天马微电子：Innovation Power Display，Displays Power Cockpit

2024年7月11日，在第二届智能座舱车载显示与感知大会上，天马微电子股份有限公司研发中心副总经理、首席专家李雄平博士，深入分析了车载显示技术的现状与未来趋势。随着汽车智能化推进，车载显示技术日益重要，LCD、OLED与Micro LED三大技术各有千秋。其中，LCD+Mini LED在性价比与性能上表现优异，OLED在高画质与柔性显示上领先，而Micro LED则在透明度、可靠性和造型上具有显著优势。

李雄平表示，不同应用场景对显示技术的需求各异，LCD在目前主流市场仍占据主导地位，而OLED与Micro LED则分别在高端与特定领域展现潜力。天马微电子通过持续技术创新，不断优化产品性能，推动车载显示技术向更高层次发展。

李雄平博士 | 天马微电子股份有限公司研发中心副总经理、首席专家

以下为演讲内容整理：

随着汽车行业的四化趋势，尤其是智能化技术的深入发展，车载显示系统不仅日益成为消费者关注的焦点，更深刻体现在各大汽车品牌的设计理念、语言及风格中。从仪表盘到中控系统，再到整个座舱区域，都普遍搭载了车载显示屏，成为车内不可或缺的交互界面。

当前车载显示领域较为热门的三大技术有LCD、OLED和新兴的Micro-LED。在车载显示应用领域，产品的可靠性是至关重要的考量因素。此外，鉴于车载显示屏的广泛应用，成本控制与性能表现的平衡亦不容忽视，要追求高性价比。单纯强调性能而忽视成本，显然是不切实际的。基于此，我们发现由于Mini LED的背光加持，使得LCD的整体性能提高，在一定领域可以与OLED进行竞争。

图源：演讲嘉宾素材

就显示画质而言，我们聚焦于分辨率、对比度以及色域这三个核心指标。从当前的技术发展水平来看，以上三项技术在提升画质方面均展现出卓越的能力。在应对特定显示需求时，如新兴的HUD和隐藏显示技术，对亮度的要求极为苛刻，需达到从千尼特至万尼特级别的广泛范围。从亮度性能看，LCD搭配Mini LED背光技术展现出了显著的优势，而Micro-LED同样具备不俗的潜力。相比之下，OLED虽然理论上能够实现极高的亮度水平，但在这一过程中往往会牺牲其可靠性和寿命。

响应时间上，LCD技术即便结合了Mini LED背光，其本质仍属于LCD范畴，其响应时间基本维持在毫秒级水平。无论是在室温环境还是低至零下30度的条件下，LCD的响应时间均保持在这一范围内。相比之下，OLED与Micro-LED技术则展现出了微秒级甚至纳秒级别的快速响应时间，显著优于LCD。

一般而言，无机材料相较于有机材料在耐高温、耐候性等方面表现出更高的稳定性。LCD介于无机材料和有机材料之间，其中还有高分子材料。OLED则是有机小分子的发光二极管，属于有机材料。Mirco-LED属于无机材料。因此，从材料角度来看，Mirco-LED是最优的。此外，由于OLED和Mirco-LED可以做成柔性衬底，在弯曲做曲面以及动态冷弯，具备一定优势。Seamless Tiling边框和拼接层面，Mirco-LED可以做无缝拼接，能够根据需求拼成更大尺寸，优势明显，而OLED和LCD+Mini-LED无法做到。

对于车载显示而言，尤其是当涉及车窗、投影融合显示以及追求更高画质与立体感的透明显示应用时，透明显示技术显得尤为重要。尽管三种技术均具备实现透明显示的能力，但它们在透过率这一核心参数上存在着显著差异。LCD的透过率一般为10%，OLED可以做到40%，Mirco LED最高可以做到70%以上。成本上，LCD技术的成本最优，LCD+Mini-LED有一定成本浮动，Mirco-LED由于技术尚未成熟，仍需完善，成本无法评估。随着技术的逐渐成熟，各技术的成本也会有所变化。实际上，还没有一种技术是可以覆盖全部车载显示的，一般都需要根据具体需求而定。

综合来看，尽管Micro-LED技术在多方面性能上均展现出卓越的优势，但其目前高昂的成本是其广泛应用的主要障碍。特别是在当前技术成熟度的考量下，Micro-LED并不适宜直接应用于对成本有严格要求的领域。相比之下，价格敏感度处于中等水平的CMS，价格敏感度相对较低的HUD，特别是日益兴起的AR-HUD，以及隐藏显示和车窗显示等新技术领域的应用，有更大的可能性。

从当前市场趋势来看，LCD技术依然占据车载显示领域的主流地位，这主要得益于其在多个关键性能维度上的均衡表现。性能层面，LCD技术，尤其是结合Mini-LED背光的LCD方案，以其高画质、低功耗及相对成熟的工艺水平，赢得了市场的广泛认可。

Micro-LED以其卓越的透过率性能脱颖而出，最高可达70%以上。针对车窗显示，尤其是前排车窗，根据法规要求，玻璃的透明度必须保持在70%以上以确保行车安全。这一硬性标准直接排除了无法达到此透明度要求的LCD和OLED技术，使得Micro-LED成为车窗显示领域的理想选择。

