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In-cell将成为触控领域最强震撼弹
本月专题报导Part-1

【作者: 王岫晨】2011年04月14日 星期四

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苹果(Apple)自从推出iPhone后,让多点触控(Multi-touch)成为行动装置的王道。从iPhone到iPad,让越来越多厂商陆续跟随这波智能手机及平板计算机的触控潮,并推动投射电容式触控面板的市场需求。


传统的触控技术只能单点辨识,多点触控的方式使得人机互动的新时代正式来临。尽管多点触控技术是因1991年贝尔实验室的Digital Desk而起,但却是2007年Apple推出的iPhone,及微软提出Surface Computing计划,带领多点触控技术成为主流应用。


就硬件开发的角度观察,多点触控的应用范围小至鼠标、触控笔电,大到5公尺宽的大型多点触控投影墙都是。此外,多点触控硬件开发也从2指到32指都可支持,也就是可以同时多人进行多点触控行为。


而随着iphone与iPad的相继问世,周边相关零组件商机也逐渐爆发,这包括触控面板、触控IC与eMMC等三大族群。


(表一) 触控产业商机现况

相关零件

商机现况

触控面板

iphone让投射式电容成为主流技术。专家预估玻璃式投射电容触控面板将再整合,衍生出下个主流技术,除现行外接贴合式投射式电容技术(out-cell)外,目前整合方向主要区分成两大阵营:

  1. 专业触控面板厂商将往Touch on lens(将ITO镀在CoverLens);
  2. 挟资金与技术优势进军触控领域面板之大厂(面板、STN、CF彩色滤光片厂)往On-cell(将ITO镀在彩色滤光片背面侧)及In cell(sensor植于TFT array上)技术发展。

具垂直整合、全方位服务及提供一次购足(one stop shop)能力的厂商才具优势。

触控IC

2011年台湾IC设计公司在智能手机及平板计算机产品,包括投射式电容、及电阻式触控IC等在品牌厂、代工厂及大陆白牌产品的出货量,随着触控面版出货的持续提升,营收将有明显成长。

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eMMC(内嵌式内存标准规格)简化了内存设计,采用多芯片封装(MCP),将NAND Flash芯片和控制芯片封装成单一芯片。eMMC可储存及取代NOR Flash开机功能,目前规格已发展到4.4版,未来预计由三星主导的UFS1.0标准来接棒。
台湾eMMC的受益厂商包括擎泰、群联与安国。擎泰出货给Intel、Micron、Samsung,再售给手机大厂。群联与Kingston合资子公司,出货对象以大陆白牌市场为主,近期亦打入品牌厂供应链小量出货。另外,安国在中国白牌手机厂商出货SD卡,整体通路优势较强,安国eMMC业务也以中国白牌手机厂商为主。


面板厂与触控厂正面冲突

具服务能力才能胜出

继智能手机带动触控商机之后,平板计算机接力引爆第二破商机。专家指出,预估2011年智能手机拥有全球2亿支的市场规模来看,手机触控面板便有达2亿片的市场,加上近期市场疯狂追逐的平板计算机、或者公共型显示器等需求,预估触控面板未来每年将有最高达6亿片的需求量。


专家指出,触控面板模块制作过程最重要的关键与挑战,就是触控面板传感器与触控面板贴合的步骤,虽然该过程是透过机器进行贴合,但由于严禁产生气泡,因此需要使用大量人力来进行检测。据了解,目前业界还有厂商良率低于五成,表示该步骤存在门坎,而表面强化保护玻璃的贴合过程,则又是另一项挑战。


此外,由于平板计算机暴红,全球各品牌大厂相继推出平板装置,使得7~10吋触控面板的需求因此暴涨,今年全球出货量最高可达6000万台。眼看着触控面板在平板计算机与智能手机的使用越来越广,为了抢攻市占率,相关厂商纷纷积极布局触控面板产品,包括荧茂、胜华、TPK宸鸿、接口等台湾厂商今年都有扩产的计划,希望抢得更多商机。


投资触控厂的资本支出非常高,其中主要又是在于触控技术,过去市场多采用电阻式触控面板,由于电阻式触控面板的价格不断下跌,导致获利不佳,部分厂商转向发展电容式触控面板。专家指出,过去面板和触控是各自独立的产业,面板厂供应玻璃,触控厂商则进行整合,但现在面板厂商大多希望由自己来进行贴合部分,导致双方产业出现正面交锋的冲突场面,而决胜的关键,就在于「服务能力」。


  • 拥有In-cell技术,面板厂不但无需与专业触控面板厂合作,生产成本有效降低,模块也能比传统的触控面板更轻薄、省电、耐用。



面板厂发展In-Cell 传统触控厂如临大敌

延续去年的发烧热度,触控依然是今年当红的话题之一。电容式触控面板(T/P)的快速窜红,已盖过电阻式触控过去的辉煌岁月。现在,内嵌式触控技术(In-cell)可能成为另一颗闪亮的新星。专家指出,In-cell技术最艰困的研发阶段已经过去,随着商用化量产并进入实用阶段,将成为触控领域一颗最具威力的震撼弹。


