那個(gè)被妖魔化的IGZO技術(shù)
[導(dǎo)讀]仔細(xì)想想IGZO開始在新聞中頻頻出現(xiàn)，大約是始于iPhone4S上市之后一段時(shí)間。老實(shí)說IGZO并不是什么很新的技術(shù)，為什么近期才大紅大紫，恐怕是因?yàn)橄钠战?jīng)營(yíng)不善急于扭虧從而大力宣傳，外加“蘋果將采用”類新聞等因素結(jié)
仔細(xì)想想IGZO開始在新聞中頻頻出現(xiàn)，大約是始于iPhone4S上市之后一段時(shí)間。老實(shí)說IGZO并不是什么很新的技術(shù)，為什么近期才大紅大紫，恐怕是因?yàn)?strong>夏普經(jīng)營(yíng)不善急于扭虧從而大力宣傳，外加“蘋果將采用”類新聞等因素結(jié)合起來，一下子就成了液晶希望、無敵技術(shù)什么的，關(guān)于iPhone5將采用IGZO屏幕的新聞都不知道發(fā)了多少篇。只可惜iPhone5最終還是沒“如愿以償”，著實(shí)讓不少分析師大嘆可惜，并紛紛開始預(yù)測(cè)下一代iPhone6將要配備。但是，大伙兒真的了解IGZO技術(shù)嗎？iPhone不用IGZO屏幕真的是可惜嗎？IGZO真的是無敵技術(shù)嗎？這些問題的回答恐怕并不都是“是的”。
IGZO到底是啥？
IGZO就是Indium Gallium Zinc Oxide的縮寫，翻譯過來就是銦鎵鋅氧化物，看起來蠻拗口的，實(shí)際上也沒必要去記住。簡(jiǎn)單來說，這東西就是一種導(dǎo)電半導(dǎo)體材料，可以用來制作晶體管。為什么要用IGZO來做晶體管，原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)樵诔Ｒ?guī)液晶屏上利用非晶硅制作的晶體管性能太差。
因 為常規(guī)液晶面板使用的玻璃軟化溫度只有450度左右，所以可以使用的工藝受到了很大的限制，無法通過高溫重結(jié)晶的方式增強(qiáng)硅薄膜的性能，所以就只能勉強(qiáng)用 非晶硅制作晶體管了。這種材料的電學(xué)性能非常差，載流子遷移率大約只有1cm2/Vs。對(duì)比一下，單晶硅的遷移率大約是1500cm2/Vs，足足差了3 個(gè)數(shù)量級(jí)，可想而知性能有多差。
于是IGZO的思路就是，既然非晶硅性能性能這么差，那么我用一種其他的材料代替非晶硅就是了。IGZO是 這類材料里被研究的比較透徹，產(chǎn)業(yè)化走的比較順利的，和非晶硅相比，非晶IGZO的遷移率可以達(dá)到3～15cm2/Vs，多晶IGZO大約是50cm2 /Vs上下，性能提升的確很明顯，無怪乎夏普的宣傳里頻見“省電90％”之語(yǔ)。
IGZO是唯一的解決之道？
當(dāng)然不是。普通液晶面板的性能瓶頸在非晶硅上，那么只要想辦法把非晶硅變成多晶硅不就行了么，這樣的辦法其實(shí)有很多。
首 先，既然是因?yàn)椴ＡР荒蜔釋?dǎo)致無法高溫二次結(jié)晶，那么我換耐熱的玻璃不就行了？正解。只要把玻璃換成石英，那么就可以用高溫?zé)Y(jié)的方式把非晶硅層轉(zhuǎn)換為多 晶硅層，這種技術(shù)叫高溫多晶硅，縮寫HTPS。液晶投影機(jī)里使用的屏幕多數(shù)都是這種高溫多晶硅。但是石英基板有一個(gè)很大的缺點(diǎn)：做不大。1寸左右沒問題， 超過就很難了，所以業(yè)界又想了另外一種辦法，就是不用高溫?zé)Y(jié)而是用激光照射的方式把非晶硅轉(zhuǎn)化為多晶硅，這樣就無需更換基板，只需要用激光照射就行。這 種技術(shù)叫做低溫多晶硅，縮寫LTPS。LTPS可以做的面板尺寸要比HTPS高得多，但是目前為止依然無法和傳統(tǒng)非晶硅相提并論：非晶硅面板 已經(jīng)進(jìn)化到了10代線，而LTPS面板還停留在6代左右的水平，這意味著LTPS只適合用來做小尺寸的顯示面板，例如播放器、PDA，還有現(xiàn)在的手機(jī)。
