting)市場將在2020年達到飽和,然而時至今日,市場上LED燈泡與螢光燈管的價格已經不相上下,LED通用照明市場的飽和比預期提早了2~3年發生。因此,鄧紹猷亦指出,儘管現今業界普遍認為尚需5~6年MicroLED顯示器才能量產並普及,然而依照目前的技術發展速度,MicroLED顯示器很有可能將會如同LED通用照明的發展歷程一般提早發生。
台LED產業鏈完整 精密機械市場有潛力
從映像管(Cathode Ray Tube, CRT)顯示器當道的時代,一直到近期的OLED顯示器崛起,亞洲的廠商一直都在顯示器產業鏈中扮演相當重要的角色。在台灣,更有著非常豐富的LCD、LED生產經驗,掌握了相當多關鍵技術;再加上強健的設備製造產業,在未來有望在MicroLED製程的精密機械製造領域占有一席之地。
台大光電研究所副所長黃建璋(圖2)指出,台灣是難得少見在LCD與LED產業都非常完備的區域,因此,在MicroLED顯示技術的發展過程中,台灣廠商將更有能力往終端品牌與精密機械進行布局。
圖2 台大光電研究所副所長黃建璋指出,在MicroLED顯示技術的發展過程中,台灣廠商將更有能力往終端品牌與精密機械布局。
然而,目前LCD製造所涉及的精密機械製造技術多為日本廠商掌握,儘管台灣的精密機械製造廠商生產品質優異,但多以生產工具機為主。加上目前巨量轉移技術未定,因此台灣業者多還在觀望,少有廠商開始投入資源展開研發。
不過黃建璋認為,儘管目前巨量轉移眾流派各自發展,何種轉移技術將會是未來的主流尚未出現定論,但是無論未來何種技術方法成為主流,在轉移過程中皆會需要高度精密的物理對準處理,因此精密機械的市場需求潛力將相當龐大,而台灣廠商在精密機械製造的表現優異,因此將有很大的發揮空間,也將是台廠在MicroLED產業鏈中成為關鍵製造商的重要切入點。
由於看好台灣LED人才與技術資源,許多國外大廠也開始在台投入更多資源,搶攻MicroLED製造市場。默克(Merck)全球識別與照明科技銷售處長楊貴惠(圖3)便指出,無論是由LED或是顯示器製造市場看來,亞洲都還是最重要的區域,因此默克近年來逐漸將LED與顯示相關的業務主管駐點於亞洲區域。
圖3 默克全球識別與照明科技銷售處長楊貴惠指出,無論是由LED或是顯示器製造市場看來,亞洲都還是最重要的區域市場。
楊貴惠也提到,由材料供應到量產的過程中,應用測試(Application Test)是最為重要且費時的階段。為了時時提供台灣客戶最新LED相關材料,並且讓實驗結果回饋更加即時,因此默克在台灣設立了三座實驗室。其中包含在桃園的液晶原料研發實驗室,以及2017年在高雄創立的積體電路(IC)材料應用研究與開發中心,期盼能藉此近距離與客戶合作並即時提供解決方案。
OLED經驗為助力 MicroLED驅動IC發展更快
隆達電子技術中心副總經理黃兆年指出,LED產業在台發展近50年,許多現今正熱議中的MicroLED技術發展方向以往都曾嘗試過,然而當時資源、設備、材料尚未到位,因此未具體實現相關概念,看見商用成品。但時至今日許多條件已滿足,因此過往所累積的技術能量將逐漸看到成果。
舉例而言,台灣在10年前曾經投入過OLED顯示技術開發,然而近年來該顯示技術的關鍵設備與材料由韓國廠商控制的產業狀況已底定。台灣廠商雖已難在OLED顯示器生產鏈中成為關鍵供應商,然而當初投入該顯示技術研發時所留下的研究成果將有助於MicroLED顯示技術發展,例如驅動IC的架構便是一個重要的項目。
巨量轉移方法多 晶粒製程為重要挑戰
MicroLED顯示技術的發展備受矚目,其中巨量轉移無疑是眾廠商迫切需要突破的技術瓶頸。業界普遍認為轉移良率必須要達到99.99999%才算是及格,然而目前無論是何種轉移方法,良率皆尚未突破99.999%。不僅如此,不同的轉移方法將對應到不同的晶粒製程,在轉移後的壞點修復方法也有所差異,提升良率的挑戰不僅是在轉移過程。
