高画质液晶面板传奇：AMVA的前世今生

    不要迷恋哥，哥只是传说。

    2005年，当富士通（Fujitsu）将液晶显示相关专利及设备完全移交给夏普，MVA广视角技术的身影在平板显示领域逐渐远去，曾经在液晶领域独领风骚的一代豪门的故事也终于成为一个传说。

    2008年11月，日本横滨。在FPD International 2008的展会现场，一块静态对比度达到5000:1的液晶面板引起了更多的惊叹——它不是遥不可及的实验室样品，也没有故弄玄虚的技术噱头，深沉的黑色和丰富的细节都是真实——它是一块刚刚量产的液晶电视面板，它就是友达光电的AMVA3。

    MVA的传说，在友达复活。

    半年以后的2009年5月12日，中国苏州的领先届友达技术趋势论坛上，我们有幸亲眼目睹了AMVA3的惊艳表现，和横滨FPD展上的亮相比起来，8000:1的静态对比度更上层楼，而友达光电技术中心副总经理刘秉德博士告诉我们，8000:1不是终点，一年之后，AMVA将挑战10000:1的静态对比度！

    AMVA到底是何方神圣，友达光电的AMVA从哪里来，又将往哪里去？

    2009年8月，我们有幸采访了友达光电液晶技术部经理苏振嘉先生——2003年加入友达光电，一路见证友达光电从MVA技术转移到独立研发AMVA、独挑MVA大梁的资深工程师。这样的人，在友达光电有很多。

    我国台湾省的面板产业起步于1990年。那年11月，台湾省两大半导体巨头之一的联电集团（UMC）投资成立了生产中小尺寸TFT-LCD的子公司联友光电（Unipac）。到1994年4月，联友光电的领先条、也是台湾省领先条液晶面板一代线量产。1996年8月，台湾省PC龙头宏碁集团（acer）也看好平板显示产业前景，成立了从事大尺寸TFT-LCD制造的达碁科技（Acer Display Technology）。

    1997年～1998年，为扩大生产规模、降低制造成本，执全球LCD技术研发之牛耳的日系厂商开始向台湾省进行技术转移，大同（Tatung）旗下的中华映管（CPT）、宏碁电脑的达碁科技和联电集团的联友光电分别与日本三菱ADI、日本IBM Display Technology和松下（Matsushita）签署技术转移协议，目标都是3.5代线。

    1999年，日系厂商的技术转移初见成效：华映的14吋NB模组和15吋FPM模组量产，7月和8月，达碁与联友的3.5代线L3C与L3A也先后投产。

    2001年堪称台湾省面板产业的转折点。这一年2月，省内领先条四代线、达碁科技的L4A量产；9月，主攻中大尺寸TFT-LCD的达碁科技与专注中小尺寸TFT-LCD的联友光电合并，覆盖全尺寸TFT-LCD研发制造的友达光电（AUO）成立，当时便以12％的市场占有率跻身全球第三大、台湾省领先大液晶面板制造商。

    也就是在这一年，友达光电先进导入MVA广视角技术，11月生产出17吋显示器用MVA面板、12月生产出20.1吋TV用MVA面板……我们的故事就从这里开始。

2003年：从技转开始，友达P-MVA起步

    2002年12月，率先投入次世代面板生产的友达点亮了台湾省领先片出自五代线的液晶面板，开始向大尺寸液晶显示器和液晶电视领域进军。随着产品尺寸的增加，应用范围也从个人拓展到家庭、单位甚至公共场所，对液晶面板的性能、尤其是多人观看时至关重要的可视角度提出了更高的要求，广视角技术的研发变得至关重要。

    2003年1月28日，友达光电与富士通签署合作备忘录，友达收购富士通显示科技（Fujitsu Display Technology）20％股份，以交叉授权的方式获取了富士通在液晶显示器领域的相关专利，其中就包括P-MVA（Premium MVA）的技术转移，刚刚加入友达的苏振嘉博士亲历了这个过程。

    作为新近涉足广视角液晶技术研发的“后来者”，友达的技术团队可以说是从○开始，很多的设计和流程都是富士通直接从日本“搬”过来的。“刚开始的时候，不管是在设计方面还是制程方面，都很仰赖富士通。”当时双方的合作，主要在于共同建厂、处理一些制程和光学方面的问题，让富士通在日本的经验能够很好地运用于友达在台湾省的生产线，而友达位于龙潭渴望园区的四代线L4A成为支持广视角技术研发的试产线。

