投影行业光阀芯片国产化加速 “中国芯”已投入实际应用

2021年9月28日，开启“中国光影”芯时代——国产LcoS显示芯片技术研讨暨投影应用产品发布会在深圳举行。会上，国内投影光学引擎生产企业成都德利普光电科技有限公司（以下简称德利普）发布了首款使用国产LCoS光阀芯片的投影光机。

光阀芯片位于投影产业链的上游，目前从技术路线划分主要分为DLP、3LCD和LCoS三种。上述光机所使用的LCoS光阀芯片由*ST晨鑫（002447，SZ）旗下的上海慧新辰实业有限公司（以下简称慧新辰）研发。

近年来中国投影市场发展迅猛，特别是消费级投影仪领域。IDC数据显示，2015~2020年消费级投影仪销量复合增长率达52%，整体出货量快速超过300万台。

慧新辰总经理李鲲表示，投影产品上游的光阀芯片长期由美日公司垄断，国内之前用来替代光阀的单LCD屏无法使用在高亮度的产品中，慧新辰做国产LCoS芯片就是为了打破这一垄断。

中国工程院院士、清华大学计算机科学与技术系教授郑纬民认为，我国LCoS芯片已经投入到实际的应用当中，这是中国芯片的一次飞跃。

不过李鲲也提出，目前国外公司先发优势明显，产品系列完备、技术储备深厚，市占率占绝对统治地位，某些关键材料、关键工艺国内还有不小差距，这些困难需要被一一克服。

图片来源：每经实习记者 安宇飞 摄

光阀芯片之前“受制于人”

目前，中国消费级投影仪市场发展空间十分广阔。国海证券的一篇研报指出，2017~2020年消费级投影仪占投影仪总出货量的比例从39.2%迅速提升至72%。

深圳市橙子数字科技有限公司研发总监郭腾华认为，投影仪市场的天花板还远远没有到来。“就与我们打交道的这些人士或者朋友(看)，有90%的人还没有怎么接触过投影机。”郭腾华说。

不过在这一蓝海市场中，中国厂商却面临上游光阀芯片“受制于人”的处境。慧新辰总经理李鲲称，就投影的核心部件来说，电子方面的主控、存储等国内厂商早已有所涉足。光学方面的器件虽然国外厂商还有部分的先发技术优势，但国内厂商的追得很紧。光源部分国外的先发优势更明显一点，但随着三安光电(600703,SH)等公司在LED等方面的突破，也都看到了国产化的希望所在。只有光阀芯片这部分，目前是国外绝对垄断。

光阀芯片主要分DLP、3LCD和LCoS三种技术路线。国海证券研报显示，DLP方案色彩对比度高、色彩效果低、分辨率高、整机体积小，而3LCD方案色彩对比度低、色彩效果高、分辨率偏低、整机体积大，价格方面3LCD方案要比DLP更高。据了解，3LCD主要为商用，而DLP主要是消费级家用。长江证券研报指出，LCoS芯片集中度高、分辨率高，但目前技术尚不成熟。

李鲲表示，DLP技术由美国的TI（德州仪器）主导，LCD技术由日系的EPSON（爱普生）和SONY（索尼）主导。

而在此前，LCoS技术也曾由国外主导。深圳珑璟光电技术有限公司副总经理康钢说：“说到LCoS，我本人进入这个行业已经有十多年的历史。LCoS芯片的三个环节，一个是设计、一个是流片、一个是封测。在这三个方面，我们可以说前十多年都是受制于人。”

由于国外公司对光阀芯片的垄断，国内也原创了一种替代的LCD技术。就这种替代方法，李鲲称，近几年“单片LCD”投影粗放式“野蛮生长”取得了巨大的成就，据估算已经形成年出货量超1500万台的市场。单片LCD投影的优点是售价非常亲民，普遍终端售价在1000元以下，缺点是功耗较高、体积大以及产品的质量可靠性参差不齐。