鄧紹猷便指出,如何在將LED微型化的同時,依然保有一樣的效能,便是LED在磊晶、長晶製程階段的重要挑戰。
黃兆年也表示,MicroLED由LED的晶粒製程開始,便與傳統的LED製程大有不同。例如,在長晶過程中必須導入弱化結構,使晶粒易於抓取,後面的轉移過程才能夠順利進行。
另一方面,KLA-Tencor產品行銷經理Mukund Raghunathan指出,在MicroLED技術中,每個LED晶片構成一個像素,只要一個缺陷或污染粒子就可以導致像素損壞。因此,生產無缺陷的磊晶晶圓也是製程工程師面臨的重要任務。
降低巨量轉移難度 玻璃基板成MicroLED小尺寸主流
由於玻璃基板相較於PCB基板而言,較容易實現巨量轉移,因此已成為眾廠商們的技術優化方向。玻璃基板更已經成為手機、智慧手表等中小尺寸MicroLED顯示器的首選方案。
研調機構集邦科技綠能事業處研究協理儲于超(圖4)指出,在2018年比較值得留意的是,許多廠商開始展示拼接式的大型MicroLED看板。例如,索尼(Sony)在2017年便展出了「CLEDIS」(Crystal LED Integrated Structure)顯示器,並宣告即將開始開賣;三星也宣稱The Wall即將在2018年下半開賣,大型MicroLED顯示器即將量產。
圖4 研調機構集邦科技綠能事業處研究協理儲于超指出,在2018年許多廠商開始展示拼接式的大型MicroLED看板。
儲于超認為,在所有目前所展示過的產品中,以Sony的CLEDIS顯示器之技術最為成熟。由於Sony CLEDIS所使用的PCB板尺寸已是目前的極限,MicroLED的晶粒等級已小於30微米(Micrometer, μm),更採用了主動式驅動方案。以此技術架構而言,未來會遇到比較大的挑戰依然將在於MicroLED巨量轉移至PCB板的過程。
儲于超進一步說明,由於PCB板的平整度不高,因此MicroLED晶粒難以直接轉移至PCB板。以Sony小於30微米的晶粒尺寸而言,在晶粒轉移至PCB板的過程中,必須要先轉移至一個暫時的基板,才有可能再次轉移至PCB板上。而MicroLED晶粒轉移至玻璃基板的程序則相對比較容易,因此,目前眾廠商們皆在思考,未來若是MicroLED成本要降低,可能必須考慮將PCB板換成玻璃基板,再以玻璃基板去做TFT的主動式驅動方案,以此方式降低製造成本。正因如此,目前在如智慧手表的中小尺寸MicroLED顯示器開發上,玻璃基板已成為主流方案。
大型看板以PCB為主流 解析度需求逐漸提升
儘管玻璃基板能夠降低巨量轉移難度,然而,若採取玻璃基板拼接製成大型顯示螢幕,也可能會遇到許多尚未解決的技術問題。因此在大型看板(Signage)應用中,將依然以PCB基板方案為主。
目前傳統LED大型看板市場已相當成熟,並且對於RGB LED晶片的需求量非常龐大。因此短時間內,該市場將是重要的LED產能出海口。而LED的微型化趨勢,對於相關廠商而言,先將目前的市場經營妥善,再慢慢往較小的晶粒尺寸的方案前進,也無非是一個應戰的好策略。
聚積科技微發光二極體事業部經理黃炳凱(圖5)指出,對於解析度要求較高的室內大型看板市場是該公司目前的重要經營方向。現今室內大型看板的主流像素間距(Pixel Pitch)為0.9~1.5mm,而Pixel Pitch越低需要搭配越高階的驅動方案。
圖5 聚積科技微發光二極體事業部經理黃炳凱指出,對於解析度要求較高的室內大型看板市場是該公司目前的重要經營方向。
由於對大型看板顯示品質的要求逐漸提升,然而RGB...