据了解,On Cell Touch指的是外挂于显示面板之外的触控面板,也是传统最常见的方式,电阻式、电容式或光学式等技术都有,通常都是由触控面板厂商生产后,再与显示面板进行贴合与组装的工作。至于In Cell Touch,则是将触控组件整合于显示面板之内,使得显示面板本身就具备触控功能,不需另外进行与触控面板的贴合与组装。


In Cell技术通常都是由液晶面板厂所把持,尽管目前参与开发的面板厂商众多,但实际量产的较少,而且出货量也不多。常见的In Cell Touch技术包括电容式、Photo Sensor等,由于材料用量减少、制程也简化,可以降低终端产品设计方面的困难度,又可以提高面板的附加价值,因此才会受到面板厂及品牌客户的重视。但相对地,由于技术新颖,使得面板制程在整合上也存在很高的门坎及挑战,现阶段在良率、成本方面,都还无法满足消费市场的要求。


In Cell触控面板來势汹汹,友达光电早在2007年便抢先发表内嵌式多点触控面板技术,将触控功能直接整合于面板生产制程中,不必再加一层触控玻璃。液晶面板厂抢做In Cell生意,对于纯做触控模块的厂商而言,的确拥有生意被抢走的生存危机。


专家说,面板厂必须先有LTPS(低温玻璃)技术,才有机会研发内嵌式触控面板。这是由于LTPS技术拥有较高的电子运动性,可将电子组件内建于画素中。拥有这种技术,面板厂不但无需与专业触控面板厂合作,生产成本有效降低,模块也能比传统的触控面板更轻薄、省电、耐用。


觊觎智能手机市场?

目前各大面板厂争相抢进的内嵌式触控面板(In-cell),就是将触控功能直接整合于薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)面板的生产制程,由于不必再加上另一层触控玻璃,因此也较外挂式触控面板更为轻薄。目前市面上常见的触控面板,其实并非TFT-LCD面板,而是将触控传感器(Seneor)加上玻璃,做成触控面板模块,然后必须再与TFT-LCD面板模块贴合,才算大功告成。内嵌式触控面板就是直接把触控传感器做在TFT-LCD面板模块,不必再外挂触控面板。


In-cell现阶段机会不大

目前触控面板几乎成为市场显学,但拥有In-cell技术者仍属少数,想要进入该领域更是困难重重。专家指出,In-cell触控面板的跨入门坎极高,即使是最先开发内嵌式触控面板的TMD(东芝松下显示器公司),对此技术仍有许多困难有待突破,这包括良率、辨識性及环境耐受性等挑战。


专家认为,面板大厂挟高阶LCD面板技术,直接跨入In-cell内嵌式触控面板市场,尽管有其优势,但最终外挂式和内嵌式谁能胜出还言之过早。就短期观察,In-cell在目前智能手机的快速成长波段中,切入的机会并不大,这是因为在LCD玻璃上加入触控功能,会导致分辨率降低,同时In-cell面板的良率也太低,对整体装置的成本并不划算。且面对客户终端产品的经常性变更,In-cell触控面板制程调整的应变能力更是缺乏弹性。专家说,就算是高度普及的PC产品,也并非完全标准化,而是留有部分弹性。在触控面板市场上,产品的生产成本、交期,是厂商必须斤斤计较的竞争力所在。


  • 目前In-cell切入智能手机的机会不大,因为在LCD上加入触控功能,会导致分辨率降低,同时面板良率也太低,对整体成本不划算。



iPhone 5率先采用In-cell?

在触控领域中,各项技术皆有其优点与缺点,没有任何单一技术可以涵括所有的优点。例如投射式电容技术,在大尺寸的应用有其设计与成本上的困难点;而传统的模拟电阻式与表面电容式,在多点触控方面未能满足市场需求;电磁式与光学影像式尽管在大尺寸上拥有成本优势,但目前尚无法转移到小尺寸面板的应用;而市场公认未来最具成本效应及技术领先性的内嵌式(in Cell)触控技术,也因为讯号处理技术上的门坎,难以成为实际产品化的主流技术。


然而专家认为,多点触控在人机接口的发展趋势上,扮演了关键角色,未来的产品应用势必会越来越普及。而为了展现较佳的光学表现及更低的成本结构,内嵌式触技术势必被市场不断推升,成为未来的主流技术。


就需求面来看,包括苹果的iPad等行动装置,预估高达九成以上都将采用投射式电容技术,因此透光率佳的投射式电容触控面板,俨然站稳高阶智能手机与十吋平板装置的应用主流地位。


只不过在此同时,市场传出iPhone 5的触控面板将采用内嵌式技术的消息,这对于投射式电容的业者来说是个不利因素,但专家认为,内嵌式技术由于良率问题及触控面板反应度降低,整体来看,目前对于高阶行动装置的渗透率依然不高,且此技术仍需面对芯片整合的挑战,因此认定苹果突然转换触控技术的可能性并不大,短期内,内嵌式技术对现有触控厂商的威胁仍低。


结论

触控议题,从智能手机开始延烧,未来在平板计算机的需求数量上能否持续成长?触控商机是否持续蔓延至中大尺寸显示设备?新的触控面板技术如内嵌式触控(in Cell Touch)是不是将取而代之?这些问题在触控产业中不断浮现,相信不久的将来,答案将能一一浮现。


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