LTPS、HTPS、IGZO的性能是怎樣的？
之 前提到了非晶IGZO和多晶IGZO的遷移率，也提到了非晶硅的遷移率，于是問題就來了，多晶硅的遷移率是多少呢？根據(jù)工藝和檔次不同，多晶硅的遷移率大 約在100～300cm2/Vs水平，也就是說比IGZO高一個(gè)數(shù)量級(jí)。考慮到目前廣為宣傳的IGZO是非晶IGZO，因此要說高兩個(gè)數(shù)量級(jí)也是勉強(qiáng)成立 的。于是很明顯了，IGZO的性能優(yōu)勢(shì)只有在和非晶硅比的時(shí)候才能體現(xiàn)，而面對(duì)多晶硅，IGZO的性能用慘不忍睹來形容也不算過分?？上У氖牵壳暗氖謾C(jī) 界，只要是像素密度稍微高一些的產(chǎn)品，幾乎無一例外的都已經(jīng)采用了LTPS技術(shù)，iPhone4、4S、5自然也不在話下。如果真的和分析師說的一樣，下 一代iPhone將該用IGZO面板，就可以下一個(gè)結(jié)論：洗洗睡吧別買了，屏幕功耗至少比現(xiàn)在翻倍。非晶硅是兒童自行車，IGZO是變速自行車，LTPS 是摩托車，哪有從摩托車換成變速自行車還認(rèn)為是升級(jí)的道理？夏普不厚道不說了，分析師真是害人啊。
那IGZO的優(yōu)勢(shì)在哪里？
如 果說IGZO這么爛，那么自然也不可能獲得如此大的研發(fā)支持，因此它必然有其他優(yōu)勢(shì)。首先的優(yōu)勢(shì)是制作大尺寸面板比較簡(jiǎn)單。雖然手機(jī)這類設(shè)備已經(jīng)吃上了 LTPS這顆十全大補(bǔ)丸，但是廣大水深火熱的平板們都還在非晶硅領(lǐng)域苦苦掙扎——?jiǎng)虞m10寸的面板怎么可能采用LTPS呢？這就需要IGZO的解救了，畢 竟它怎么也比非晶硅性能好上10倍。典型的例子就是iPad3，那片用非晶硅工藝硬做出來的屏幕耗電量可以說是突破天際，逼地蘋果不得不早早推出 iPad4。所以IGZO其實(shí)是給這些產(chǎn)品準(zhǔn)備的，可惜的是因?yàn)楣に噯栴}，iPad4最終也沒有用上IGZO屏幕，這的確可以說是一個(gè)比較大的遺憾?？梢?猜想，如果IGZO工藝最終在大尺寸面板領(lǐng)域徹底替代掉非晶硅，那么不論是電視、臺(tái)式機(jī)、筆記本還是平板，幾乎都可以享受到功耗降低一半的待遇，這依然是 非常美好的。
其次是IGZO可以用來制作柔性屏幕。硅又硬有脆，經(jīng)不起彎折，但是IGZO就要好得多，所以對(duì)未來使用樹脂基材的柔性顯示器來說，IGZO是一個(gè)很好的選擇。
多晶硅就是終結(jié)嗎？
如 果單從性能角度來說，不是。目前看到的技術(shù)里遷移率最高的是夏普的連續(xù)粒狀結(jié)晶，也就是CGSi。這個(gè)技術(shù)的具體細(xì)節(jié)還沒研究，也就不說什么了，但是從結(jié) 果來看相當(dāng)驚人：載流子遷移率大約是900cm2/Vs，這已經(jīng)超過了單晶硅的一半，不僅可以用來做晶體管，甚至已經(jīng)可以在玻璃上直接制作控制芯片了。之 所以夏普沒拿這個(gè)來大肆宣傳，估計(jì)也是因?yàn)檫@個(gè)技術(shù)難以制作大尺寸面板，所以對(duì)利潤(rùn)貢獻(xiàn)并不大吧。事實(shí)上一直到今天這個(gè)技術(shù)都沒得到普及，國(guó)內(nèi)主流市場(chǎng)上 用了這個(gè)技術(shù)的手機(jī)一只手都數(shù)得過來——確定的只有nubia Z5和meizu MX2，oppo FIND5極有可能也用了，但是并沒有完全確定。
結(jié)論
