了解一下 IGZO （一）

来源：雪球App，作者： 金太阳JTY，（https://xueqiu.com/7463556126/228063006）

了解一下 IGZO （一）——

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时间： 2020-08-20

      2020年8月20日，由中国电子材料行业协会和中国光电子行业协会液晶分会联合主办的2020中国显示行业供应链技术和市场对接交流会暨“第三届（2019年度）中国新型显示产业链发展贡献奖”表彰大会在浙江省宁波市隆重召开。会上，南京中电熊猫平板显示科技有限公司、杭州格林达电子材料股份有限公司（以下简称格林达）凭借“金属氧化物（IGZO）液晶显示技术中四甲基氢氧化铵显影液协同开发”项目荣获“（2019年度）中国新型显示产业链贡献奖-协同开发奖，这也是格林达继2018年与国内两家显示龙头企业一起荣获”（2017年度）中国新型显示产业链贡献奖-协同开发奖“之后第二次获此殊荣。

      评委会肯定了格林达在中国显示产业链上下游融合创新方面所作出的成绩——推动了IGZO液晶显示技术用TMAH显影液国产化进程，促进国内湿电子化学品先导性技术进步，本次嘉奖是对格林达的最大认可！

格林达总经理方伟华代表领奖

获奖合影

       电子材料是信息产业的重要支撑，格林达自2001年成立以来，一直专注于从事超净高纯湿电子材料研发、生产和服务。未来，格林达将继续深耕湿电子材料领域，坚持科技创新，加强上下游对接、深度沟通合作，在集成电路、显示面板领域继续发挥优势，做好服务，成为电子材料领域国际领先的系统服务提供商，为我国电子材料国产化作出新的贡献。

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今天，晶圆代工厂力积电黄崇仁表示，力积电也是元宇宙概念股，在第四代氧化物半导体材料 IGZO (氧化铟镓锌) 上取得突破，可生产分辨率超过 5000ppi 的元宇宙显示驱动芯片。

黄崇仁指出，该技术可应用在包括 AR/VR 等相关产品上，分辨率可提高几倍，是元宇宙需要用到的显示驱动芯片。

黄崇仁表示，在元宇宙显示器上的新突破，可使分辨率提高至超过 5000ppi，优于现今最佳的 2000ppi，为具备低功耗、低噪声等特性的小尺寸 OLED 显示器，未来在元宇宙开发的相关 3D 芯片、内存及电源管理芯片上也会有新的进化。

黄崇仁强调，目前三大策略方向包括第四代氧化物半导体，逻辑、内存异质晶圆堆栈的 3D intechip，及包括 GaN、SiC、电源管理芯片等车用电子芯片。

黄崇仁除宣布取得技术突破外，也再透露重返上市心声，他表示，时隔 10 年又重新回来，是台湾地区商业史上奇迹，是从未发生过的事，特别是力晶欠下巨额债务，还钱后，从内存走到逻辑整合，一步步走过来，突破艰难时刻，等到上市后将出书描述心路历程。

半导体景气荣景可望持续，已有客户签长约

今天，力积电总经理谢再居表示，这波半导体景气荣景可望持续 2 至 3 年，已与内存与逻辑客户签订长期供货合约。

谢再居表示，力积电此时上市是很好的时机，半导体景气荣景可望持续，由于需求强劲，内存虽有市况波动，但已有客户签 2 年定价定量合约，逻辑客户则签 3 年合约，同样定价定量，至少未来 2 年，营运都将非常稳定。

铜锣新厂方面，谢再居指出， 2023 年下半年开始，部分产能将贡献营收，2024 年时月产能可望提升至 3.5-4 万片。

谢再居认为，此次上市可望筹资约 60 亿元，后续会再办理银行联贷，加上公司仍有数百亿元盈余，可用于投资建厂，铜锣厂初期 1200 亿元资金可完备。

力积电目前 8 吋晶圆厂共有 2 座，月产能共约 11 万片，明年中将达到 12 万片，12 吋厂有 3 座、月产能共约 11 万片。

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2022-01-25 17:53

最近后台有朋友提问，在电商平台选择显示器的时候，偶然看到了一种采用IGZO面板的显示器，想问下这是一种什么面板？和常见的VA、TN、IPS面板有什么区别？干得过最火的IPS面板吗？能买吗？今天，小狮子就为大家解答这个问题。

三大传统面板是液晶排列方式

我们先来复习一下去年小狮子也曾介绍过的旧知识。VA、TN、IPS三大传统技术面板，其实是从液晶分子的排列方式来说的。

显示器液晶面板由许多层组成，包括背光层、偏光滤光片和液晶层。正是这一液晶层决定了从背光中透出的光的强度，以及光的颜色，是红、绿还是蓝。为了控制这种强度，在液晶上施加一个电压，使液晶从一个位置移动到另一个位置。这些晶体的排列方式以及它们在施加电压时的运动方式，是VA、TN和IPS之间的根本区别。

液晶面板工作原理，右侧三个箭头标识的过程就是液晶晶体排列产生变化的动作

TN是最古老的面板技术，它代表了扭曲向列效应的英文单词缩写。本质上TN效应是用来在施加电压时改变液晶的排列。当没有电压时，所以晶体是 "关闭 "的，液晶分子被扭曲90度，与偏振层相结合，允许光线通过。然后当施加电压时，这些晶体基本上没有扭曲，阻挡了光线。

