LCOS投影机的市场现状和发展前景透析
编辑：广州程跃鑫橡塑五金科技有限公司 时间：2018/06/26
LCOS技术是现行三种投影技术中的后起之秀，是“硅基液晶”（Liquid Crystal on Silicon）技术的缩写名称。它是一种全新的数码成像技术，能够提高光利用率，从而实现更大的光输出和更高的分辨率，并且在色彩、对比度、亮度、开口率等方面均不输于两大主流投影技术。在当前的投影机市场上，LCD和DLP仍然占据了绝大多数的投影机市场份额，但LCOS的异军突起也不容忽视。
其中，与LCD技术相比，LCOS具有色彩鲜艳、灰度优秀、黑色深沉、画面明亮、网格化情况较少和更加节能等特点。而相比单片式DLP技术，LCOS则具有更高的光学利用效率、更加丰满的色彩表现等特点。
虽然LCOS被视为新技术，但实际上此项技术在1995年便已开始研究，目的是为了打破当时部分大厂商对LCD和DLP市场的垄断，随后在1999年的INFOCOMM展览会上，JVC推出了全世界首款LCOS投影机，但由于当时的技术等方面的原因，LCOS并没有获得更多的市场关注。
LCD、DLP和LCOS三种投影技术目前分别处于成熟期、成长期和导入期。LCD花了6年的时间取代了CRT，DLP则花了10年的时间追赶LCD，而目前出现已十几年的LCOS投影仍处于导入期，对于在投影市场上出现的新技术来说，LCOS的导入期则显得长了一些，而且有停滞的趋势。出现这一情况的原因主要在于，LCOS的技术发展没有足够快地跟上市场的步伐，迟迟未能跨过面板良品率这一门槛，使得LCOS投影机难以大规模量产，而其当年一度被看好的性价比优势也未能很好地达到预期目标。
尽管如此，LCOS仍是一项比LCD和DLP更新更高的技术，也正是由于其相对于LCD和DLP所具有的优势，一些有实力的投影机厂商已纷纷推出了新款LCOS投影产品，在目前家用娱乐市场兴起之际，消费者对高清分辨率及精细画质的追求正是LCOS技术一展所长的绝好机会。例如索尼和佳能在近两年推出了新款LCOS投影机以满足高端娱乐市场，这一策略无疑是富有远见的，日立也推出了采用自创的LCOS处理技术的反射式液晶投影机，JVC更是推出了一款面向高端家庭影院投影市场的LCOS旗舰投影产品。
在国内，LCOS投影的发展前景比较乐观，有着不少利于LCOS投影市场发展的因素。我国介入LCOS起点较早，早在1998年就开始介入LCOS产业，迄今已有十多年的时间，特别是近年来我国政府、企业家和研发单位都对LCOS的发展表现了极大的关注和积极的响应。由于LCOS是惟一未被个别跨国公司垄断的显示技术，是中国企业惟一有可能掌握显示领域自主知识产权的机会，因此国家发改委和信息产业部对LCOS产业非常关注，从宏观政策上给予了大力扶持，一些地方政府也看到了LCOS投影产业的光明前景，正在建立以LCOS投影配套产业链为主体的产业园，如河南省南阳市、江西省南昌市、湖北省武汉市等。
尽管LCOS投影有着诸多的优势，我们也必须清醒地看到目前LCOS产业发展还存在不少的问题：首先是行业标准不统一，各厂商推出的LCOS投影产品各具特色，专利技术也不尽相同，上游配套产品如光学镜头、光机、灯、屏幕等也相对比较复杂；其次，LCOS制造工艺目前还存在着瓶颈，面板良品率受制约，成本相对较高，因此从目前产品性能、价格与现有市场划分分析，现阶段的LCOS技术还是难以与LCD或DLP技术相抗衡。
发展LCoS是机遇
从CRT到LCD，再到DLP(数字光学处理技术)和最新的LCoS(Liquid Crystal on Silicon)，投影显示技术一路走来。目前在我国市场上，穿透式LCD和反射式DLP是投影显示技术两大支柱，技术、产品和市场发展已经成熟，市场占有率高。然而，穿透式LCD投影芯片和技术是Sony和Epson的专利，而DLP则是TI一统天下。
LCoS显示具有投资少、见效快等优点，更重要的是，LCoS没有哪家垄断，无专利权问题，是我国发展投影机产业的最佳选择。LCoS可以大小通吃，呈现两极化发展趋势：一是应用于大尺寸的背投影电视，这是目前LCoS的主流应用产品，二是应用于小尺寸的便携式产品。未来在量产及成本问题解决后，该类产品将有机会在前投影市场上获得更广泛的应用。