    在苏振嘉博士看来，这个时期堪称友达液晶技术研发的“草创时期”，而现在苏博士的“老板们”，当时也亲自从新竹总部赶到龙潭工厂，和工程师一起做实验、下产线，交流与沟通都很密切。在苏博士的记忆中，现在友达处长以上的技术干部，那时候基本都在龙潭工厂“锻炼”过，大家一起在会议室里开会，共同研究P-MVA。

    2003年8月，双方的合作有了成果——继19吋显示器用P-MVA面板之后，友达发布领先片30吋TV用P-MVA液晶面板，叩开了通向TV市场的大门。据说样品刚出来时还引来很多人的围观“原来P-MVA就是这个样子的……”

    经过一年的“学艺”，P-MVA成功支持了友达五代线的量产，而友达技术人员对P-MVA技术也从“略懂皮毛”深入到了“知根知底”。

    吸收富士通的P-MVA广视角技术，成为友达光电切入大尺寸液晶显示器和液晶电视领域的关键，正是有了广视角技术的支持，才使得友达能够从五代线开始，持续推进次世代面板生产线的建设和投产。

2004年：烧钱千万，追求设计非常好的化

    P-MVA技术量产之后，制造和研发的分工逐渐明确：工厂主要负责解决良率的问题，而技术工程师们则开始追求面板设计的非常好的化。这时，尽管友达的工程师们也积累了一些光学方面的测试数据，但由于缺乏对比，因此这些数据到底好还是不好，友达自己也不清楚，只是模糊地感觉，富士通的P-MVA应该还有改善的空间。

    于是，2004年的主题，就是像素（Pixel）的设计。

    这一年，苏博士印象最深的就是烧钱：“我们先做模拟，觉得结果不错就下产线实验，做出样品以后再测量各种数据，看有什么地方不好就回去继续改进……五代线开发一个光罩就要800～1000万元（新台币，下同），实验光罩一套一套往外出，试验完了就丢掉，因为也没法卖。”

    尽管这种烧钱行为的“疯狂”程度让工程师们都觉得心疼，但现在回想起来，却是运营层面非常明智的一个决定。

    毫不夸张地说，广视角技术是支撑高世代面板生产线的基础，如果技术基础不扎实，就很难成功导入次世代的面板生产线。在已经明确要建设六代线、七代线甚至更高世代产线的情况下，友达管理层选择成本相对低廉的五代线进行大量实验，夯实广视角的技术基础，从而避免用六代线甚至更高世代生产线来“交学费”，无疑是“舍小保大”的正确决策。

    事实上，也正是经过了2004年的“烧钱”，友达彻底掌握了P-MVA技术的精髓，也培养出了一批具有丰富实战经验和扎实理论功底的研发工程师，为此后的长期高速发展埋下伏笔。

    随着P-MVA技术的不断改进，友达液晶面板的尺寸也从26吋延伸到46吋，为六代线、七代线量产大尺寸做足功课。

2005年：富士通退出，AMVA出世

    一直到2004年，友达和富士通依然保持合作的关系。在苏博士的印象中，当时双方还保持着常规性的“月报”：友达和富士通分头做各自的研发，每个月通过电话或视频、每个季度举行面对面会议，沟通双方各自的进展——此时友达与富士通的关系已经从最初单纯的学习变成了共同研发。

    也就是在2004年的不断试验中，友达和富士通都发现P-MVA在大视角时还存在色偏现象。为了改善这个问题，友达与富士通都进行了各自的探索，友达调动了技术、产品等几个部门组成一个团队专门对这个问题开展攻关，富士通也同样组织了一个小组进行研发。2004年年底到2005年年初，针对这个问题友达和富士通都进行了一些实验。

    到2005年年初，在P-MVA技术基础上改善了色偏问题的新技术终于诞生，这项技术被称为AMVA（AUO Advanced MVA），因为它已经克服了P-MVA固有的缺陷，成为区别于P-MVA的一项技术。而在友达内部，这个名称还有一层更特殊的含义——这是友达先进独力开发的广视角技术。