TN面板的工作原理，以及不同扭曲角度造成的显示效果差异，响应速度快，但扭曲形态造成了不同角度视觉差明显

VA是垂直排列的缩写。顾名思义，这种技术使用垂直排列的液晶，当施加电压让光线通过时，液晶会倾斜。这是IPS和VA之间的关键区别：在VA中，晶体垂直于基板，而在IPS中，晶体是平行的。

VA面板工作原理，通电后，液晶分子变为横向平行排列，位置变化幅度大，因此响应时间慢

IPS是平面内切换的英文单词缩写。和所有的液晶显示面板一样，它也使用电压来控制液晶的排列。然而，与TN不同的是，IPS液晶显示器使用不同的晶体运动方向。液晶晶体与玻璃基板平行，因此称为 "平面内"。IPS晶体不是通过 "扭转 "晶体来改变透光量，而是旋转，这有一系列的好处，例如位移程度低，导致响应速度快，角度变换小，因此可视角度大，不同角度视差小。

IPS面板的工作原理，以及不同旋转角度造成的显示效果差异

综上所述，TN面板是扭曲液晶晶体，IPS面板使用平行排列和旋转液晶晶体，而VA面板使用垂直排列和倾斜液晶晶体的方式。

每种面板技术都可以有不同技术改进路线形成了不同的面板技术品牌。例如，友达光电使用 "AHVA "来指代IPS型面板，而不是VA面板。三星使用PLS代指IPS，而像LG这样的品牌在涂层技术改变后，使用 "Nano IPS"。然后在VA面板方面，AU Optronics的 "AMVA "和三星的 "SVA "等。

IGZO是材料工艺改进

那么IGZO呢？

IGZO是(Indium Gallium Zinc Oxide)，也就是氧化铟镓锌的缩写，是一种薄膜晶体管技术，在液晶面板的主动层之上，打上一层IGZO金属氧化物。

而常见的液晶面板采用的驱动液晶材料，其分类主要有a-Si TFT（非晶硅）、LTPS TFT（低温多晶硅），IGZO也属于这一范畴。与常见的a-Si（非晶硅）、LTPS（低温多晶硅）相比，主要特点在于沟道材料使用了IGZO金属氧化物材料。

所以说到底， IGZO面板，仍然是一种TFT液晶屏幕，当然，作为一种材料工艺，它可以用于任何的液晶面板，也可以用于OLED这种工作方式和TFT差异巨大的面板中。

IGZO面板的结构，绿色是铟、蓝色是镓或锌、红色是氧

细野秀夫（Hideo Hosono）教授与来自东京工业大学和日本科学技术厅（JST）的团队一起于2003年开发了IGZO-TFT技术。JST拥有该专利及其应用。三星在2011年获得了授权，而夏普在2012年获得技术授权。夏普是第一个成功设计出基于该技术的显示面板的公司，而三星一直将其作为技术储备和壁垒工具。

如今，夏普仍是全球最大的IGZO面板生产商，排在其后的是LGD和我国的中电熊猫。

IGZO有什么特点？

高透明性、 透光率是IGZO面板的关键特征和最大优点。

在IGZO面板中，液晶伴随LCD或OLED层上的每个像素，因此可以将其打开或关闭。制作这些液晶单元的性能和尺寸也决定了面板本身的性能和质量，尤其是透明度，决定了光线投射到液晶分子上的能耗和效率。

非晶硅制成的单元，称为aSi或a-Si，这种材料不透明，字面上会阻挡部分光。就其本身而言，IGZO面板已设法使该液晶单元小型化，加上它是高度透明的，所以允许更多的光通过且“阻力”更小， 减少光通量的损失（夏普声称是普通工艺的20倍）， 提高响应速度和刷新率。

这种面板的另一个优点是它具有 与非晶硅面板相比，30至50倍电子迁移率。较高的电子迁移率意味着相同电导率所需的质量较小，从而可以 大大减小像素尺寸，以提供更高的分辨率， 实现更高像素密度：传统液晶屏幕像素密度为468ppi，而IGZO面板已经达到了736 ppi的密度，可以实现同样面板尺寸下相对普通面板的双倍分辨率。因此，它得到了苹果手机、平板、笔记本电脑产品的特别偏爱。

第三，IGZO面板 耗电低、发热小，这也是由于它们体积小和高透光率实现的。

第四，IGZO面板的另一个优点是 触碰噪音影响小。在触摸屏上，这意味着更高的灵敏度和精度。手指触摸时，基于IGZO的触摸屏所产生的屏幕信号噪声非常短暂，幅度很小，即使是最弱的触摸屏也可以进行更准确的检测。对于手机屏幕的精准触控十分有用。

IGZO面板（右）在人手指触碰时引起的信号噪音扰动比传非晶硅面板小得多

最后是 超薄特性，改用IGZO后TFT内的元件可以造得更细更小，在同一的面积下，原先只能够容纳一组a-Si非晶硅的TFT，但因为IGZO技术令TFT部份更精细，因此能够容纳4组IGZOTFT ，显示不同的色彩及像素点， 从而可以把面板和显示器造得更薄，或者在同样厚度尺寸下，实现更丰富的色彩表现和分辨率——例如，IGZO面板可以轻易实现80%+，最高99%~100%的Adobe RGB色域。