当前存在的主要问题是：LCoS模块需要专用的ASIC控制电路和光学引擎，生产厂家各自为阵，不能实现标准化，产业链形成困难，因此很难达到量产的经济规模。另外液晶封装的良品率问题也是制约LCoS发展的关键因素。
目前已投入LCoS组件开发的家电厂商包括JVC、Philips、三星和LG等，我国上海华源和深圳创维已将LCoS作为重点产业化发展对象。创维与中科院和台湾莲花电子合作，中科院光电研究所提供技术支持，它以技术入股的方式切入彩电产业，与创维联手进军高端背投市场。
关键问题亟待解决
在LCoS产业链发展道路上，没有核心技术只能为别人打工，任何一个薄弱环节都会成为产业链发展的软肋。核心技术缺乏高端人才和研发投入、产业链上下游不能很好地合作等是产业发展面临的问题，如果这些问题得不到解决，产业发展也就只能停留在口号阶段。
国内现有IC生产线是发展LCoS的优势，当前LCoS前段的硅制造过程以0.35μm工艺可达90%的良品率。然而，产业化的瓶颈存在于液晶封装和良品率，后段的加玻璃基板、灌注液晶和切割、封装部分，良品率仅能达到30%左右。据南开大学光电子所耿卫东教授介绍：“液晶封装良品率问题主要是工艺技术问题，LCoS液晶盒需要高的超净环境，需要专门的切割设备，要求液晶厂家进行必要的技术改造。在市场大批量需求突现之前，现有封装厂商一般不愿意出资建立专门的LCoS封装线。”
除了LCoS图像显示部分，光源、屏幕、光学系统等都是产业链中的重要环节，同样不容轻视。
光源的性能很大程度上决定着光机系统质量，目前市场上的光源具有价格昂贵、易损坏等特点，因而带来成本的提高。随着北京爱华引进我国第一条投影光源(UHP)生产线并小批量投产成功，我国结束了UHP光源全部依靠进口的历史，同时也给光源市场一直高居老大地位的飞利浦造成威胁。爱华公司在调试生产线过程中攻克了大量技术难关，目前新产品的光电参数已非常接近国外的产品，寿命试验超过1000小时。
亮度及对比度是衡量投影屏幕质量的重要指标，屏幕价格昂贵成为产业发展的障碍。亮度是投影机输出到屏幕上的光的强度，高亮度可以使投影机投射图像清晰亮丽，亮度越高价格越贵。高对比度是获取多灰度的前提，每种彩色有了更多的灰度，画面才能有更好的层次和立体感。对比度在环境光较强时会下降，背投电视选取好的投影屏幕，可以大大提高在强环境光下的对比度。在国内，成都菲斯特和清华同方在屏幕研发都取得了较大进展。
光的利用率是投影显示，特别是背投显示亟待解决的问题。UHP光源发出7000流明，现在用LCoS做背投，最后上屏幕不足350流明，利用率不足1/20。这和如何将更多的光转换成偏振光，如何设计和选用光学组件，如PBS、透镜、反射镜等等有直接关系。单片显示系统可以降低成本、提高图像质量及系统响应速度，缺点是光强只有原来的1/3，光利用率较低。
搭建产业链面临挑战
我国是一个生产大国，延续过去发展模式将越来越困难，产业发展必须开拓新的发展模式，而LCoS产业链处于四分五裂亟待整合的发展阶段。着名华人科学家及大屏幕投影显示设备专业分会顾问吴葆刚教授强调，产业链的搭建离不开上下游各企业密切的分工合作，这需要有足够指挥协调能力的权威机构，对资金、市场、人才做出整体的规划调度。
产业链的搭建涉及到整机企业与元、器、部件企业，元、器、部件企业与原材料企业之间，在研发、生产等各个环节的相互合作，通过上、中、下游的配合共同推动投影机产业化发展。
业内人士认为，LCoS产业链发展主要存在以下问题：一是，行业标准不统一，各家推出的LCoS应用产品各具特色，上游配套产品也比较复杂，如光学镜头、光机、灯、屏幕等；二是，制造工艺制约着良品率，成本相对较高；三是，缺乏技术研发投入，上、中、下游厂商合作亟待加强。
林元芳副会长真诚呼吁：“激烈的市场竞争不可回避，合作比竞争更重要。一定要有新的理念才能发展好整个产业，搞好整机和配套的合作，形成上下游联合、同一层联合的良好发展格局。行业协会的作用就是做单个企业不能做的事，推动产业链加速发展。”
人才、资金是产业发展的双刃剑。加大研发投资力度，培养优秀的设计人才队伍，对LCoS发展非常关键。吴葆刚教授分析：“我国缺乏LCoS高科技设计人才，这些人既要懂IC又要懂液晶。通过扶持专门的LCoS设计人才，或者利用现有IC人才进行培训，发展我国的核心技术人才。”他进一步讲：“像南开大学光电子所等一些科研院校从基础研究做起并已经取得了较大的研究成果，但进一步发展需要政府、厂商的资金扶持。”