如 果說非晶硅是兒童自行車，那么多晶硅就是摩托車，CGSi則是汽車。IGZO呢？充其量可以算作變速自行車。它是非晶硅的良好替代品，對(duì)于平板、PC和電 視而言是一個(gè)很有希望的技術(shù)，但是對(duì)于手機(jī)？抱歉，性能太差了，誰(shuí)用誰(shuí)降級(jí)。從這點(diǎn)來看，目前關(guān)于IGZO的宣傳可以說是將其妖魔化，IGZO的真面目并 沒有很多人以為的那么好，至于那些繼續(xù)發(fā)“傳iPhone6將采用IGZO屏幕”的分析師們，看過這篇文章以后，各位大可以一笑置之了。
IGZO到底是啥？
IGZO就是Indium Gallium Zinc Oxide的縮寫，翻譯過來就是銦鎵鋅氧化物，看起來蠻拗口的，實(shí)際上也沒必要去記住。簡(jiǎn)單來說，這東西就是一種導(dǎo)電半導(dǎo)體材料，可以用來制作晶體管。為什么要用IGZO來做晶體管，原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)樵诔Ｒ?guī)液晶屏上利用非晶硅制作的晶體管性能太差。
因 為常規(guī)液晶面板使用的玻璃軟化溫度只有450度左右，所以可以使用的工藝受到了很大的限制，無法通過高溫重結(jié)晶的方式增強(qiáng)硅薄膜的性能，所以就只能勉強(qiáng)用 非晶硅制作晶體管了。這種材料的電學(xué)性能非常差，載流子遷移率大約只有1cm2/Vs。對(duì)比一下，單晶硅的遷移率大約是1500cm2/Vs，足足差了3 個(gè)數(shù)量級(jí)，可想而知性能有多差。
于是IGZO的思路就是，既然非晶硅性能性能這么差，那么我用一種其他的材料代替非晶硅就是了。IGZO是 這類材料里被研究的比較透徹，產(chǎn)業(yè)化走的比較順利的，和非晶硅相比，非晶IGZO的遷移率可以達(dá)到3～15cm2/Vs，多晶IGZO大約是50cm2 /Vs上下，性能提升的確很明顯，無怪乎夏普的宣傳里頻見“省電90％”之語(yǔ)。
IGZO是唯一的解決之道？
當(dāng)然不是。普通液晶面板的性能瓶頸在非晶硅上，那么只要想辦法把非晶硅變成多晶硅不就行了么，這樣的辦法其實(shí)有很多。
首 先，既然是因?yàn)椴ＡР荒蜔釋?dǎo)致無法高溫二次結(jié)晶，那么我換耐熱的玻璃不就行了？正解。只要把玻璃換成石英，那么就可以用高溫?zé)Y(jié)的方式把非晶硅層轉(zhuǎn)換為多 晶硅層，這種技術(shù)叫高溫多晶硅，縮寫HTPS。液晶投影機(jī)里使用的屏幕多數(shù)都是這種高溫多晶硅。但是石英基板有一個(gè)很大的缺點(diǎn)：做不大。1寸左右沒問題， 超過就很難了，所以業(yè)界又想了另外一種辦法，就是不用高溫?zé)Y(jié)而是用激光照射的方式把非晶硅轉(zhuǎn)化為多晶硅，這樣就無需更換基板，只需要用激光照射就行。這 種技術(shù)叫做低溫多晶硅，縮寫LTPS。LTPS可以做的面板尺寸要比HTPS高得多，但是目前為止依然無法和傳統(tǒng)非晶硅相提并論：非晶硅面板 已經(jīng)進(jìn)化到了10代線，而LTPS面板還停留在6代左右的水平，這意味著LTPS只適合用來做小尺寸的顯示面板，例如播放器、PDA，還有現(xiàn)在的手機(jī)。
LTPS、HTPS、IGZO的性能是怎樣的？
