屏下摄像竞速：谁将主导半导体显示产业链？

需要在中高端市场追赶苹果的手机厂商,与迫切需要在AMOLED积累经验和份额的国产显示厂商,早该结盟同行

文/智物

在中兴Ax30系列发布后,一场手机厂商孕育多年的军备竞赛逐渐浮出水面。

8月4日,OPPO正式展示了其新一代屏下摄像头解决方案,通过多项硬件创新和自研算法的结合,将前置摄像头隐藏在屏幕下方,实现屏幕显示效果和屏下摄像成像品质的兼顾。

同一天,小米董事长雷军也在自己的微博中发布了Mix 4系列的概念图。据悉,这款同样采用最新屏下摄像方案的手机将在8月10日发布。

或许对于“高度内卷”的安卓阵营而言,屏下摄像的确会引起新一轮换机潮,但仿佛一夜之间,所有的国内手机厂商都掌握了这项高深的技术。

实际上,OPPO和小米对于屏下摄像的布局甚至要早于中兴。根据目前已知信息,中兴的屏下摄像方案来自于维信诺,OPPO的方案来自于京东方,小米的屏下摄像方案则来自于TCL华星。

屏下摄像,OPPO能尽快量产吗？

坊间传闻,早在两年前,国内某些大厂就看好屏下摄像技术应用,并为此求助于三星显示。但是,可惜三星显示并未在这一领域投入全力,三星显示错爱折叠屏方案已久。回头太难。

唯一可行的选项是,国内手机厂商与国内的半导体显示厂商,该放下自己眼中的第一人选了,互相结盟,形成中国产业链研发优势,或许是唯一选项。

01 屏下摄像,没那么容易

2018年6月,OPPO前副总裁沈义人在微博中爆料了首款屏下摄像头的实拍视频,在这个视频中,手机前置摄像区域在常规状态下能够显示内容,而摄像头启动后,屏幕顶部部分区域变黑,其他部分正常显示前置镜头拍摄内容。

这也是业内公认的第一代屏下摄像技术,采用透明阴阳极材料,提升了OLED面板中有机发光材料的透光性能,让光线能够穿越屏幕进入前置相机模块,但这一代屏下摄像技术完全无法量产,仅仅是论证了屏下摄像技术的可行性。

具体来说,屏幕摄像和显示想要在同一块区域内实现,难点就在于打破显示与摄像之间的天然矛盾,不仅要实现透明与显示的平衡,还要做到屏幕在颜色、亮度、甚至各个视角下观感的高度一致性。

2019年,OPPO在上海MWC展示上展示了其升级后的工程机。据悉,这一代屏下摄像技术,将屏下相机区域的部分像素做成透明,通过牺牲部分用于显示的像素让透光性得到有效提升,但在拍照效果上确不尽人意。

以量产的中兴Ax 20系列为例,在这款手机上,进光量的问题已经得到大幅改善,但在实际拍照中,仍会存在雾化、眩光的问题,这些问题很难通过硬件的堆料去解决,只能通过手机厂商动用各种算法去抵消。

因此,在新一代的屏下摄像技术中,“软硬结合”的解决方案开始成为主流。

比如在OPPO发布的屏下摄像解决方案中,OPPO通过调整像素电路驱动和屏幕走向的方式,让屏下摄像区域的显示效果更加细腻。

同时,运用自研的AWB、HDR等AI算法集,去提升屏下摄像头成像效果,并通过数万张照片持续训练AI去衍射算法模型,来控制光源中的衍射问题。

这种“软硬结合”的解决方案,也是面板厂+手机厂协作下的最优路径,因为材料工艺的限制,当前的屏下摄像必须依靠算法优化来实现稳定的成像效果,但面板厂商显然不具备提供软件支持的经验。

02、谁来主导产业链?