由于这些特点，IGZO面板技术成为了高精细度屏幕、柔性屏幕和大尺寸OLED屏幕最佳的工艺伴侣。

其实，你可能用上了IGZO显示器

IGZO是夏普以及中电集团熊猫电子引进的夏普面板线主攻的面板技术路线。苹果也利用IGZO的快速开关与低漏电特性，改良LTPS背板技术，让LTPS与IGZO线路混和使用组合成新型的LTPO低温多晶氧化物背板技术，成功应用在新一代苹果手表Apple Watch以及iPad、MacBook上，实现了超高的像素密度同时，显著降低屏幕功耗。

在日本市场，采用IGZO的高刷高分显示器产品比较多，多为夏普、NEC生产，主要为27英寸以上产品，普遍实现了4K分辨率或120Hz以上，甚至180Hz的刷新率。

而在国内，也有显示器厂商采用了IGZO面板推出产品，典型的有SANC和泰坦军团。

泰坦军团T27QR是典型的IGZO面板显示器

所以回到开头问题，不是IGZO能不能干过IPS面板显示器，选购时候考虑的是，这款IPS面板显示器有没有IGZO技术加持？

IGZO液晶屏幕面板的特性播报文章

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Roy罗伊数码

2022-07-25 15:00天津

揭秘IGZO液晶屏幕面板的特性和优缺点

说到显示器屏幕，我们常常听到的是IPS、VA和TN屏，这些都是常见的液晶技术名词，但提起IGZO屏幕可能大家就会比较陌生。它究竟是何方神圣？接下来带大家一起来揭秘。

什么是IGZO？

IGZO是一种含有铟、镓和锌的非晶氧化物，目前很热门的TFT-LCD（薄膜晶体管显示器技术），一般由a-SiTFT或LTPSTFT制成，IGZO也属于这一范畴，它是在TFT-LCD 主动层上，加上了一层金属氧化物。

由于材料的特性，IGZO比起非晶硅（a-Si）显示面板的电子迁移率快20至30倍，因此可以大大提高TFT对像素电极的充放电速率，提高像素的响应速度，实现更快的刷新率，同时更快的响应也大大提高了像素的行扫描速率，使得超高分辨率在TFT-LCD中成为可能。

随着显示器尺寸的不断增大，非晶硅薄膜晶体管出现了电子迁移率不足、均一性差，还有占用像素面积，导致透光率降低的缺陷，而材质LTPSTFT成本高且成品率低，不适合大量生产。

泰坦军团 T27QR 27英寸2K高清夏普IGZO快速液晶屏180Hz原生1ms升降旋转电竞显示器

IGZO不仅成品率比LTPS高，而且材质也比a-Si好，因此也就被厂家和商家看中，夏普于2012年宣布正式量产采用IGZO技术的面板，友达光电和奇美电子也陆续将生产线改造为氧化物TFT。

IGZO显示器有哪些优点？

高透光率，可以让透过更多的光线，减少光通量的损失

良好的均匀性和稳定性，提供更低的功耗和更快的响应时间

更高分辨率，可达到UHD超高清

更高刷新率，可达240Hz或更高

高分辨率以及高刷新率，IGZO显示器可满足办公、游戏、娱乐、以及内容创作等任意领域用户需求，为用户带来视觉层面上的享受的游戏体验。

泰坦T27QR电竞显示器屏幕采用IGZO技术，拥有2K分辨率，刷新率达到惊人的180Hz并搭载FREESYNC技术，有效防止画面撕裂，让玩家不放过任何一处细节，尽享决胜毫厘之间的快感。

色彩方面，T27QR具备99%sRGB和83%Adobe高色域，8bit面板比普通6bit面板多出50万种色彩，让显示器屏幕展现更贴近真景实物的画面，为玩家带来如临其境的游戏体验。

2022-07-18 10:46:47   [  中关村在线 原创  ]   作者：ZOL科技快讯

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TCL华星今天官宣将参加2022国际显示技术大会，并在会上展出全球首款17英寸IGZO IJP OLED折叠屏。

它采用自主发光喷墨打印OLED技术，并支持新型Oxide补偿电路技术。

这是一款顶级的笔记本屏幕，兼容笔记本、平板、显示器等多种功能形态，可以适应各类使用场景。

此外，该屏幕还支持智慧分屏功能，能够实现多任务同界面的工作协同。

TCL华星在会上还带来了全球首款无偏光片极小半径360°折叠屏。集成了内折和外折柔性屏技术及360°Stress free自补偿铰链的领先技术，通过20万次弯折的寿命检验，同时，产品内置主动笔，轻松应对手写、绘图等商务应用场景。

2022-07-16 19:51:54　来源: 爱集微

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集微网消息，随着尺寸微缩，传统1T1C结构的DRAM的存储电容限制问题以及相邻存储单元之间的耦合问题愈发显著，导致DRAM进一步微缩面临挑战。

基于铟镓锌氧（IGZO）晶体管的2T0C-DRAM有望克服1T1C-DRAM的微缩挑战，但目前研究工作都基于平面结构的IGZO器件，形成的2T0C单元尺寸（大约20F2）比相同特征尺寸下的1T1C单元尺寸（6F2）大很多，使得IGZO-DRAM缺少密度优势。

关键尺寸（CD）50nm的IGZO-CAA FET的截面电镜图

图源：中科院微电子研究所

针对平面结构IGZO-DRAM的密度问题，微电子所重点实验室刘明院士团队与华为海思团队联合在2021年IEDM国际大会报道的垂直环形沟道结构IGZO FET的基础上，再次成功将器件的关键尺寸（CD）微缩至50nm。微缩后的IGZO FET具有优秀的晶体管特性。同时，器件在-40℃到120℃的温度范围内表现出了良好的热稳定性和可靠性。