快速分析開關轉換器(下) SEPIC結構實現DCM操作
圖1 第一個SEPIC採用平均模型,而右邊第二個實施逐週期法。
運用仿真來比較兩個電路的輸出回應。如圖2所示,兩個電路的回應非常相近。曲線的左邊描述了啟動序列,右邊部分顯示了兩個模型對負載階躍的回應。在這一階段具有相同的回應是首要證明顯示大訊號模型平均來說,正確地仿真SEPIC內部,而我們可以小訊號版本進行。
DCM PWM開關的大訊號模型由上篇文章的公式10中推導出的小訊號版本所代替,與Vorpérian博士先前考慮的不同。兩個模型得出了相同的分析,但Vorpérian博士先前考慮的是一個常見的配置(C端是接地的),而為了建立一個自動切換的DCM-CCM模型,保留了原本普通被動配置。採用DCM PWM開關的小訊號模型更新的電路圖如圖3所示。右邊的參數列表計算分析所需的所有係數k。
確定準靜態增益
為了確定準靜態增益,須要照圖2使所有電感短路,所有電容開路。這正是SPICE在計算工作偏壓點時所做的工作。然後重新排列所有的訊源和元件以簡化電路,使其更易於分析。當做這項工作時,建議始終實施全面的檢查,確定新電路的動態回應與圖3完美匹配。任何偏差都表明出了錯,或者簡化中的假設過於樂觀:重複該做法直到振幅和相位完美匹配為止。組合出圖4的電路。
圖2 平均模型的瞬態回應與逐週期模型完全符合。
圖3 這是運行在DCM模式的SEPIC的小訊號模型。節點d1是負載比偏差和進入點。所有小訊號係數都自動出現在參數視窗。
圖4 用來確定準靜態增益H0的最終直流電路。
幾行算式將使我們得到輸出電壓表達式:
公式1
公式2
將公式1中的Ic代入公式2解出Vout。會得到:
公式3
小訊號準靜態增益簡單地表示為:
公式4
時間常數的確定
我們將採用FACTs並單獨確定電路的時間常數,而不是用圖3的完整原理立刻求解整個轉移函數。這種方法提供了一個優勢,以處理透過對個別草圖的SPICE仿真獲得的結果。這大大有助於逐步前進和追蹤錯誤,而不至於在大量的工作時間後才發現最終的結果是錯誤的。
為了確定時間常數,將刺激減為0。在此,由於我們想要控制到輸出的轉移函數,刺激是d1。將其減為0有助於簡化電路,如圖5所示。
圖5 將刺激減為0有助於簡化電路。在此從驅動電感L1的電阻開始。
可以用幾個公式來描述這個電路,我們知道IC=IT:
公式5
公式6
公式7
公式8
將公式7代入公式8然後解出V(c)。替代公式8中的V(c)解出V(a)。接著可得:
公式9
如果重新排列由圖3的定義替換係數k,將得出時間常數1的定義:
公式10
二階時間常數指的是從C2端看到的電阻,而L1是短路的。新的電路如圖6所示。由於L1短路,a和c端在一起,簡化更新的電路為右邊的圖片。
圖6 使電感短路真正簡化電路。
再一次,幾個簡單的等式會很快得出結果:
公式11
公式12
將公式11代入公式12,然後解出VT並重新整理。會發現:
公式13
如果知道試圖確定涉及C3的三階時間常數,變壓器配置(完美耦合)使其兩端電壓等於0V:在動態轉移函數中電容器不起作用。因此第一個係數b1定義為
公式14
二階係數
對於二階係數,我們將設置電容C2處於其高頻狀態(以短路代替它),同時將確定驅動電感L1的阻抗。圖7說明了這種方法。因為輸出因C2短路,節點a和c都處於相同的0V電位。電路簡化為右側示意圖。
圖7 二階係數設置儲能元件之一處於其高頻狀態(C2),同時可確定電感兩端的電阻。