尽管各种显示技术在其特定领域内各有千秋，但每一项技术都面临着持续改进与提升的挑战，以确保其在竞争激烈的市场中保持领先地位。在仪表与中控显示领域，LCD技术的关键在于降低成本。副驾驶上需要向可切换隐私的方向开发。对于后座椅娱乐系统，超薄化设计成为了一个重要的改进方向。鉴于车内空间的有限性，超薄显示屏不仅能够减少视觉上的突兀感，还能为乘客创造更加宽敞舒适的乘坐环境。在此方面，OLED与Micro-LED技术因其天然具备的薄形化特点而展现出显著优势，有望在后座椅娱乐系统中得到广泛应用。Micro-LED技术在车载显示领域的应用前景受成本因素制约显著。对于前排仪表、中控等成本敏感区域，Micro-LED技术需首先攻克成本难题。此外还需改善热效应和透明度。

图源：演讲嘉宾素材

以上三类技术我们公司都具备，我们将其定义为以TFT-LCD技术为主的SFT平台，SFO是我们的OLED平台，SFM是Mirco-LED。针对LCD技术，我们将继续致力于成本优化与设计创新，以提升产品的性价比与显示屏的整体性能。通过精细化的设计与高效的制造工艺，我们力求在保持成本竞争力的同时，开发出更具市场吸引力的新技术应用，以满足多样化的市场需求。对于OLED技术，我们的发展策略聚焦于高端应用领域。在此基础上，我们将努力降低生产成本，并积极探索可变弯曲与动态冷弯等前沿技术，以及高亮度与高可靠性的提升和优化。Mirco LED则会建立一条量产线，此外进行一些成本和性能的优化，以及新技术应用的探索。

尽管我们的SFT平台是成熟的技术，但尚且还有许多新技术等待挖掘。首先是面板相关技术，如画质提升、宽屏、窄边框、快速响应、低功耗等。此外，我们也在投影显示、隐形显示、3D显示以及交互式感应技术等领域积极探索。

在Local Dimming领域，我们已成功开发出三代技术，现经整合优化后归类为四代技术体系。其中，第一代（POB）与第二代（COB）技术已顺利实现量产，并赢得了包括海外顶级客户与国内新能源领域领军企业在内的广泛认可与应用。目前，我们正积极推进第三代（COG）技术的市场报价与沟通工作，力求将这一先进技术更快地带入市场。

在Local Dimming技术的迭代过程中，我们始终致力于提升显示画质、优化对比度、降低功耗及拓宽色域。值得注意的是，我们强调的对比度并非静态对比度，而是更贴近用户实际使用场景的UI画面对比度和棋盘格对比度，特别是针对小图标与按钮的清晰度和亮度。

在Local Dimming技术中，我们实现了高NTSC，通常Local Dimming技术在提升色域至110% NTSC时可能会面临穿透率下降的问题，而我们通过创新的量子点技术，利用量子点背光与频谱的精准匹配，成功在提升色域的同时，保持了穿透率不受影响。

此外，我们还创新性地引入了“Peak Brightness”概念，并结合“Boost”技术，旨在解决Local Dimming技术中因局域发光导致的亮度不够问题。通过深度优化算法与设计，成功实现了在保持整体功耗不变的前提下，对单分区尤其是包含小图标的分区进行亮度增强。此外，Halo也通过设计和算法优化将光晕做到最小，整体显示效果较好。

我们发现，未采用Boost技术的显示效果在小区域亮度上呈现出明显的失真，细节表现受损，而采用Boost技术后的显示效果则保持了高度的亮度一致性与细节清晰度。第二代COB技术相较于第一代POB技术，在全面性能上均实现了显著的改善与优化。鉴于当前市场对Boost功能的普遍需求，我们正致力于对该功能进行进一步的深度优化，以提升用户体验。同时，随着第三代COG技术的问世，其分区数量的增加并未导致驱动成本的相应上升，这得益于技术进步所带来的效率提升。单颗IC现已具备支持高达7000分区的强大能力。基于此，我们能够根据客户对分区数量及性能的不同需求，量身定制最合适的解决方案。

在画质优化方面，我们引入了ACRUS技术，这是一项接近像素级调光的创新技术，能够显著提升整体画质表现。但该技术目前存在功耗较高的问题，后续我们也会对其进行优化。同时，Invisible技术作为新兴领域，正逐步受到市场的广泛关注并开始量产。我们在此领域取得了显著成就，连续两年荣获国际SID大奖，充分证明了我们在Invisible显示技术上的领先地位。我们的Invisible显示技术已实现超过50%的透过率，最高可达80%。未来，我们还将不断探索并融入新元素，以进一步丰富Invisible技术的应用场景与功能特性。

我们的SFO平台则专注于OLED技术的研发与应用。我们计划从六个关键维度出发，全面开发和提升该平台的性能，以确保其能够充分满足车载显示领域的严苛要求。目前，SFO平台已正式进入与OEM厂商的合作开发阶段，聚焦于13寸左右的车载显示屏解决方案，我们计划在明年实现该产品量产。

最后是SFM平台，即Mirco-LED。除成本较高外，该技术的性能均优于前两种。我们正在建立相应产线，进行应用研究。目前我们的Mirco-LED透过率最高可以做到70%以上。

（以上内容来自天马微电子股份有限公司研发中心副总经理、首席专家李雄平于2024年7月11日在第二届智能座舱车载显示与感知大会发表的《Innovation Power Display，Displays Power Cockpit 》主题演讲。）