在2018年6月的一场活动中,锤子科技创始人罗永浩在被问及如何看待国内手机黑科技时,发表了一番语惊四座的言论:

“除了华为技术功底比较扎实外,大家都是方案整合商,完全都是取决于产品的定位和成本售价的综合商业考量行为,你在那装什么……”

的确,在那个时候,除了能够推出自研芯片的华为外,大多国内手机厂商都摘不下“方案整合商”的帽子。

但随着屏下指纹、升降摄像头等多款概念设计推出后,国内手机厂商逐渐接手了安卓阵营内硬件升级的大旗,由供应商提供成熟方案,转变为手机厂商拿出概念设计去找供应商定制。

这其中的一个矛盾就是,供应商已经越来越难实现手机厂商的要求,那些真正掌握核心技术的供应商也不会满足下游厂商的小批量出货需求。

比如在AMOLED面板行业中,三星显示无论是产能还是技术都牢牢占据行业第一的位置,并且此前三星显示也开发了屏下摄像方案,但国内手机厂商却无法从三星手中得到批量供应。

一方面,与iPhone 12系列动辄1．8亿片面板的出货量相比,目前国内已经或准备发布的Ax 30系列和Mix 4系列的预计出货量实在难以说服三星去改动产线。

另一方面,自家的三星电子也将在8月份发布Galaxy Z Fold 3,这款折叠屏手机同样采用屏下摄像头,但其背板将采用PI基,而非国内屏下摄像采用的玻璃基,在技术路径上并不相同。

因此,在屏下摄像这一技术上,手机厂商只能寄希望于国内的产业链。

面板厂商对于这一轮的屏下摄像潮也做足了准备。早在2017年,维信诺就为屏下摄像产品进行了立项,TCL华星也表示将在今年下半年实现屏下摄像产品的批量出货。

国内手机厂商的这场屏下摄像“军备竞赛”,实际上也是一场对国内面板厂商的倒逼,在手机厂商的创新带动下,显示面板产业链的技术升级空前迅速。

03、量产难题,如何破局?

尽管市场前景无限,但还是能够看出手机厂商对于屏下摄像持有较为谨慎的态度。

小米选择在Mix系列首发屏下摄像,一方面是该系列在小米的产品结构中担当着“探索者”的角色,另一方面也是因为屏下摄像面板产能有限,相对小众的Mix系列更适合搭载这项技术。

中兴通讯副总裁张雷曾表示,维信诺在产出第一批Ax 20产品时,曾遭遇过严重的产能问题,良率一度仅有5%。

产品良率可以通过面板厂的技改而提高,但诸如雾化、眩光等需要通过软件算法优化的技术问题,是面板厂商无论如何都无法解决的。

唯一有效的解决途径就是,手机厂商参与到面板的技术研发中。

参照华为Mate X2的研制过程,在这一款手机的研制过程中,华为曾派出大批工程师到京东方和宜安科技,参与折叠屏幕和液态金属铰链的研发。

这两项联合研发让华为Mate X2的屏幕折痕问题得到大幅改善,从市场表现来看,Mate X2也是为数不多的能够实现百万级别出货的折叠屏手机。实际上,在屏下摄像领域中,手机厂商已经开始着手于与面板厂商的合作。

在去年9月,小米集团董事长雷军发布了一条关于第三代屏幕下像技术的微博,通过图文介绍了这一新技术的升级过程。随后,TCL华星官微转发雷军这条微博,似乎也从侧面印证了双方的合作。

OPPO与京东方,维信诺与中兴同样传出过共同研发的绯闻。

如果屏下摄像未来能够大获成功的话,或许会带来一个意外效应:手机厂商全面开启与供应商在技术上的研发工作,国内手机产业链得以实现真正意义上的“齐步走”。

值得一提的是,公告显示在2020年11月17日至7月15日,维信诺与某终端公司签署的日常经营类订单金额已累计达到105．91亿元,其OLED产品销量收入为13到14亿元,较上年同期增加80%到94%,毛利率也得到显著改善。

或许,维信诺可以凭借屏下摄像,成为国内首家在AMOLED赛道上实现盈利的企业。