我們可寫出描述VT電壓的第一個等式。觀察到:第一,IT和IC是相同的;第二,VT=–V(c),我們有
公式15
因式分解VT/IT,L1兩端的電阻為
公式16
二階時間常數定義為
公式17
如果我們認為Vout=MVin,b2係數表示為
公式18
合併我們確定的時間常數,得出分母D(s)
公式19
如果我們考慮一個低Q值的近似值,這二階分母可以近似由兩級聯極點定義為
公式20
公式21
和合併為
公式22
零點的確定
如上文所述,當刺激調至零角頻率sz,,變形電路的回應為無訊號輸出(見圖1)。該運用現將包括將刺激復原和確定無訊號輸出的變形電路條件。圖8所示為我們須要研究的更新電路。無訊號輸出的有趣之處在於其傳播至其它節點。例如,如果Vout=0V,然後由於變壓器高邊連接,節點a也處於0V,所有涉及該節點的運算式可以簡化為如圖所示。如果輸出無訊號,則電流I1也為零,這代表Ic=I3。
圖8 在s=sz的特定條件下,觀察變形的電路,無訊號回應。
節點c的電壓定義為
公式23
因此,電流Ic等於節點c的電壓除以L1的電阻。
公式24
而電流等於
公式25
現將公式24代入公式25,然後視Ic=I3:
公式26
求解s,將係數k的值換為它們在圖3中的值,重新整理後會發現
公式27
這是個正的根源,因此為右半平面零點。透過收集所有的部分,發現極點和零點實際上是一個DCM Buck-Boost轉換器的極點和零點而得出完整的轉移函數:
公式28
及
公式29
公式30
公式31
和
公式32
最後的檢查,我們可比較Mathcad和圖1大訊號模型的SPICE仿真的動態回應。如圖9所示,曲線完美重合。
圖9 Mathcad和SPICE提供完全相同的回應(曲線完美疊加)。
另一個驗證是由採用不同的平均模型仿真相同的SEPIC結構建構。這也是一個自動切換的CCM-DCM模型,但接線方式稍有不同。圖10所示為兩種平均模型採用一個類似的SEPIC架構;圖11則證實兩個交流回應在相位和振幅上完全相同。
圖10 CoPEC平均模型包括單獨的開關和二極體連接。
圖11 DCM PWM開關和CoPEC DCM模型提供相同的動態回應。
快速分析技術為推導線性電路轉移函數提供了一種快速而高效的方法。在被動電路中,觀察可能實現的,而且是經常的,毋須寫一行代數就能得到轉移函數。隨著電路變得複雜和包括刺激源,不得不採用經典的KCL和KVL分析。但當確定分子和分母中個別的多項式因數時,如果有錯誤的話,很容易追蹤和只關注錯誤項。在複雜的電路中,小草圖和SPICE的幫助是極有用的。最後,最終結果以一種有意義的格式表示,並可直接區別出極點和零點位於何處。這是非常重要的,因為必須知道問題隱藏在轉移函數的何處。作為一個設計人員,必須平衡它們,這樣自然的產生傳播或元件的變化不會危及系統在運行中的穩定性。
(本文作者任職於安森美)
美光轉向電荷捕捉 3D Xpoint暖身時間不多了
西瓜偎大邊 電荷捕捉大獲全勝
在半導體的世界裡,一項技術能否成功,供需兩端的規模都是非常重要的因素。美光的NAND Flash產品發展路線決定從浮閘轉向電荷捕捉,正是因為除了英特爾跟美光之外,業內已經沒有其他供應商採用浮閘技術。
由於美光決定轉向,未來還會堅守浮閘技術的NAND Flash供應商將只剩下英特爾。對英特爾來說,這是一個相當不利的情況。一來日後所有的研發費用將必須獨自承擔,二來設備供應鏈業者願意力挺到何種程度,也是個問題。英特爾的設備採購訂單再大,也無法跟三星、東芝、海力士等業者的設備需求總量相比。設備業者在商言商,其NAND Flash相關設備的研發重心必然往電荷捕捉移動,未來還能分配多少資源給浮閘製程所使用的設備,是個大哉問。