    在苏博士的记忆中，当时友达和富士通分头研发解决P-MVA大视角色偏的问题，富士通的解决方案在品质上存在一些问题，因此没能进入量产，而友达自己琢磨出的解决方案基本不存在品质问题，因此不仅成功申请专利，也迅速导入了量产——如果说此前友达一直是富士通“学生”的话，那么AMVA的诞生和量产，大概就代表友达已经“学成出师”了。

    而伴随AMVA的出世，富士通也终止了其液晶面板业务。2005年4月，夏普与富士通正式签约，夏普全面接收富士通显示科技的液晶面板研发、生产和销售业务以及富士通研究所与显示相关的研发设备，另外还包括富士通集团液晶面板业务相关知识产权。

    富士通走了，但MVA并没有就此终结。在友达的努力下，P-MVA凤凰涅槃，AMVA浴火重生。

    也就是在那一年5月，根据美国商业专利资料库（IFI Claims Patent Services）披露的数据，友达光电在2004～2005年间获得79件美国专利，年增98％，成为当年美国专利成长速度排名第五的企业。

    2005年1月，友达光电的领先条六代线试产成功。尽管六代线的光罩成本已经上升到几千万新台币，公司对技术研发的投入依然毫不吝惜，试验光罩该开就开，研发需要的一切资源都尽量提供，用苏博士的话来说就是“研发费用根本连预算都没有，要多少给多少”，目的只有一个：用最短的时间解决问题。

    但彼时的工程师们也已经站上了新的高度，在苏博士看来，尽管几千万的光罩比原来更贵，但都只是“小钱”——那时候友达的工程师们已经很清楚，面板产业的未来将如何展开。

2006年：向bump宣战！对比度竞赛起跑

    富士通走了，但友达对AMVA的研发并没有止步，毕竟面板的次世代战争才刚刚开始。在改善了大视角色偏之后，研发的重点开始转向对比度，因为对比度是VA技术最大优势所在，同时也是提升画质的有效途径。

    2005年主流广视角液晶面板的对比度指标在1000:1左右（TN大约为600:1～700:1），无论AMVA、P-MVA、S-PVA还是S-IPS，基本都处于同一水平线，可以说VA在这方面的先天优势并没有得到凸显。于是，在“寻求AMVA技术差异化”思想的指导下，友达的技术工程师开始寻找阻碍AMVA对比度提升的原因。

    “罪魁祸首”很快就找到了——在AMVA和P-MVA的结构设计中都使用bump（凸块）来控制液晶分子的导向，而bump的存在导致AMVA和P-MVA在暗态都容易漏光，进而影响到黑场表现。

    在计算对比度的公式：“对比度＝白场亮度/黑场亮度”中，只要分母上的黑场亮度增加一点点，比如从0.2nits升高到0.4nits，在白场亮度不变的情况下会直接导致对比度减半，而如果黑场亮度能从0.2nits降低到0.02nits，就算不提高白场亮度，对比度也会有10倍提升。

    事实上，在所有显示技术中暗态漏光都是高对比度的大敌，只不过在液晶中的影响更大，IPS技术至今仍受此困扰，很多专业级显示器的纯黑画面都“惨不忍睹”，原因也在于此。

    通过3年的深入研究，友达已经很清楚AMVA（也包括所有VA）技术的对比度潜力远不止1000:1，很可能是几千:1甚至几万:1。于是，在友达技术工程师的努力之下，bump的漏光得到控制，AMVA面板的对比度从1000:1提高到1500:1，后来又进一步攀升至2500:1——这就是AMVA2。

    讲到这里，苏博士向我们介绍了一下友达的技术逻辑：新技术的开发绝不仅仅停留在实验室，一旦某项技术通过设计验证能够满足客户对产品的需求并且品质方面基本过关，友达就会在最短的时间里把这项技术应用到有需要的所有产品，从而发挥技术的最大价值——“高投入、快产出、大效益”基本能概括友达技术研发策略背后的思路。

2007年：bump消失！AMVA3的革命

    事实上，在和bump作战的企业并非只有友达，三星的S-PVA、奇美的SMVA甚至LGD的S-IPS都对bump进行了不同形式的改良，只是效果各有千秋，S-PVA很快追上了2500:1的对比度，SMVA和S-IPS则达到了1500:1左右的水准。

