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COVID-19疫情影響—IC缺貨

Winstar研發團隊提供替代方案優化產品

 

自COVID-19 疫情大爆發時,當時全球多數國家實施大規模的封城鎖國政策,汽車廠對後續市場需求信心不足,誤判局勢、減單甚至取消訂單情況;半導體晶圓廠因此將多數晶片產能都轉移生產民生消費電子晶片;因疫情關係新商機崛起如遠距工作及遠距教學,加上通路商庫存回補,因應遠距工作模式全球的雲端伺服器、視訊設備需求暴增。疫情時代醫療體系建設帶動醫療設備市場需求強勁,因COVID-19 宅經濟發威,帶動遊戲機及電競筆電大賣。再者,5G手機快速普及,AI雲 端運算、比特幣等加密貨幣採礦設備等讓晶圓需求更旺盛,而汽車產業快速復甦尤其是電動車需求更強勁,各國政府推出振興經濟方案,市場需求出現反彈,各類廠商瘋狂追加訂單。在此時供需配置不當情況下,衝擊到面板廠IC供貨短缺情況,造成價格上漲,甚至缺IC供應的窘境,晶圓廠產能滿載,因此很多IC型號面臨停產或減產。

面對IC EOL或是減產此情況,華凌產品研發提出有效益解決方案,不變更原有顯示器與相關硬體下,以最少變動成本,協助客戶維持優質產品持續行銷市場。

例如以華凌標準品WO12864D3為解決方案之實施例說明。原STN-LCM設計採用IC ST7565P標準的升壓電路,以4倍壓或5倍壓的設計為最普遍。當IC ST7565P發生供貨不穩定時,甚至缺料時,評估IC ST7567為替代用料方案,以最少成本,來解決缺料窘境。

ST7565P與ST7567都是單晶片點陣 LCD 驅動IC,繪圖型最常使用的COG IC,可直接連接到微處理器總線。 8位並行或存儲微處理器,發送的串行顯示數據在內部顯示數據 RAM 和晶片生成一個LCD 驅動信號獨立於微處理器。晶片包含 65x132 位的顯示數據RAM與一一對應LCD 面板像素和內部 RAM 位之間,可以實現高度自由的顯示。顯示區域可水平擴展,使用主/從功能。豐富的嵌入式電路(2~6倍升壓器)電路,具有 LCD 電壓對比度控制的 V0 調節器,帶有偏置選擇和 R-C 的調整、電壓跟隨器振盪電路。可創建顯示功耗最低的系統用於高性能便攜式設備的外部組件。

ST7567在基本功能上,與ST7565P相近;在驅動能力上,並不小於ST7565P;在周邊電路計上,相對較為簡單。二者就硬體與軟體功能上的比較差異,如下二表所示:

表(1) 硬體比較:

Features ST7565P ST7567
Resolution 132x64+1 V V
132x54+1 V V
132x52+1 V X
132x32+1 V V
132x48+1 V V
Interface 6800 8-bit V V
8080 8-bit V V
4-line SPI V V
External components 10 capacitors 2 capacitors
Vdd range 2.4v~3.3v 2.4v~3.3v
Master/Slave mode V X

 

表(2) 軟體比較:

Instructions ST7565P ST7567
Display ON/OFF V V
Display start line set V V
Column address set upper bit V V
Column address set lower bit V V
Status read V V
Display data write V V
Display data read V V
ADC select reverse/normal V V
Display reverse/normal V V
Display all point on/off V V
LCD bias set V V
Read-modify-write V V
Read-modify-write end V V
Reset V V
COM output scan direction
Reverse/normal
V V
Power control set V V
V0 voltage regulator internal resistor ratio set V V
Electronic volume set V V
Sleep mode set, normal/sleep V V
Booster ratio set V X
NOP V V
Test V V
Indicator Display Mode V X

 

如圖一(a)所示,左半部為IC ST7565原始倍壓電路設計。今在不變動硬體周邊線路,及在PIN腳數不改變的條件下,採用右半部IC ST7567設計,將原IC ST7565P的CAP2+/-變更為IC ST7567所需的V0與XV0;將原IC ST7565P的V4變更為VG;其餘在IC ST7567不需使用的腳位,都設定為NC,或不連接線路到IC ST7567中。

Figure 1: IC ST7565P and IC ST7567 peripheral circuit layout comparison

[圖一: IC ST7565P和IC ST7567外圍電路佈局對比]

 

另外,二者IC在電路上之電容設計考量點有所不同,原設計IC ST7565P的CAP2+/-橋接電容值為2.2μF,新設計IC ST7567的建議電容值為0.1μF,在使用上並不影響顯示效果。電容值較大,只會影響充放電時間,這個時間是非常的短,實際測試結果,如圖二所示。

Figure 2: Different capacitance and discharging time comparison.

[圖二: 不同電容和放電時間比較。]

 

在實際產品使用上,使用電容值2.2μF,在放電速度是很快,但並不會造成在關機時有殘影現象。如果有發生關機時殘影,就建議將電容改為0.1μF,或是在電路上加一顆電阻器,進行放電即可改善 。示意圖如圖三所示。

Figure 3: Schematic diagram of the circuit design to improve the afterimage of shutdown

[圖三: 電阻改善關機殘影之電路設計示意圖]

 

考量軟體在倍壓設定方式,IC ST7567可相容原IC ST7565P的原始設定方式。如下二表所示。

考量在LCD顯示對比電壓部份,二顆IC軟體設定也是可以相同。但是,畢竟二者原始設計上還是不同的IC,因此,依實際顯示效果,還是需要調整到最佳顯示對比效果。如下表所示。

再以華凌標準品WO12864H為解決方案之實施例二,如圖四所示。採用IC ST7567周邊電路的設計上,相對簡單,只需要兩顆電容(建議電容值為C1=0.1μF及C2=0.1μF)即可;升壓的倍數上,只需在軟體初始化的時候,設定為4倍壓或5倍壓即可。經由FPC設計,配合客戶原有周邊電路上的電容使用,使客戶端可以在不改硬體電路下直接替代使用,設計應用上相當有優勢與簡便。

Figure 4: WO12864H Interface and peripheral circuit design as example

[圖四: 實施例WO12864H之Interface與周邊電路設計]

 

面對疫情衝擊的瞬息萬變,華凌研發團隊,與客戶站在同一陣線,一起面對挑戰,提出解決方案,協助客戶解決問題,STN多款產品IC型號面臨減產導致交期長,華凌研發團隊開發替代型號採用交期較短的IC,以下是型號對照表供客戶做選擇。

減產型號 使用IC型號 替代型號 新IC型號
WO1602G ST7032(i) WO1602K ST7032A(i)
WO1602H ST7032(i) WO1602L ST7032A(i)
WO1602I ST7032(i) WO1602M ST7032A(i)
WO12864A1 ST7565P WO12864M ST7567
WO12864B1 ST7565P WO12864N ST7567
WO12864C2 ST7565P WO12864P ST7567S
WO12864D3 ST7565P WO12864Q ST7567
WO12864T ST7565P WO12864T1 ST7567S
WO12864U ST7565P WO12864U1 ST7567S
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