事實上,類似的情況在DRAM產業就曾發生過。在21世紀的前十年,DRAM產業就曾發生過溝槽式(Trench)與堆疊式(Stack)的架構大戰。溝槽式DRAM(圖1)的電容在閘極下方,堆疊式DRAM(圖2)的電容器則在閘極上方,是這兩種DRAM最大的差異。
新電子科技雜誌主筆黃繼寬
圖1 溝槽式DRAM
在溝槽式DRAM的製程中,必須先在基板蝕刻出溝槽,然後在溝槽中沉積出介電層,以形成電容器,然後在電容器上方再製造出閘極,構成完整的DRAM Cell。這種製程最大的技術挑戰有二,一是隨著線寬越來越細,溝槽的寬深比跟著增加,如何蝕刻出這種溝槽,是相當大的技術挑戰。其次,在進行沉積製程時,由於溝槽的開口越來越細,要在溝槽裡面沉積足夠的介電材料,形成容值夠高的電容器,也越來越難。相較之下,堆疊式DRAM則沒有上述問題,因此隨著製程節點越往前推進,溝槽式DRAM的採用者越來越少。
兩大技術陣營從130奈米開始一路纏鬥到75奈米,最後只剩下奇夢達(Qimonda)還能做出溝槽式DRAM,其他DRAM業者則早已改採堆疊式架構。而在這個過程中,DRAM業者不斷跳槽到堆疊式架構,設備業者對溝槽式製程的支援也越來越少。最後,隨著奇夢達破產,溝槽式DRAM也宣告走入歷史。
如果歷史經驗有任何參考價值,溝槽式DRAM與堆疊式DRAM的大戰告訴我們,英特爾可能做出了很危險的決策。台語俗諺說「西瓜偎大邊」,看準趨勢發展方向,站在主流方,可獲得的生態系統資源也越多,規模經濟效應也越明顯。而站錯邊的廠商,最後往往只能黯然退出市場。
人多的地方不要去
照理說,英特爾應該也看得出固守浮閘技術的危險性,但英特爾/美光宣布分手已經幾個月過去,英特爾看起來沒有改變NAND Flash技術發展路線的打算。有些媒體認為,英特爾應該只是不願公開承認浮閘技術已經走到盡頭,試圖做最後的努力。
但對英特爾而言,浮閘技術或許仍有值得賭一把的理由。筆者認為,英特爾不是一家會為了面子死撐的企業,從Wireless USB、WiMAX到WiDi,英特爾技術發展押錯寶的例子其實不少,最後都是以壯士斷腕的結局收場。因此,另一個可能是,英特爾對自己的浮閘技術掌握度深具信心,認為至少還能再支撐一個世代以上,然後將自家記憶體產品過渡到Optane,也就是3D Xpoint技術。
事實上,筆者認為,對手握3D Xpoint技術的英特爾來說,以浮閘技術為基礎的NAND Flash,最大的任務是爭取時間,而不是真的要一直靠此技術跟其他NAND Flash供應商競爭。
雖說西瓜偎大邊,但「人多的地方不要去」也是商業競爭的常識。NAND Flash記憶體跟DRAM一樣,是同質性很高的產品,也因為如此,供應商之間的競爭武器,直言之只有三項法寶--產品開發速度、成本控管跟口袋深度。誰的產品開發速度領先同業,誰就能掌握新產品上市初期的高獲利時機;成本控管能力較佳、口袋深度夠深的業者,則更有籌碼打價格戰,在市況不佳的時候熬過市場寒冬。
相較於其他記憶體供應商,英特爾其實有很多策略選項,Optane就是一路活棋,而且是其他記憶體供應商所沒有的獨家技術。Optane的讀寫效能理論上接近DRAM,但卻具有NAND Flash的非揮發特性,被認為是非常有潛力的次世代記憶體。不過,目前Optane固態硬碟(SSD)的效能其實跟NAND Flash SSD相去不遠,價格卻高出一大截,因此市場接受度並不理想。也因為如此,英特爾還需要時間為Optane做更多準備,包含平台架構/軟體的調整跟最佳化,以及最重要的降低成本,Optane的市場接受度才有機會提升。