LCoS投影机的光路系统
其中，与LCD技术相比，LCOS具有色彩鲜艳、灰度优秀、黑色深沉、画面明亮、网格化情况较少和更加节能等特点。而相比单片式DLP技术，LCOS则具有更高的光学利用效率、更加丰满的色彩表现等特点。
虽然LCOS被视为新技术，但实际上此项技术在1995年便已开始研究，目的是为了打破当时部分大厂商对LCD和DLP市场的垄断，随后在1999年的INFOCOMM展览会上，JVC推出了全世界首款LCOS投影机，但由于当时的技术等方面的原因，LCOS并没有获得更多的市场关注。
LCD、DLP和LCOS三种投影技术目前分别处于成熟期、成长期和导入期。LCD花了6年的时间取代了CRT，DLP则花了10年的时间追赶LCD，而目前出现已十几年的LCOS投影仍处于导入期，对于在投影市场上出现的新技术来说，LCOS的导入期则显得长了一些，而且有停滞的趋势。出现这一情况的原因主要在于，LCOS的技术发展没有足够快地跟上市场的步伐，迟迟未能跨过面板良品率这一门槛，使得LCOS投影机难以大规模量产，而其当年一度被看好的性价比优势也未能很好地达到预期目标。
LCoS器件结构图
尽管如此，LCOS仍是一项比LCD和DLP更新更高的技术，也正是由于其相对于LCD和DLP所具有的优势，一些有实力的投影机厂商已纷纷推出了新款LCOS投影产品，在目前家用娱乐市场兴起之际，消费者对高清分辨率及精细画质的追求正是LCOS技术一展所长的绝好机会。例如索尼和佳能在近两年推出了新款LCOS投影机以满足高端娱乐市场，这一策略无疑是富有远见的，日立也推出了采用自创的LCOS处理技术的反射式液晶投影机，JVC更是推出了一款面向高端家庭影院投影市场的LCOS旗舰投影产品。
在国内，LCOS投影的发展前景比较乐观，有着不少利于LCOS投影市场发展的因素。我国介入LCOS起点较早，早在1998年就开始介入LCOS产业，迄今已有十多年的时间，特别是近年来我国政府、企业家和研发单位都对LCOS的发展表现了极大的关注和积极的响应。由于LCOS是惟一未被个别跨国公司垄断的显示技术，是中国企业惟一有可能掌握显示领域自主知识产权的机会，因此国家发改委和信息产业部对LCOS产业非常关注，从宏观政策上给予了大力扶持，一些地方政府也看到了LCOS投影产业的光明前景，正在建立以LCOS投影配套产业链为主体的产业园，如河南省南阳市、江西省南昌市、湖北省武汉市等。
尽管LCOS投影有着诸多的优势，我们也必须清醒地看到目前LCOS产业发展还存在不少的问题：首先是行业标准不统一，各厂商推出的LCOS投影产品各具特色，专利技术也不尽相同，上游配套产品如光学镜头、光机、灯、屏幕等也相对比较复杂；其次，LCOS制造工艺目前还存在着瓶颈，面板良品率受制约，成本相对较高，因此从目前产品性能、价格与现有市场划分分析，现阶段的LCOS技术还是难以与LCD或DLP技术相抗衡。
发展LCoS是机遇
从CRT到LCD，再到DLP(数字光学处理技术)和最新的LCoS(Liquid Crystal on Silicon)，投影显示技术一路走来。目前在我国市场上，穿透式LCD和反射式DLP是投影显示技术两大支柱，技术、产品和市场发展已经成熟，市场占有率高。然而，穿透式LCD投影芯片和技术是Sony和Epson的专利，而DLP则是TI一统天下。
LCoS显示具有投资少、见效快等优点，更重要的是，LCoS没有哪家垄断，无专利权问题，是我国发展投影机产业的最佳选择。LCoS可以大小通吃，呈现两极化发展趋势：一是应用于大尺寸的背投影电视，这是目前LCoS的主流应用产品，二是应用于小尺寸的便携式产品。未来在量产及成本问题解决后，该类产品将有机会在前投影市场上获得更广泛的应用。
单目集成LCOS微型显示器
当前存在的主要问题是：LCoS模块需要专用的ASIC控制电路和光学引擎，生产厂家各自为阵，不能实现标准化，产业链形成困难，因此很难达到量产的经济规模。另外液晶封装的良品率问题也是制约LCoS发展的关键因素。
