衍射光波導(dǎo)、光波長(zhǎng)選擇開關(guān)，激光相控陣?yán)走_(dá)……這些高大上的“黑科技”背后都少不了光的相位調(diào)制，其中，充當(dāng)“中樞系統(tǒng)”的LCoS芯片技術(shù)常年被美、日等少數(shù)國(guó)家壟斷。如今，這一局面有望被打破。

數(shù)字高清微顯彩電技術(shù)不斷提高

①LCD微顯彩電

由于LCD背投是采用透射式液晶，開口率比較低，原來(lái)只有54%，日本愛(ài)普生已推出D5代液晶，開口率提高到70%，對(duì)比度提高了50%，亮度也有很大的提高；采用無(wú)機(jī)定向膜開發(fā)液晶（HTPS）的新技術(shù)，進(jìn)一步提高了開口率，改進(jìn)對(duì)比度，提高了黑色再現(xiàn)能力，使圖像更加精細(xì)，畫面更加清晰，更真實(shí)地重現(xiàn)自然圖像，愛(ài)普生將這項(xiàng)技術(shù)稱為“水晶高清精細(xì)（Crystal Clear Fine）”技術(shù)。

日本SONY公司最近推出物理分辨力為1920×1080 50英寸3LCD數(shù)字高清微顯彩電，每臺(tái)售價(jià)僅人民幣17000元。

②DLP微顯彩電

美國(guó)TI公司為改進(jìn)單片DLP投影機(jī)的彩色還原性較差的問(wèn)題，采用Brilliant Color（彩色）的新色彩處理技術(shù)，即采用R、G、B三基色和相應(yīng)補(bǔ)色青、品紅、黃六段色輪，在色域和色飽和度上有一定的提高，可提高亮度20~40%；采用Darkchip技術(shù)即在微鏡下面增加黑色涂鍍層，減少光反射，減少像素間的間隙和支持機(jī)械裝置的孔徑，提高對(duì)比度和亮度；為了滿足1080p高清晰度數(shù)字電視的要求并降低芯片成本，TI開發(fā)出了用類似以960×1080微鏡陣列來(lái)顯示1920×1080（即1080p）畫面，稱之為“平滑畫面”技術(shù)，其核心是利用DLP微鏡單元-12，0和+12度的三個(gè)平衡角位，在一對(duì)對(duì)稱的像素位置上，通過(guò)脈沖寬度調(diào)制（PWM）產(chǎn)生一定灰度白或黑的像元，而剩余的一個(gè)角位用作雙像素全黑的光閥關(guān)短狀態(tài)，從而取得單一微鏡雙像素顯示的功效。

③LCoS微顯彩電

由于LCoS可以說(shuō)是吸收LCD與DLP優(yōu)點(diǎn)而研發(fā)出的成像器件，它是反射式液晶，開口率高，因此它具有分辨力高、像素面積占有率高、光耗小、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，是1080p高清晰度數(shù)字電視的顯示技術(shù)。近來(lái)封裝成品率有所提高，特別是光學(xué)引擎改進(jìn)很快。三片機(jī)主要有IBM，Colorlinlc，3M，示創(chuàng)，Jdsu；單片有時(shí)序彩色和卷簾式以及美國(guó)永錫科技介于兩者之間的新彩色控制方法。示創(chuàng)，Jdsu三片光學(xué)引擎方案都表明是低成本方案，Jdsu認(rèn)為其光學(xué)引擎與3LCD結(jié)構(gòu)相近，示創(chuàng)認(rèn)為其光學(xué)引擎方案是性價(jià)較好的方案，參見(jiàn)表一、圖三、四、五。

三大光閥技術(shù)，為何選擇LCoS

在投影機(jī)市場(chǎng)上，光閥技術(shù)主要有三個(gè)種類，DMD、LCD和LCoS。這三種技術(shù)路線各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前本土企業(yè)選擇的是LCoS技術(shù)方向。

DMD技術(shù)本質(zhì)是大型二維陣列“微機(jī)電”產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)界在半導(dǎo)體微機(jī)電系統(tǒng)上的耕耘布局雖然較為完善，但是并不先進(jìn)。尤其是TI作為顯示用DMD供應(yīng)商，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常明顯。如果以此為突破方向，無(wú)疑面臨巨大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、時(shí)間成本和專利糾紛概率。