另一方面,Optane除了用在SSD之外,也可以DIMM模組的型態出現。目前英特爾已經提供基於Optane的DIMM模組工程樣品給特定客戶,預計2019年開始量產。這是一項非常值得關注的產品,即便短期內Optane DIMM不可能取代DRAM的地位,但至少有攪局的潛力。
某記憶體相關業者就直言,主機板上的DIMM插槽總數不太有增加的機會。換言之,只要Optane DIMM占掉一個插槽,DRAM的DIMM插槽就少一個。由於DRAM報價居高不下,英特爾在2017年拱手把盤據數十年的全球半導體營收龍頭寶座讓給了三星,而Optane DIMM這項產品在此刻現身,其實頗有牽制三星的意味存在。
前面提到,英特爾不是純記憶體業者,而是運算平台的主導者,因此,相較於其他記憶體業者只能在英特爾制定的平台框架內競爭,在技術上,英特爾可以用平台設計來拉抬Optane,在商業模式上也有捆綁銷售的可能性。
供應商家數不足恐成普及障礙
雖然Optane有其特殊性,而且英特爾還可以將其包裹在平台中推廣,但整體來說,這項技術未來的最大隱憂,恐怕就是它的特殊性。3D Xpoint是英特爾跟美光聯手開發的次世代記憶體技術,目前已經商品化的廠商則只有英特爾一家,美光則不願意將基於3D Xpoint技術的記憶體運用在SSD產品上,甚至寧可讓其廠房閒置,也不願生產3D Xpoint記憶體。
某種程度上,這也是Optane SSD價格居高不下的原因之一,因為產能實在太低。沒有量就不會有Cost Down,是電子業的基本規律。此外,單一供貨商也會使原始設備製造商(OEM)跟品牌廠持觀望態度。
或許也是考量到單一供應商可能造成的問題,加上3D Xpoint的部分關鍵技術也來自美光,因此在英特爾、美光宣布停止合作開發下一代NAND...
全彩電子紙預計2019量產 戶外看板功耗僅LCD之1%
元太科技於近日展出榮獲Gold Panel Awards 2018顯示器元件產品技術獎的先進彩色電子紙(Advanced Color ePaper, ACeP),即將於今年進入商轉送樣階段,並預計將於2019年正式量產。與LCD顯示器相比,彩色電子紙的功耗於室內顯示應用中僅有LCD顯示器的30分之一,於戶外看板應用中更只有LCD顯示器的100分之一,該技術的低耗電特性相當適合導入物聯網設備應用。
元太科技持續深耕電子書閱讀器市場,包含美國Amazon Kindle與台灣Readmoo mooInk皆是使用元太科技所掌握的電子墨水技術。元太科技董事長柯富仁表示,在元太科技的電子紙業務中,來自電子書閱讀器與電子筆記本的營收占比依然高達七成。
然而,由於看好電子紙超低耗電、護眼及陽光下清晰可視的產品特性於物聯網時代的優勢,該公司積極與生態圈夥伴共同開發各種適用於智慧場域的電子紙應用,讓電子紙顯示器成為更適合物聯網設備的人機介面。電子紙節能與可無紙化的特色,更能促進永續智慧城市的發展。柯富仁指出,期盼在3~5年內,來自電子貨架標籤、電子看板等物聯網設備的電子紙營收比例能夠從2017年的三成提升至五成。