该研究成果有助于推动IGZO晶体管在高密度3D DRAM领域的应用。基于该成果的文章入选2022 VLSI，且获选Highlight文章。（校对/Vinson）

iPad3的IGZO屏幕是什么播报文章

小张聊数码

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2022-07-14 16:48天津

　IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)为氧化铟镓锌的缩写，它是一种薄膜电晶体技术，在TFT-LCD主动层之上，打上一层金属氧化物。IGZO技术由夏普(Sharp)掌握，是与日本半导体能源研究所共同开发的产品。除了夏普外，三星SDI以及LG Display也同样具备生产IGZO面板的能力。IGZO屏幕最先应用在苹果iPad3上。

技术简介

  IGZO与非晶质硅(p Si TFT)材料相比，IGZO能够缩小电晶体尺寸，可提高液晶面板画素的开口率，较易实现高精细化，电子迁移率快20到30倍，将简单的外部电路整合至面板之中，使移动装置更轻薄，耗电量也降至之前的三分之二。

  IGZO材料TFT有多低流动性，比传统的非晶硅(p Si TFT)形成的埃拉 (准分子激光退火)，在约10平方厘米/V-秒，流动性是大于10的非晶硅，IGZO使用铟、镓、锌、 氧气，取代了传统的非晶硅基于现用图层。此外IGZO有电子迁移率超过传统材料的40倍，这样其也可以大大降低液晶屏幕的响应时间。

  夏普的IGZO材料液晶面板采用了连续晶粒硅晶体管像素(CG硅)，它是一种低温多晶硅，特点是流动性比传统的非晶体硅低温多晶硅高几倍。这样其具有更高的流动性，使它可能其它部件电路形成连同置于液晶面板的玻璃基底上。通过CG硅材料的使用，可以让液晶面板的PPI达到300甚至更高。

  不过IGZO对液晶面板的NTSC色域、可视角度、显示色彩数量没有太多影响(前者由背光源决定，后两者取决于液晶分子的排布及特性)，IGZO对液晶面板在响应时间和节能性方面会有一定的优势。

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来源：证券时报.e公司

4月12日，深天马A发布公告，将投资330亿元建设一条8.6代a-Si和IGZO液晶面板线，以车载、IT显示屏(包括平板、笔电、显示器等)、工业品等显示应用为目标产品市场。

回溯来看，深天马的TM18OLED产线刚在年初完成产品点亮，公司为何此时要投a-Si产线呢？

新建高世代线

公告显示，深天马A拟通过全资子公司厦门天马微电子有限公司(以下简称厦门天马)与合作方厦门国贸控股集团、厦门轨道建设发展集团、厦门金圆产业发展有限公司在厦门投资成立一家合资项目公司，建设一条月加工2250mm×2600mm玻璃基板12万张的第8.6代新型显示面板生产线项目，总投资330亿元。

据悉，合资项目公司注册资本198亿元，厦门天马出资29.7亿元，持有合资项目公司15%股权；合作方合计出资168.3亿元，合计持有合资项目公司85%股权。

公告明确，投资标的本项目主要技术为a-Si与IGZO技术双轨并行，以车载、IT显示屏(包括平板、笔电、显示器等)、工业品等显示应用为目标产品市场。

从技术路线来看，相比LTPS和OLED，a-Si发展时间最长，技术方案和产业生态最为成熟，成本最具优势，是应用最广的技术。目前a-Si应用产品正朝着大尺寸、窄边框、低功耗等方向提升规格和性能参数，比如在车载、工业品显示等领域，a-Si显示产品大屏化的趋势十分明显，同时技术上也在通过MiniLED等工艺演进提升产品竞争力，考验屏厂在成熟方案上进一步做加法的能力。

从本次深天马A的投资逻辑来看，公司方面认为，在中长期内，a-Si领域的产品仍保有大量需求，在车载、工业品等领域仍是占比最高的技术，并且产品规格还会继续提升。

从下游场景来看，车载显示屏大屏化、多屏化、互联化、智能化的发展方向趋于明确，这为车载显示市场提供了增量机会，并且随着单屏尺寸变大、功能集成度变高，车载单屏的价值也在变大，车载市场中长期将继续保持需求旺盛。

同时，疫情原因推动了市场对医疗资源需求的重视、推动医用显示屏的增长、对IT显示不同应用场景的差异化规格需求的增长，以及新基建、智能制造等趋势不断推动工控领域的显示应用的需求升级。屏幕大尺寸、高集成趋势都要求显示面板企业加速跟进。

聚焦中小尺寸

从行业整体看，当前8代线主要用于生产电视用面板，车载、IT用面板等主要由G5或G6代线生产。其中，电视市场已是红海，产能日趋饱和，竞争相当激烈。

从深天马A发布的公告来看，不同于其他面板厂的8.6代等高世代产线，深天马8.6代线项目主要面向车载显示、IT显示屏(平板、笔电、显示器)、工业品等显示等中小尺寸应用市场。

相比于大尺寸，中小尺寸产品主要是定制化产品，叠加的创新技术更多，附加值相对来说也会更高。此外，目前车载和工业品显示大多都是定制化生产，对规格、性能参数等都有不同的高要求，IT也面临差异化规格发展机遇，而为客户提供定制化、个性化的产品本身是深天马A最擅长的。

