[Tech Day 2022] 超级数据：造就梦想显示器的芯片技术

显示器行业兴起于一个微不足道的起点——约 150 年前发明的第一台投影仪。而如今，显示器已能够与我们的感官互动。例如，纽约时代广场的运动屏幕是如此逼真，以至于影像中的人物仿佛就站在您的面前一样。而凭借最新的 VR 技术，您可以探索元宇宙，身临其境地体验别处的世界。 最近，LSI 产品和技术负责人兼执行副总裁 Jaeyoul Lee 介绍了显示器技术的演变，以及 LCD 和 OLED 显示器是如何支持多种尺寸和不同应用场景的。这包括从用于智能手机的折叠屏，到覆盖整个墙面的显示器。 Lee 表示：“我们逐渐可以通过更多新的方式，与这些显示器进行交互。借助多点触摸技术，我们可以使用手势来触发响应。显示器已然融入到了我们的生活中。显示器的应用场景很多，其中包括电视、智能手机和 AR 眼镜。此外，不同的受众对于尺寸、分辨率或观看距离的需求也各不相同。” 在所有这些变量中，沉浸式显示体验需要具备以下四点，才能让观众乐在其中： • 无论屏幕多大，都不能让人“感觉到”像素的存在。为了确保这一点，屏幕分辨率已经从 FHD 扩展到 8K。 • 为了实现自然的运动和流畅的过渡，帧率已提高了四倍，从 60Hz 增加到 240Hz。 • 色彩容量已从 1,600 万种扩大至 1 亿多种颜色。 • 触摸报告率已高达 240Hz，实现了动态显示体验。 尽管有了所有上述进步，人们的亲眼所见与屏幕显示之间仍然存在差距。Lee 解释了三星电子为缩小这一差距而侧重的各种领域，以期不断改进显示器性能。

三星的梦想显示器 为了创造“梦想显示器”，三星正专注致力于 16K 显示分辨率、可实现更加快速流畅回放的 480Hz 帧率、可呈现生动图像的 4 万亿种以上色彩容量，以及能够防止延迟的 480Hz 或更高的快速触摸报告率。

Lee 解释道：“为了实现这一梦想显示器，我们首先需要尖端的半导体技术。该技术可归纳为四个核心领域。第一，高速串行接口，用于准确快速地传输大量显示数据。第二，模拟和数字之间的高性能数据转换。第三，弹性触控技术，以支持各种用户体验。最后，智能算法，帮助实现更好的图像质量。” 高速串行接口 随着技术的发展，显示器分辨率和帧率得以提升，因而所需的视频数据量大大增加。例如，要实现 8K 120Hz 的 10 位色彩显示，需要约 120Gbps 的数据传输速度。 三星已经制定了自己的接口协议，称为 USI-T 和 eRVDS；该接口起初是为电视机大规模生产的 4Gbps 接口。为了帮助实现公司关于“梦想显示器”的目标，三星制定了一份路线图，以帮助提高接口速度。 数据转换 视频数据是以数字方式从 SoC 传输的。另一方面，显示器由模拟形式的电压或电流信号驱动。图像的质量取决于显示器的数字到模拟数据转换技术的精确度。 Lee 分享称：“对于大型 OLED 面板来说，感应模拟电流信号，并将其转换为数字数据，从而用于面板补偿的特殊技术正在成为标准技术。三星显示器驱动 IC 采用成熟的 10 位数据转换技术。根据应用场景，“梦想显示器”将配备高达 14 位的分辨率，这使得显示驱动 IC 中的数据转换，成为了实现这一目标的关键技术。” 触摸技术 为了在游戏等领域创造优质显示体验，显示器需要具备快速、流畅和平滑的屏幕转换，以响应手指或触控笔的触摸。这就需要响应迅速的触摸感应技术。 Lee 分享道：“三星积极开发了用于柔性显示器的触摸控制器，报告率超过 240Hz。这项技术同时支持在显示器上使用触摸和有源触控笔。三星还拥有响应迅速的触摸控制解决方案，可将高信噪比的模拟前端电路与其自身的智能算法相结合，从而提升触摸性能。三星的 OLED 驱动 IC 和触摸感应技术，与其显示器技术相结合，正在帮助显示器实现新的标准。” 智能算法提升图像质量 三星采用智能算法创建了一个全新的画质系统，以迎接梦想显示器时代的来临。以下是三星正在开发的三项技术： • 超级分辨率技术，用于将低分辨率图像转换为 8K 或更高的分辨率。 • 深度色彩重建，以出色的精度再现超过 10 亿种色彩。 • 内容自适应增强技术，用于创造优良的图像质量和个性化用户体验。

所有这些算法都将与 AI 技术相结合，以构建理想的梦想显示器解决方案。 低耗电量 Lee 表示，“我们已经参与了对创造先进显示器而言至关重要的四个核心领域。还有一种功能也很关键，否则这项技术就难以推广或使用，那就是低功耗。降低耗电量一直是一个挑战。涉及移动设备时，这尤其是一个优先事项。” 旗舰智能手机分辨率和帧率的不断提高改善了显示质量，却也导致了显示器驱动 IC 耗电量的增加。幸运的是，三星电子的低功耗解决方案可通过低功耗驱动电路、库和工艺缩减技术，帮助延缓 IC 功耗的增长。 行业领先的显示器开发 三星电子的低功耗技术将帮助该公司实现其梦想显示器目标。公司已经量产了用于可折叠智能手机显示器的新品驱动 IC ，同时还在为各种移动应用开发触摸 IC 技术。三星的先进显示技术将被引入新一代显示器，其中包括硅基 OLED 和微型 LED。

Lee 最后总结道：“三星一直是显示驱动 IC 技术领域的积极参与者。我们置身行业已有 20 多年，并且引以为豪。作为勇于探索新一代显示器的企业，我们将继续为世界提供创新解决方案，助力开发人人都梦寐以求的显示器。”