近日該公司展出的全彩電子紙ACeP透過帶色的粒子(Pigment)顯示全彩色域,顯示效果媲美傳統紙張印刷海報,該公司初期業務目標將鎖定商業應用及廣告看板等市場推展。柯富仁同時認為,未來全彩電子紙也將為電子書閱讀器帶來加值,特別是在注重視覺呈現的童書市場,將有望看到更多元的電子書應用。
Gorilla Glass 6「硬」是了得 康寧觸控展大秀新一代玻璃產品
康寧(Corning)於2018智慧顯示與觸控展覽會(Touch Taiwan 2018)展示新一代保護玻璃產品Corning Gorilla Glass 6。該產品通過高度更高的落摔測試,可以承受多次摔落的情況,從一公尺高處落下到粗糙表面上,平均15次不會造成損壞,整體效能比上一代產品Gorilla Glass 5高出兩倍。
康寧特殊材料事業群 Corning Gorilla Glass全球業務暨技術副總經理James Hollis表示,根據日前進行的全球性Toluna消費者調查顯示,人們手中的手機平均一年會摔落七次,超過50%的摔落情況發生在一公尺或以下的高度。也因此,多數的消費者皆希望未來手機保護玻璃能不斷提升摔落時抗破裂的功能。
為此,Gorilla Glass 6採用全新的玻璃成分,其化學強化程序擁有較Gorilla Glass 5更高的壓縮程度,具備更佳的抗損傷能力;從一公尺高處落下到粗糙表面上,平均15次不會造成損壞,在相同測試條件下,鈉鈣玻璃和矽鋁酸鹽玻璃等產品,在第一次摔落時皆出現損壞的情況。事實上,摔落造成的損壞是一個概率事件,而平均來說提高壓縮程度有助於增加保護玻璃在多次摔落時保持完好的可能性。
Hollis指出,目前已有越來越多行動裝置製造商於手機上加入了玻璃背蓋,以實現新的應用和功能,例如無線充電。採用玻璃背蓋的手機,其無線充電接收能力優於使用金屬背蓋的手機。而未來不論是平板電腦、筆記型電腦等行動裝置,特別是有觸控功能的產品,若製造商希望兼具效能與美學,像是添加無線充電功能、打造更大的螢幕尺寸和更窄的邊框、於產品背板印刷圖案等,玻璃都是很好的選擇。也因此,新一代Gorilla Glass 6除了耐用度提升外,也增加了光學清晰度、觸控靈敏度、抗刮能力等特性,以滿足新的設計趨勢。
5G/AI/IoT應用興起 伺服器市場穩定成長中
回顧2018年整體ITC產業概況,包含桌上型電腦(PC)、筆記型電腦、平板電腦等消費型電子市場皆已成熟,因此並未見到大幅度的成長。但由於人工智慧(AI)、物聯網(IoT)以及5G技術逐漸成熟,相關新興應用也逐漸興起,因此伺服器市場依然穩定成長中。
資策會MIC資深產業顧問兼副所長洪春暉表示,全球資訊系統市場長期停滯,然而在2018年受惠於商用換機需求,全球電腦市場持平;但展望2019年,在商用換機需求趨緩與貿易保護政策等影響下,全球電腦系統市場將微幅衰退。然而,由於受到AI、IoT、5G等新興應用影響,因此帶動資料儲存與運算需求,更受惠於Intel Purley平台轉換與AI應用需求,2018年伺服器市場也將持續成長。
洪春暉進一步指出,在2018年桌上型電腦主要因Intel新處理器與晶片組上市而刺激換機需求,年衰退幅度縮小至負0.3%;台灣業者也因掌握多數國際PC品牌廠商用機種訂單,預估全年出貨量將小幅成長1.6%。因此,2018年桌上型電腦、筆記型電腦出貨量將與2017年持平。
其中,單就電競PC市場來看,雖Nvidia於2018年8月發表新GPU架構Turing及與其搭配顯示卡方案,但因該方案屬於高階電競市場,對2018年整體電競PC市場貢獻仍有限。