之 前提到了非晶IGZO和多晶IGZO的遷移率，也提到了非晶硅的遷移率，于是問題就來了，多晶硅的遷移率是多少呢？根據(jù)工藝和檔次不同，多晶硅的遷移率大 約在100～300cm2/Vs水平，也就是說比IGZO高一個(gè)數(shù)量級(jí)。考慮到目前廣為宣傳的IGZO是非晶IGZO，因此要說高兩個(gè)數(shù)量級(jí)也是勉強(qiáng)成立 的。于是很明顯了，IGZO的性能優(yōu)勢(shì)只有在和非晶硅比的時(shí)候才能體現(xiàn)，而面對(duì)多晶硅，IGZO的性能用慘不忍睹來形容也不算過分?？上У氖牵壳暗氖謾C(jī) 界，只要是像素密度稍微高一些的產(chǎn)品，幾乎無一例外的都已經(jīng)采用了LTPS技術(shù)，iPhone4、4S、5自然也不在話下。如果真的和分析師說的一樣，下 一代iPhone將該用IGZO面板，就可以下一個(gè)結(jié)論：洗洗睡吧別買了，屏幕功耗至少比現(xiàn)在翻倍。非晶硅是兒童自行車，IGZO是變速自行車，LTPS 是摩托車，哪有從摩托車換成變速自行車還認(rèn)為是升級(jí)的道理？夏普不厚道不說了，分析師真是害人啊。
那IGZO的優(yōu)勢(shì)在哪里？
如 果說IGZO這么爛，那么自然也不可能獲得如此大的研發(fā)支持，因此它必然有其他優(yōu)勢(shì)。首先的優(yōu)勢(shì)是制作大尺寸面板比較簡(jiǎn)單。雖然手機(jī)這類設(shè)備已經(jīng)吃上了 LTPS這顆十全大補(bǔ)丸，但是廣大水深火熱的平板們都還在非晶硅領(lǐng)域苦苦掙扎——?jiǎng)虞m10寸的面板怎么可能采用LTPS呢？這就需要IGZO的解救了，畢 竟它怎么也比非晶硅性能好上10倍。典型的例子就是iPad3，那片用非晶硅工藝硬做出來的屏幕耗電量可以說是突破天際，逼地蘋果不得不早早推出 iPad4。所以IGZO其實(shí)是給這些產(chǎn)品準(zhǔn)備的，可惜的是因?yàn)楣に噯栴}，iPad4最終也沒有用上IGZO屏幕，這的確可以說是一個(gè)比較大的遺憾?？梢?猜想，如果IGZO工藝最終在大尺寸面板領(lǐng)域徹底替代掉非晶硅，那么不論是電視、臺(tái)式機(jī)、筆記本還是平板，幾乎都可以享受到功耗降低一半的待遇，這依然是 非常美好的。
其次是IGZO可以用來制作柔性屏幕。硅又硬有脆，經(jīng)不起彎折，但是IGZO就要好得多，所以對(duì)未來使用樹脂基材的柔性顯示器來說，IGZO是一個(gè)很好的選擇。
多晶硅就是終結(jié)嗎？
如 果單從性能角度來說，不是。目前看到的技術(shù)里遷移率最高的是夏普的連續(xù)粒狀結(jié)晶，也就是CGSi。這個(gè)技術(shù)的具體細(xì)節(jié)還沒研究，也就不說什么了，但是從結(jié) 果來看相當(dāng)驚人：載流子遷移率大約是900cm2/Vs，這已經(jīng)超過了單晶硅的一半，不僅可以用來做晶體管，甚至已經(jīng)可以在玻璃上直接制作控制芯片了。之 所以夏普沒拿這個(gè)來大肆宣傳，估計(jì)也是因?yàn)檫@個(gè)技術(shù)難以制作大尺寸面板，所以對(duì)利潤(rùn)貢獻(xiàn)并不大吧。事實(shí)上一直到今天這個(gè)技術(shù)都沒得到普及，國(guó)內(nèi)主流市場(chǎng)上 用了這個(gè)技術(shù)的手機(jī)一只手都數(shù)得過來——確定的只有nubia Z5和meizu MX2，oppo FIND5極有可能也用了，但是并沒有完全確定。
結(jié)論
如 果說非晶硅是兒童自行車，那么多晶硅就是摩托車，CGSi則是汽車。IGZO呢？充其量可以算作變速自行車。它是非晶硅的良好替代品，對(duì)于平板、PC和電 視而言是一個(gè)很有希望的技術(shù)，但是對(duì)于手機(jī)？抱歉，性能太差了，誰(shuí)用誰(shuí)降級(jí)。從這點(diǎn)來看，目前關(guān)于IGZO的宣傳可以說是將其妖魔化，IGZO的真面目并 沒有很多人以為的那么好，至于那些繼續(xù)發(fā)“傳iPhone6將采用IGZO屏幕”的分析師們，看過這篇文章以后，各位大可以一笑置之了。
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