李鲲认为，单片LCD投影具有一定“隐患”，首先单片LCD普遍选用3~5寸LCD液晶屏作为替代光阀，投影产品无法做得小巧精致。其次，单LCD屏毕竟只是替代光阀，不是真正的光阀芯片，在特定环境下的可靠性一直是无解的难题，导致高退货和高投诉率。最后，单片LCD投影在更高分辨率的产品路线上会遇到技术瓶颈。

“因此目前越来越多的单片LCD投影品牌商在开始寻求产品技术变革创新以及瞄准更高端的产品市场。”李鲲说。

2019年底，慧新辰研发的国内首颗无机取向QHD微显LCoS芯片在上海点亮，实现了在光阀芯片领域的国产突破。2020年底，慧新辰实现自研LCoS芯片的量产。而这次德利普使用慧新辰芯片的投影光机发布，宣告着国产LCoS芯片已经进入到了实际应用的领域。

郑纬民院士认为，我国LCoS芯片已经投入到实际的应用当中，做出产品，可以投入到人民大众的生活当中，这是中国芯片的一次飞跃。

攻坚之路仍存挑战

芯片的诞生，需要经过研发、制造和封测三大环节。据了解，慧新辰选择的是芯片研发和封测“两头抓”的模式。

李鲲表示，之所以选择这样的模式，是因为光阀芯片与普通芯片有一个比较大的差别。普通芯片是电信号进电信号出，设计、流片、封测有较为完备的体系，但光阀芯片的工作是光照进来时，电信号进来通过电信号来调制光，调制完成后的光再照射出去，这里面的光电作用面结构复杂，涉及到制造光阀芯片的核心技术。不仅找不到合适的封测厂家，即便找到了也是受制于人，还是会被“卡脖子”。

“所以出于做真正独立自主的国产LCoS芯片的战略目标考虑，我们选择了设计+封测的模式，由自有的封测产线完成晶圆级封测。”李鲲说。

不过这种“设计+封测”的模式，也使得慧新辰的投入增加。李鲲称，芯片是高投入高产出的高新技术行业，特别是公司的光阀芯片还需要建设自有的封测产线，资金需求量较大。

国产LCoS芯片打破垄断需要面对的挑战还不仅仅是这些。李鲲表示，国外巨头先发优势明显，产品系列完备技术储备深厚，市占率占绝对统治地位，某些关键材料关键工艺国内外还有不小的差距。

与此同时，“全球缺芯”也给国产芯片带来一定的挑战。李鲲说：“我们也是芯片供应商，上游晶圆厂产能紧张也对我们是一个巨大的挑战。另一方面，下游厂家的产品除了光阀芯片外还需用到功能芯片、存储芯片等，缺芯对他们来说也是巨大的挑战，也会影响到我们。”

德利普就是位于光阀芯片下游的光学引擎生产企业。德利普总经理廖德明表示，缺芯问题影响很大，主要表现在：一些常用半导体器件，严重缺货；采购价格大幅攀升，少数型号的驱动芯片涨价甚至达到近10倍，让工厂难以承受；供货周期大大延长，部分原来有现货的芯片，订货周期甚至达到了6个月。

不过李鲲同时提出，国外垄断巨头产能紧张导致的交期延后等问题，也让下游客户在寻求国产芯片上越来越积极主动，算是一种机遇。

他还称，我国LCoS芯片实现自主化也有一定优势：“我们背靠世界工厂、全球最大的市场——中国，我们最贴近需求方，也能最快速反馈市场的需求和要求，这是我们的优势之一。中国有全世界最勤奋最专业的工程师队伍，我们三年内突破技术难题、点亮数颗LCoS芯片并将两款芯片推向量产，优秀的团队成员是我们的优势。”

康钢认为：“难点实际上就是机会，我们解决了这些难点，就获得了机会。”

封面图片来源：摄图网