实际上，在车载显示领域，深天马A在车载大屏上已量产多年，单屏、双屏贴合均有量产出货，支持仪表+中控、仪表+中控+副驾娱乐等多类型的组合。仪表显示作为车载屏的重要细分，相比于中控等其他部分，是整个车载里安全性能要求最高、进入门槛也最高的显示品类。此外，深天马A近年来还拓展新能源汽车市场，开展复杂模组业务，并推广车载In-cell和LTPS技术应用。

在今晚公告中，深天马A明确，公司产线组合完善并不断加大对全球先进技术和高端产线的投入，已形成从无源、a-SiTFT-LCD、LTPSTFT-LCD到AMOLED的中小尺寸全领域主流显示技术布局，拥有从第2代至第6代TFT-LCD(含a-Si、LTPS)产线、第5.5代AMOLED产线、第6代AMOLED产线以及TN、STN产线。在中小尺寸显示市场需求快速增长的背景下，本项目是公司在新型显示领域的又一重大战略布局，有助于优化和完善产线配置与业务布局，为客户提供更全面的产品解决方案，加速实现全球显示领域领先企业的战略目标。

因此，本次新项目的落地，可以视为深天马完善产线布局，继续提升自身竞争力、丰富其产品规格和组合的部署。同时，更丰富的技术、更多规格的产品方案也可以扩大深天马在客户端的产品覆盖面，增强客户黏性。

对于显示赛道所有玩家而言，在激烈竞争下，叠加疫情等因素的考验，客户订单也在呈现出向头部企业倾斜的趋势。这将考验所有玩家的供应链韧性和客户黏性。市场调研机构Omdia数据显示，2021年，深天马A车载TFT显示市场份额、车载仪表显示市场份额均持续全球第一。日前披露的2021年年报显示，深天马A的IT显示营收同比实现500%的增长。

发布于2022-03-25 04:51:45 Gouri Sankar Kar

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传统DRAM的功率密度受限于存储电容尺寸和晶体管截止电流。本文提出了一种新的2T0C无电容架构，使存储器的功率密度大幅提高，并实现了优异性能-超过103秒的数据保持时间以及无限的耐用性。可为人工智能、物联网、云计算等数据密集型应用提供足够的存储容量。

在实现高密度3D DRAM存储器方面，基于无电容器铟镓锌氧化物(IGZO)的DRAM单元架构具有很大的潜力。本文中，imec公司的存储器项目总监Gouri Sankar Kar向读者展示了一种基于IGZO的DRAM单元。经过IGZO晶体管架构的优化，该单元具有适合DRAM存储器应用的“卓越指标”。此外，在对IGZO薄膜晶体管可靠性的新认知基础上，他还提供了DRAM单元关键元件的首次寿命估算。详见IEEE国际电子器件会议(IEDM 2021)上发表的两篇论文。

在2020年的国际电子器件会议(IEDM)上，imec首次展示了一种无电容的动态随机存取存储器(DRAM)单元，实现了两个铟镓锌氧化物(IGZO)薄膜晶体管(TFT)且没有电容的单元架构。这种新颖的2个晶体管无电容器(2T0C)的DRAM单元架构，有望克服传统的1个晶体管+1个电容(1T1C)DRAM在密度提高方面的关键约束，该约束就是尺寸小的单元硅晶体管的截止电流太大，以及存储电容器占用太大的面积。而在2T0C IGZO-TFT DRAM单元中，不需要存储电容，因为可以将读取晶体管的寄生电容用作存储元件。此外，IGZO-TFT以其非常低的截止电流而著称，从而可以提高存储单元的数据保持能力。最后，在生产线后端(BEOL)处理IGZO-TFT的能力允许减少DRAM存储器的占用空间(通过将存储器单元移动到存储器阵列下方)，并堆叠单个DRAM单元-从而提供一条迈向高密度3D DRAM的路径。这种演进是业界所需要的，可以不断为数据密集型应用(例如人工智能、物联网、数据中心和云计算)提供足够的DRAM容量。

与经典DRAM产品相比，初次演示的首个基于2T0C IGZO且数据保持时间超过400秒的DRAM单元，具有显著更低的刷新率和功耗。这些器件是在300mm晶圆上制造的，栅极长度缩短到了45nm。然而，在这第一个“概念性”演示单元中，IGZO TFT并未针对最长保持时间进行优化，并且仍然缺少对耐用性(即故障前的读/写循环次数)的评估。另外，当时还没有准确模型来预测IGZO器件的寿命。

在2021 IEDM上，imec推出了一款完全兼容300mm BEOL的基于IGZO的无电容器DRAM单元，并且指标有所改进，即超过103秒的数据保持时间和基本无限制(>1011)的耐用性。这些结果是在为单个IGZO晶体管选择最优集成方案后获得的，即采用掩埋氧隧道和自对准接触技术的后栅极集成方案。实践证明，埋氧隧道与O2环境中的退火相结合，可以降低IGZO通道中的氧空穴浓度，而且不会影响源极和漏极区的串联电阻，从而支持更大的导通电流和更小的截止电流。

使用这种架构后，IGZO TFT的栅极长度可以缩短到前所未有的14nm，同时仍然具有超过100秒的数据保持时间。通过调节等效氧化物厚度(EOT)来控制阈值电压(Vt)、改善接触电阻以及减少IGZO层厚度，可以进一步优化短栅极长度下的数据保持性能。当IGZO层的厚度减小到5nm时，甚至可以省略O2中的氧隧道和退火步骤——从而大大简化集成方法。

