电视芯片发展现状及制造分析

一、电视芯片是智能电视的“大脑”

彩电工业是我国电子工业中起步最早、分布最广、发展最快、规模最大、市场化和国际化程度最高的行业,从曾经电子工业命系彩电到如今已发展成为我国电子信息产业具有基础性、支撑性、战略性和导向性作用的重要组成部分。

在黑白电视和早期的彩色电视时代,屏幕才是电视企业最关注的参数之一,电视芯片的地位无足轻重。随着人们对电视的画质、便捷性要求越来越高,互联网、高清、智能电视时代的来临,电视芯片成为了众多电视厂商争相竞争的关键筹码,芯片性能对于电视的体验至关重要。不同于手机芯片需要“操心”的事情那么多,电视芯片主要控制电视的画质、音质、运行速度、解码功能等,但同样不可或缺。

如果是传统的电视,电视芯片的性能似乎没那么看重,“ai+电视”给了行业更多的想象力,智能电视已经成为电视企业抢占市场重要战略产品,tcl、海尔、小米等企业纷纷加大研发力度,意在抢占市场先机,智能电视或将是未来电视的标配。据相关数据统计,随着生活水平提升,人们对电视要求不只是看剧这么简单,人工智能电视市场份额提升显著,同比增幅八成以上。

智能电视是一种搭载了操作系统的全开放式的平台,像智能手机一样,用户可以自行安装和卸载软件、游戏等第三方服务商提供的程序,通过此类程序来不断对彩电的功能进行扩充,并可以通过网线、无线网络来实现上网冲浪。

智能电视要实现“智能”首先意味着硬件技术的升级和革命,只有配备了业界领先的高配置、高性能芯片,才能顺畅运行大型3d体感游戏和各种软件程序。智能电视需要既能完成传统电视的解码显示功能,又能运行操作系统和众多应用,因此芯片设计上两方面均要兼顾,可以说电视芯片是智能电视的“大脑”。

二、“缺芯少屏”困扰中国彩电业

自1958年3月17日天津712厂研制出我国第一台电视机——北京牌14英寸电子管黑白电视机以来,60年间,中国上百家电视企业、百万家电人沉浮其中,在中日韩家电的“三国杀”格局中,没有讨到任何的便宜。

从crt到led再到oled,电视的核心技术和最新生产工艺,先是日本企业独领风骚,后来接力棒又传到了以三星和lg为代表的韩国家电企业手中。

当前中国台系企业仍主导全球彩电芯片市场,国产电视机芯片绝大部分从中国台湾地区进口。据调研机构his研究,在电视主芯片领域,mstar(晨星半导体)绝对领先,占全球市场份额超过40%;前三大供应商为mstar、media tek(又称mtk或“联发科”)和novatek(联咏科技),它们的市场份额大致为40%、16%和15%,而这三家均为中国台湾的企业。

长期以来,作为电视机制造大国的中国,实际处于“缺芯少屏”的尴尬状态,电视机的核心部件——屏和芯。在经历了“合资办厂”和“引进生产线”的多年努力和尝试之后,中国电视企业终于明白,真正的核心技术不能单靠模仿,只有自力更生,修炼自身拥有过硬的本领迎头赶上,并开始在液晶面板、液晶模组和uled显示技术上咬着牙默默发力。

近年来,大陆企业在光电领域飞速发展,京东方、华星光电、友达等一批企业快速崛起,逐渐弥补“屏”的短板,中国又成为了液晶大国。而芯片,仍是国产彩电巨头的难言之痛,大部分依赖进口。

目前,彩电芯片在电视机的总成本中,大约占比5%。彩电涉及到的芯片大大小小10余种,包括电源管理、音频处理等功能。因为彩电行业竞争激烈,对成本要求高,所以彩电芯片的集成度很高,涵盖了中央处理器、图像处理器等。wifi模块、ai模块,未来也有机会集成到彩电芯片中。彩电主芯片成本在10美元以下,包括主芯片在内的主板成本约100~200元人民币,以55英寸液晶电视成本2000元左右计算,占比并不高。

但是,因为中国是全球最大的彩电生产基地,全球超过60%的电视机产量来自中国。奥维云网(avc)的数据显示,2017年,中国大陆出口到海外的电视及半成品电视达到1.02亿台。若再加上国内销售的约5000万台,中国一年生产的彩电近1.5亿台。中国有这么庞大的彩电产能,怎么能让电视机的“心脏”受制于人呢?三、彩电中国芯多方发力

芯片产业的崛起离不开国家的支持,近年来,“中国芯”的市场地位逐年提升,这得益于国家政策的扶持。《国家集成电路产业发展推进纲要》和《中国制造2025》的出台,为我国集成电路产业实现跨越式发展注入了强大动力,也体现了国家高度重视我国集成电路产业的发展。