    站在今天的立场来看，苏振嘉博士已经很清楚无论对bump做怎样的调整，终归还是过渡手段，真正能够实现对比度飞跃的革命性设计是让bump彻底消失——2007年的AMVA3就先进采用了革命性的bumpless设计，更加令苏博士自豪的是，直到今天全世界也没有几家厂商能够设计出像AMVA3这样bumpless的面板。

    回首往事固然轻松，但在当时，做不做bumpless的设计是友达必须面对的一个选择，这个选择本身的成本可能是几个亿，但它对友达未来的影响无法估量。

    最终让友达做出决定的还是技术人员的自信。5年的钻研，从“依样画葫芦”的MVA、P-MVA到AMVA“自立门户”并一路走来，友达的技术研发团队已经不再只关心“大家都在做什么”、“别人是怎么做的”，他们把目光更多地投向了自己的前方，他们已经知道“要做什么（what to do）”和“可以做什么（what can we do）”，需要摸索的只是“怎么去做（how to do）”。

    于是，在2007年10月的横滨国际光电展上，友达向全世界宣告了bumpless的AMVA3诞生，静态对比度从5000:1起步，并且在光电展发布的同时便已经开始导入产品设计。

    到2008年，AMVA3的潜力进一步发挥，静态对比度提升到8000:1，基于AMVA3的产品也投入量产，开始接受市场和用户的考验。

后记：市场竞争的背后是技术竞争

    AMVA的前世今生，也正是友达光电从技术转移到技术自主到技术创新的成长历程。伴随AMVA的成长，友达的面板生产线也从四代、五代一路成长到了7.5代、8.5代。和3、4年前大家摩拳擦掌纷纷上马5代线、6代线的热闹场面不同，今天的面板行业真正有能力投入6代以上产线的企业屈指可数。

    是缺钱吗？我看未必。就拿台湾省曾经的“面板五虎”来说，固然有确实困难需要减资瘦身的，但也有号称“满手现金”四处烧钱玩的，从显示器玩到电视机，但就是不提次世代产线的规划。再去看看他们的产品规格，当三星、夏普、友达、奇美的主流型号对比度都在5000:1或者6000:1的时候，这些企业的面板对比度都在3000:1以下——以今天的市场情况来看，这种规格做显示器恐怕都够呛。

    事实上，从苏博士的讲述中我们不难发现，正是P-MVA到AMVA再到AMVA2、AMVA3这些技术上的不断突破，才支撑着友达从4代线一路走到了7.5代线，再看看三星、夏普、奇美、LGD，情况大抵相仿，夏普去年年底高调发布的uv2a面板技术在效果上和友达的AMVA3、奇美的“AGT超能屏”也都有相通之处。

    在上个世纪末期，TFT-LCD和DRAM被规划为我国台湾省“两兆双星”的重点扶持产业，明星企业不断涌现。20年过去了，当友达、奇美、群创这些面板大厂走出困境开始引领全球技术趋势的时候，曾经风光无限的DRAM厂们还在为要卖给谁而争执不下——同样是IT的支柱产业，境遇却有天壤之别。

    2009年，在国家政策的鼓励下，“不差钱”的中国内地企业开始争先恐后抢滩6代线甚至8代线，而其中从事过面板研发制造的又有几人？

    当然，凡事都有领先次，友达、奇美们当年也是靠着日本企业的技术转移才发展壮大的，更何况现在日本、韩国的液晶巨头们又给技术又给钱，甚至还有整条的次世代线，这样的“嫁妆”不知道比当年的华映、达碁、联友、奇美豪华多少倍——技术是现成的、市场也是现成的，我们要做的似乎就是批地盖厂然后就能坐享其成了。

    但是别忘了，同样接受日厂的技术转移，台湾省也不过做大了一个友达和一个奇美（新奇美），也同样是日厂的技术转移＋政府的政策资金扶持，上广电-NEC却最终落得个不良资产剥离拍卖的下场……

    市场竞争的结果最终仍然取决于技术的竞争，“技术立厂”乃至“技术立国”才是掌握市场话语权的根本。对于现在一拥而上的本土业者而言，外部条件再优厚，能否真正做大做强，最终仍然取决于我们对核心技术的掌握程度和前瞻创新能力。<