A. Belmonte等人在2021年IEDM发表的题为“对无电容DRAM用的IGZO-TFT架构进行裁剪可获得超过103秒数据保持时间、超过1011循环次数耐用性以及低至14nm的Lg可扩展性”的论文中，对所选集成方法和实现的器件指标提供了更多详细信息。

图1：(a)原理图，(B)具有氧隧道和14nm栅极长度的后栅极架构中单个IGZO晶体管的TEM图像。

到目前为止，由于尚未完全了解IGZO TFT的劣化机制，因此缺乏用于预测基于IGZO的DRAM寿命的精确模型。IGZO晶体管本质上是n型器件，这表明正偏置温度不稳定性(PBTI)可能是主要的劣化因素。

PBTI是硅n型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)中众所周知的一种老化机制，它会严重影响器件的性能和可靠性。它通常表现为器件阈值电压的意外偏移和漏极电流的降低。对于这些硅基器件而言，PBTI归因于栅极电介质中电子陷阱的存在，会从器件传导沟道捕获电荷载流子。

然而，大多数现有的对IGZO TFT的可靠性评估，都忽略了栅极电介质的影响。Imec首次研究了栅极电介质对IGZO TFT PBTI的影响。结果总结在A. Chasin等人在IEDM 2021发表的题为 “理解和建模薄膜IGZO晶体管的PBTI可靠性” 论文中。

该团队发现有四种不同的机制在劣化过程中起作用，每种机制具有不同的时间动力学和激活能量。它们主要归因于栅极电介质中的电子捕获，以及在PBTI应力期间氢物质从栅极电介质进入IGZO沟道的释放。

图2：基于不同栅极电介质的(具有12nm厚的非晶IGZO膜)IGZO TFT的无故障时间。

如图2所示，通过在工作条件下对栅极电介质优化，可将寿命从大约20天大幅延长至一年左右。而最终平均无故障时间目标是5年。

imec团队将这多种劣化机制组合成一个模型，进而使得在目标工作条件下，预测IGZO TFT寿命成为可能。他们发现该模型适配实验数据，可用于提出延长寿命的优化方案。

对基于IGZO的DRAM单元架构和集成的改进，可以使2T0C DRAM存储单元具有超过103秒的数据保持时间以及无限的耐用性，并可将栅极长度缩短至14nm。这些指标使无电容的IGZO-DRAM成为实现高密度3D DRAM存储器的理想之选。器件改进与对IGZO TFT可靠性的新认知相辅相成，揭示了导致PBTI的不同劣化机制。这些机制构成了一个精确模型的关键要素，通过该模型可实现DRAM存储器关键元件的寿命预测。

(参考原文：Capacitorless DRAM Cell on IGZO Base Shows Promising Values ）

少数派·2021-09-17 13:42

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「姗姗来迟」的 iPhone 高刷屏，藏着这些你可能想知道的秘密。

今年，iPhone Pro 系列的 OLED 屏幕又有了不小的升级，除了高达 1000nit 的屏幕亮度，还支持了不少 Android 旗舰已经支持了的 120Hz 的屏幕刷新率，让不少人直呼「十三香」。 

iPhone 13 Pro 系列宣传（图源：Apple） 

但是相信还是有不少人会困惑为什么今年 iPhone 上没有使用新款 iPad Pro 12.9 英寸上的 mini-LED 技术？为什么 OLED 的高刷新率也只有近两年才彻底铺开？以及 iPhone 上的高刷新率到底有什么不同? 这些问题你将能在这篇文章里得到回答。 

LCD 是我们身边最常见的显示面板，也有不少的 Apple 产品继续在使用 LCD。它的发光的基础是面板的背光光源，我们可以把背光光源理解为手电筒。当手电筒前放置不同颜色的灯罩便会散发不同颜色的灯光，这个灯罩就是 LCD 的彩色滤光片。当我们在灯罩和手电之间加入不同透明度的薄膜，就可以实现不同亮度的颜色效果。然后通过不同颜色的组合，就可以完成各种色彩的显示了。 

LCD 就像是手电筒+不同的滤光片 

目前 Apple 只有少数产品采用了 mini-LED 的面板，例如 Apple iPad。mini 的含义在于小间距的 LED，它仍然是以背光源发光作为基础。为了实现小间距的布局，那必定 LED 灯珠本身也需要足够小，目前 LED 灯珠已经做到了50 ~ 100 µm 左右的级别了。 

miniLED 远比 LCD 小得多 

但使用 mini-LED 依旧不能解决传统 LCD 在纯黑画面下背光漏光的问题，为了减少漏光对显示效果的影响我们需要加入了背光分区的控制技术，这个技术原先用于 LCD 上，但也同样可以用于 mini-LED 上。通过单独调整每个分区 mini-LED 的明亮程度，可以保证在画面需要显示不同的明暗效果时，合理的降低或熄灭区域内的光亮度，这样就能减轻传统整块背光导致的漏光问题。 

但是控光还是要依赖局部调光区 

mini-LED 最根本的核心便在于大幅增加面板的背光分区，给予了 LED 背光更加完美的画面展示性能。所以由于背光分区的增多，无论是漏光，还是对比度的问题都得到很好的改善；当然就目前而言 mini-LED 的漏光问题还是没有办法完全解决的，还需要等待分区背光技术的改进。 

局部调光还是会有不可避免的光晕区 

OLED 则是目前 iPhone 和 Apple Watch 产品中最常使用的面板技术，全称是有机发光二极管，它是一种「自发光」的器件结构，它能靠发光材料主动散发不同的颜色，自发光则意味着不会像分区背光一样会出现漏光问题。 