中国电视企业的崛起为中国芯片企业的发展提供了机会,在2010年之前,国内的自研芯片基本处于样机或者自用阶段,市场的接受度非常低。当时,国产芯片的占比只有1%左右,国外芯片占比95%以上,ti占领了中国几乎一半市场。其原因在于国外厂家有丰富的经验积累,深耕在这个领域多年,熟悉产业的特点,国产芯片的稳定性也有待提高。这两年来,情况发生了很大改变,以华为海思、中星微电子为代表的中国企业异军突起。

目前中国市场国产芯片占有率已提升到60%左右,是10年前的60倍,而国外芯片占比降低到35%左右。华为海思占领了国内一半以上市场,其研发的自主超高清智能电视核心芯片,2016年出货量近1000万颗,已进入国内六大彩电厂商供应链。

华为海思能有如此成绩与它所拥有的技术优势有很大关系,它是国内芯片企业当中实力最强的企业,早期通过为自家的通信设备提供芯片逐渐将自家的芯片企业华为海思发展壮大,从2011年起又通过与自家的手机业务互相支持推动华为海思继续成长,如今的华为海思已涉及通信设备、手机、视频、电视等多个芯片行业,据ic insights公布的数据显示华为海思已成为全球第七大芯片涉及企业,是国产芯片企业当中排名最高的。

除了华为海思之外,国产电视企业也在研发它们自己的芯片,2018年初,美国ces上,创维展出了自主研发的ai(人工智能)画质芯片。而早在2014年,创维便携手华为旗下的海思,共同承担国家核高基重大项目,一起开发了首款具有中国自主知识产权的智能电视芯片v800,填补了我国电视系统芯片的空白。

不只创维,海信、tcl、康佳等中国彩电主流企业在芯片领域也有涉足。

2005年6月,海信已研发出我国第一块拥有自主知识产权并产业化的数字视频处理芯片——信芯,打破了国外企业在数字视频处理芯片的垄断局面。海信还于2013年研制了国内首款网络多媒体电视soc主芯片,并实现整机量产。2015年,海信又发布hi-view pro画质引擎芯片,成为中国拥有自主高端画质芯片的彩电企业。

tcl集团董事长、ceo李东生去年曾透露,tcl自2013年起已经参股了两家芯片企业,分别是敦泰电子(tw.3545)与晶晨半导体(amlogic)。据了解,敦泰电子、晶晨均由美国硅谷芯片业的资深华人专家成立。敦泰电子2005年在美国注册成立,2006年迁址回亚洲,在深圳和台湾设立了研发及工程服务中心,致力于人机界面解决方案的研发。晶晨创立于1995年,总部在上海,主打智能电视和机顶盒智能芯片设计。

而康佳也自主研发了8k芯片,可控制屏幕每一个像素的灰度,实现全程8k信号处理。四、彩电芯片国产化难点

相对于国际顶尖的芯片企业,国内的电视芯片企业仍以中低端芯片供应为主,在知识产权和高端电视芯片上,仍需要投入巨大的时间和精力,如8k分体电视等领域。

中国彩电芯片国产化难在芯片开发和生产工艺。海思、amlogic的芯片设计能力,已基本可以满足彩电产品的需求,早几年它们的芯片设计能力已达到14纳米的水平。当然,芯片厂技术越好,集成度越高,成本越低。

在生产方面,中芯国际目前能生产28纳米的芯片,而台系企业已经可以生产10纳米的芯片了。所以,海思、amlogic设计的芯片,还是找台积电来生产,否则没有竞争力。

事实上,三年多前创维与海思联手研发的v800芯片,是由中芯国际来生产的。而今年创维推出的ai画质芯片则是找台湾企业来生产的。

业内人士认为,彩电芯片国产化的关键还是在晶圆,如果从设计定制的角度看,彩电芯片的国产化早已实现,像amlogic、展讯等都可以设计芯片,但是还是要找别人生产。所以,未来提升精细化制造能力,才能真正实现彩电芯片的国产化。

电视产业,历经40年快速发展,一直是中国支柱产业之一。电视技术在发展过程中,集电子学、大规模集成电路、光学、电磁学、材料科学、卫星技术、数字信号处理、色度学、人类视觉科学等多学科成果于一身,近年来又叠加了互联网、人工智能和大数据等科技革命。

芯片国产化问题在这两年提得越来越多,研发制造“中国芯”已经上升到国家战略层面。然而,不仅通讯芯片,中国的彩电芯片目前也大部分依靠进口。文章出自:苏州智能制造

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计