目前已投入LCoS组件开发的家电厂商包括JVC、Philips、三星和LG等，我国上海华源和深圳创维已将LCoS作为重点产业化发展对象。创维与中科院和台湾莲花电子合作，中科院光电研究所提供技术支持，它以技术入股的方式切入彩电产业，与创维联手进军高端背投市场。
关键问题亟待解决
在LCoS产业链发展道路上，没有核心技术只能为别人打工，任何一个薄弱环节都会成为产业链发展的软肋。核心技术缺乏高端人才和研发投入、产业链上下游不能很好地合作等是产业发展面临的问题，如果这些问题得不到解决，产业发展也就只能停留在口号阶段。
国内现有IC生产线是发展LCoS的优势，当前LCoS前段的硅制造过程以0.35μm工艺可达90%的良品率。然而，产业化的瓶颈存在于液晶封装和良品率，后段的加玻璃基板、灌注液晶和切割、封装部分，良品率仅能达到30%左右。据南开大学光电子所耿卫东教授介绍：“液晶封装良品率问题主要是工艺技术问题，LCoS液晶盒需要高的超净环境，需要专门的切割设备，要求液晶厂家进行必要的技术改造。在市场大批量需求突现之前，现有封装厂商一般不愿意出资建立专门的LCoS封装线。”
除了LCoS图像显示部分，光源、屏幕、光学系统等都是产业链中的重要环节，同样不容轻视。
光源的性能很大程度上决定着光机系统质量，目前市场上的光源具有价格昂贵、易损坏等特点，因而带来成本的提高。随着北京爱华引进我国第一条投影光源(UHP)生产线并小批量投产成功，我国结束了UHP光源全部依靠进口的历史，同时也给光源市场一直高居老大地位的飞利浦造成威胁。爱华公司在调试生产线过程中攻克了大量技术难关，目前新产品的光电参数已非常接近国外的产品，寿命试验超过1000小时。
亮度及对比度是衡量投影屏幕质量的重要指标，屏幕价格昂贵成为产业发展的障碍。亮度是投影机输出到屏幕上的光的强度，高亮度可以使投影机投射图像清晰亮丽，亮度越高价格越贵。高对比度是获取多灰度的前提，每种彩色有了更多的灰度，画面才能有更好的层次和立体感。对比度在环境光较强时会下降，背投电视选取好的投影屏幕，可以大大提高在强环境光下的对比度。在国内，成都菲斯特和清华同方在屏幕研发都取得了较大进展。
光的利用率是投影显示，特别是背投显示亟待解决的问题。UHP光源发出7000流明，现在用LCoS做背投，最后上屏幕不足350流明，利用率不足1/20。这和如何将更多的光转换成偏振光，如何设计和选用光学组件，如PBS、透镜、反射镜等等有直接关系。单片显示系统可以降低成本、提高图像质量及系统响应速度，缺点是光强只有原来的1/3，光利用率较低。
搭建产业链面临挑战
我国是一个生产大国，延续过去发展模式将越来越困难，产业发展必须开拓新的发展模式，而LCoS产业链处于四分五裂亟待整合的发展阶段。着名华人科学家及大屏幕投影显示设备专业分会顾问吴葆刚教授强调，产业链的搭建离不开上下游各企业密切的分工合作，这需要有足够指挥协调能力的权威机构，对资金、市场、人才做出整体的规划调度。
SIM 7Q 采用LCOS技术
产业链的搭建涉及到整机企业与元、器、部件企业，元、器、部件企业与原材料企业之间，在研发、生产等各个环节的相互合作，通过上、中、下游的配合共同推动投影机产业化发展。
业内人士认为，LCoS产业链发展主要存在以下问题：一是，行业标准不统一，各家推出的LCoS应用产品各具特色，上游配套产品也比较复杂，如光学镜头、光机、灯、屏幕等；二是，制造工艺制约着良品率，成本相对较高；三是，缺乏技术研发投入，上、中、下游厂商合作亟待加强。
林元芳副会长真诚呼吁：“激烈的市场竞争不可回避，合作比竞争更重要。一定要有新的理念才能发展好整个产业，搞好整机和配套的合作，形成上下游联合、同一层联合的良好发展格局。行业协会的作用就是做单个企业不能做的事，推动产业链加速发展。”
人才、资金是产业发展的双刃剑。加大研发投资力度，培养优秀的设计人才队伍，对LCoS发展非常关键。吴葆刚教授分析：“我国缺乏LCoS高科技设计人才，这些人既要懂IC又要懂液晶。通过扶持专门的LCoS设计人才，或者利用现有IC人才进行培训，发展我国的核心技术人才。”他进一步讲：“像南开大学光电子所等一些科研院校从基础研究做起并已经取得了较大的研究成果，但进一步发展需要政府、厂商的资金扶持。”
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