OLED 发光方式，有机材料发光层阳极和阴极的中间，紫色是发光方向 

OLED 发光主要依赖于 TFT 和有机材料发光层。而它的发光原理也并不复杂，和我们化学课上接触过的焰色反应很像。 

焰色反应中受热的金属原子会跃迁到较高的不稳定能级，因为不稳定所以需要释放能量回到稳定的基态，在这过程中会发光。 

首先，OLED 通过 TFT 给予发光回路电信号，此时阳极产生空穴（可以简单理解成带正电的电荷），阴极产生电子（电子一定是带负电荷的），空穴和电子需要分别通过各自的传输层，最后会一同抵达有机材料发光层。 

其次，当发光层的电子和空穴到达一定浓度后，会因为引力结合形成激子，同时激发有机发光层的有机分子。 

最后，因为有机分子跃迁到了不稳定的激发态，和焰色反应一样同样需要释放能量回到稳定的基态，并释放出光。 

不难看出整个过程里最基本的两个要素就是，作为开头的 TFT 薄膜晶体管和作为结尾的有机材料发光层了。 

因此对于 OLED 来说，TFT 背板是除了发光材料以外，另一个面板显示的关键技术点。 

近年来随着市场对显示效果和能力要求的不断提升，为了满足消费者对刷新率、分辨率以及能耗等多个方面的需求，TFT 技术也不断从结构、材料以及工艺方面寻求突破，不断优化着尺寸、迁移率、漏电以及稳定性等参数。这样一来，才有了我们时常在新闻中听到的一些陌生英文 a-Si、IGZO、LTPS、LTPO 等等，这些便是目前显示领域的常出现 TFT 技术。 

主流 TFT 技术对比 

a-Si 是曾经显示领域的龙头技术，以往的 TFT-LCD ，也就是 LCD 的背光层几乎均以 a-Si 作为集成电路基底。它是一个比较成熟的方案，因此基于 a-Si 的 TFT 可以在维持高质量产出的同时，成本也相对很低。 

经典的 a-Si TFT LCD 屏幕示意图 

但 a-Si 弊端也比较明显，其电子迁移率约为 0.5 cm^2/Vs，电子迁移率可以简单理解成空穴和电子穿过传输层的效率；而 0.5 cm^2/Vs 单说这一个数值可能大家没有任何概念，可以和目前 OLED 中较为常见的 LTPS 进行对比，LTPS 的电子迁移率约为 100~200cm^2/Vs，比较之下就会发现 a-Si 的电子迁移率小了几百倍。 

电子迁移率从根本上来说决定的是 TFT 器件的响应速度，迁移率越小，空穴和电子传输的速度也就越慢，响应速度自然越慢。这里可以简单打个不太准确的比方，我们可以把电子迁移率比作公路等级，空穴和电子比作汽车，等级越高的公路，在保证安全的前提下车可以开的速度自然也就越快。 

为了保证器件的响应性能让用户可以接受，可以增大晶体管尺寸以提高迁移量，也就是增加车道数可以让同一时间又更多的车开过去。但是这将导致多出来的 TFT 器件会占据了显示区域像素的区域。 

简单来说，单位区域内晶体管占的面积越大，单个像素占有面积越小（像素开口率），导致亮度越低。其次，因为体积无法做小的缘故，导致单位面积的像素个数也受到限制，即为像素密度过小，也就是我们所说的 ppi 过低。 

虽然目前 a-Si 的市场占有率还是可观的，但因技术规格的限制和成本较低，主要是面向大尺寸以及低端手机面板领域。当然，目前仍有企业在尝试有关 a-Si 在 OLED 中的应用研发，例如 Matrix Technologies 近期展示 WOLED 技术便采用了 a-Si 作为基底，大幅降低背板成本。 

WOLED 工作原理其实和 LCD 很像（图片来自 UNIVERSAL DISPLAY） 

IGZO 它首次提出可以追溯到 1985 年，但是首次量产已到了 2012 年（夏普），它的出现提高了 TFT 技术的水平上限。相较于最开始的 a-Si 来说，晶体管的体积大幅缩小，一个 a-Si TFT 的占位至少可以容纳 4 组 IGZO TFT ，虽然减小了器件体积，但是电子迁移率相较于非晶硅来说有显著的提升，约为 25cm^2/Vs，而且在漏电率上也是几种 TFT 技术中最为理想的，这样以来在像素无需工作的时候，IGZO 可以最大程度的节省能源损耗。 

上文提到漏电率是指的即使在开关断开的时候，在施加电压后依然会出现较小的电流，简单来说就是出现了意外的电力损耗，在移动设备上会因此导致续航不佳。 

iPad Pro 1 代中的 LCD 背光 TFT 就用了这个材质 

由于 IGZO 在面板布局中的占用面积大幅减少，让发光像素的开口率以及布局区域面积获得了提高，这样以来，就很好的解决 a-Si 的各项弱点，实现了高亮度、高像素密度等等，所以 IGZO 的高分辨率面板产品直到现在也是非常的常见的。除此之外，因为全透明以及良好的弯曲性能，让它不仅可以用在 OLED 面板中，LCD 面板同样适用。 