LCD技術(shù)是另一種投影光閥產(chǎn)品，本質(zhì)是液晶顯示面板。不過(guò)其TFT驅(qū)動(dòng)方面采用的是“高溫多晶硅”技術(shù)——對(duì)比而言，手機(jī)用液晶顯示屏，多采用金屬氧化物TFT技術(shù)，或者低溫多晶硅TFT技術(shù)。LCoS技術(shù)，則是在LCD投影光閥的背面貼附一個(gè)反射鏡面（一般是硅基板鍍鋁CMOS電極層），因此LCoS又叫做“硅基液晶”。

LCoS繼承LCD光閥的全部技術(shù)，并其結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜：這樣做的好處是可以實(shí)現(xiàn)更高的光學(xué)效率，克服LCD投影機(jī)在超高亮度產(chǎn)品研發(fā)上的瓶頸——雖然達(dá)不到三片是DMD產(chǎn)品的極高亮度表現(xiàn)，但超越單純LCD光閥的表現(xiàn)。
對(duì)于國(guó)內(nèi)企業(yè)而言，選擇LCoS作為技術(shù)方向，有三個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：首先是在高亮層面上不至于“直接形成技術(shù)瓶頸”，有利于未來(lái)應(yīng)用范圍的廣泛性。在加上液晶制造技術(shù)在小像素上的優(yōu)勢(shì)，有可能在8K等產(chǎn)品上比DMD好——這是對(duì)未來(lái)市場(chǎng)的前瞻性考慮。

此外，本土有著LCoS產(chǎn)業(yè)更好的技術(shù)基礎(chǔ)。比如，在液晶顯示產(chǎn)業(yè)上，國(guó)內(nèi)數(shù)家巨頭已經(jīng)有龐大產(chǎn)業(yè)鏈。雖然手機(jī)、電視用液晶面板與LCoS液晶部分不同，但依然屬于同一領(lǐng)域，相關(guān)人才和相似技術(shù)儲(chǔ)備更為充分。同時(shí)，本土LCoS產(chǎn)業(yè)不是從零起步——本世紀(jì)初，已經(jīng)有很好的產(chǎn)業(yè)研發(fā)基礎(chǔ)。

LCoS芯片技術(shù)行業(yè)創(chuàng)新，國(guó)產(chǎn)化能否實(shí)現(xiàn)彎道超車？

LCoS(Liquid Crystal on Silicon)即硅基液晶,是一種基于反射模式,尺寸非常小的矩陣液晶光相位調(diào)制裝置。這種矩陣采用CMOS技術(shù)在硅芯片上加工制作而成。廣泛應(yīng)用于眾多國(guó)家戰(zhàn)略支柱行業(yè)，是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)、5G通信、無(wú)屏顯示等電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)核心芯片?？蓮V泛應(yīng)用在投影、激光電視、AR、車載HUD等無(wú)屏顯示、制造以及光通信等領(lǐng)域。
據(jù)了解,慧新辰此次發(fā)布的LCoS芯片，其采用的無(wú)機(jī)取向膜具有高可靠性、高穩(wěn)定性、耐強(qiáng)光、抗紫外光、耐高溫、高亮度和適配激光光源等特性,加上慧新辰自主調(diào)控的液晶，讓這顆LCoS芯片的液晶反轉(zhuǎn)周期低至1.5ms，這帶來(lái)了每秒300幀的高刷新率、80mW的低功耗和4.48Gbps的高帶寬。據(jù)悉這款芯片目前具備量產(chǎn)的基礎(chǔ)，可達(dá)到每年100萬(wàn)顆以上的產(chǎn)能儲(chǔ)備,對(duì)應(yīng)收入可達(dá)4-5億元。

信息技術(shù)如今已滲透融合進(jìn)社會(huì)的各行各業(yè)，成為社會(huì)各產(chǎn)業(yè)的控制核心，芯片產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障國(guó)家的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。而我國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期依賴國(guó)外進(jìn)口，芯片供應(yīng)受制于人,打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的芯片產(chǎn)業(yè)，提升芯片自主化、進(jìn)口替代化已經(jīng)到了重要關(guān)口。目前在無(wú)屏顯示領(lǐng)域,主要為美國(guó)TI、日本Sony等大公司壟斷全球市場(chǎng)，LCoS技術(shù)的突破是中國(guó)企業(yè)“彎道超車”的好機(jī)會(huì)，而慧新辰或?qū)ь^“突圍”。

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