除此之外，IGZO 的工艺制成并不复杂，可以利用现有非晶硅线体简单改造即可投入运营。从商业角度、良率以及原材料损耗等多个方面综合考虑，IGZO TFT 应该是本文中性价比最高的一个。但 IGZO 也有自己的缺点，对于水氧的敏感度更高，长时间使用下来稳定性来说偏弱一些，从寿命来说没有其他 TFT 好。其次，受到电子迁移率的限制，导致刷新率很难持续提升（当然 IGZO 首席推广者夏普，还是成功的将 IGZO 提升至 120Hz 刷新率，并供货给雷蛇）。 

LTPS 是目前市场占有率较大的背板技术，不仅适用于 LCD，对于 OLED 一样适用。这种背板技术的最大优势便在于我们前面所提及的电子迁移率，它的电子迁移率可以高达 200cm^2/Vs，相较于 a-Si 来说，一个是小溪，一个便是大江大河。 

比起 a-Si，LTPS 天生电子迁移率就很高 

这样看来，OLED 显示的基本要素电流驱动，在 LTPS 的辅助下很简单就可以实现。因为非常可观的电子迁移率，面板非常容易就可以实现的高效的传输效率。这样面板不用再因为驱动的需求，而去扩大晶体管的占有面积，而可以更方便的设计小型器件，并配合大开口率像素。简单来说，LTPS 让像素在面板中的「地位」得到了跨越式的升级。更加直白一点说，面板的显示效果也得到了质的飞跃，在分辨率和高刷新率上迎来了自己的突破。 

但不得不说的是，LTPS 的弊端也是比较明显的。首先，这种器件结构的漏电比较大。前面我们也说了 OLED 的基本要素是电流驱动，电流驱动的稳定性会直接影响画面。为了避免漏电的影响，LTPS 会不断的进行刷新供电，以维持稳定的电位情况。需要持续的刷新，也注定了 LTPS 在低频供电显示的严重短板，以及 LTPS OLED 的刷新率不敢做太高，这些问题也会直接反应在设备的电能损耗上。 

正因为的 LTPS OLED 的高功耗无法支持高频刷新，综合 IGZO 和 LTPS 的特性，便迎来了所谓的 LTPO 背板技术。 

Apple LTPO 专利 

LTPO 的器件结构综合了 IGZO 和 LTPS 技术，简单一点来形容的话，就是将部分的 LTPS 晶体管（TFT T3/4）管替换为 IGZO 晶体管，这就是 Samsung Display 的经典 LTPO 结构。通过合理利用 IGZO 的低漏电特性，延长了电信号在 TFT 晶体管中的维持时间，进而满足在低频刷新时的信号供给问题，变相解决了 LTPS OLED 的弱点。LTPS TFT 负责高分辨率以及高刷新率，IGZO TFT 负责稳定的低频显示，两者各司其职，但又在背板电路中相辅相成，一同实现了 LTPO TFT 技术。 

Apple 第一个使用 LTPO 的设备是 Apple Watch S5 

这样以来，在用户使用静态画面或低频需求时，OLED 可以通过驱动来调整部分像素进入低频工作状态，减少了 OLED 对设备电能的损耗。而在游戏以及影音环境中，也可以调整进入高频刷新模式，以满足画面高刷新率的显示需求。 

LTPO 作为新型技术来说，最大的优势就在于针对不同显示环境下的针对性控制，既可以保证低频静态画面的稳定输出，又能满足画面高动态需求。 

但需要注意的是，LTPO 的节能并不是绝对的，LTPO 的节能仅体现在变频的使用环境中。当用户在持续高频刷新率使用的情况下，如果面板采用同等级发光材料并达到相似的亮度，LTPO 的能耗是高于 LTPS 的。这主要源于 LTPO 的电路结构相比 LTPS 要复杂一些，最直观来看 LTPO 比 LTPS 起码多了一组控制驱动，因此也会消耗更多的电力。 

为此 Apple 也针对 OLED 设计了 ProMotion 技术，使其可以在 10 fps 到 120 fps 之间自动自动调整，使手机又能享受到高刷的流畅体验也能节省下更多的电力。 

Apple 对于 ProMotion 的解释说明（图片来自 Apple） 

一般的事情都是有两面性的，LTPO 的技术因为技术的复杂性，在工业制成上对于各大生产厂商来说都是巨大的挑战。无论是从原材料还是制成工艺来讲，相较于传统 LTPS 生产来有更多的困难点，在不新建生产线的条件下，想要实现 LTPO 的量产供应，并不是一件容易的事情，所以直至目前 LTPO 的主要供应商仍是行业龙头 Samsung Display。 

其实从上说到下，a-Si 到 LTPO，每一种 TFT 技术其实都前一代技术成果的迭代更新。并没有哪一个晶体管是横空出世的，因为用户需求质量不断的提高，促使技术不断发展创新或是融合，不断探索着显示领域的优质答案。 

就面板现状市场来说，LTPO OLED 一定是一个短期的热点，不仅是刚刚发布的 iPhone 13 系列，对于其他厂商来说，也会是不错的卖点。但是 LTPO 技术并不能说是绝对的未来，因为综合 LTPS 的生产良率以及稳定性来说，LTPS 在接下来的时间中一定仍会占据面板的大量市场。除此之外，mini-LED 以及 micro-LED 技术的不断革新，对传统 OLED 显示技术也是具有一定的冲击性的。 

或许这就是科技的魅力，你永远无法猜测它们究竟是昙花一现，还是恒久流传。我们能做的，只是保持一颗好奇和充满期待的心，迎接科技给大家带来的便利和美好。 

本文来自微信公众号 “少数派”（ID：sspaime），作者： WATERS、广陵止息，36氪经授权布。

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