行動裝置除了最重要的運算處理器之外,用來與使用者溝通的顯示裝置當然也扮演著重要角色。顯示器要薄、色彩要飽和、解析度要高,新一代行動裝置的顯示器之爭,具備何種特質才能出頭?本文也將針對市場上最受矚目的AMOLED、微型投影與廣視角等技術進行探討。
iPad3採視網膜面板 市場震撼再起
蘋果年底將推出的iPad 3,已有傳聞指出蘋果有可能採用有視網膜面板(Retina Display)之稱的高解析度面板,此舉預計將再為平板電腦產業埋下一顆震撼彈。
據了解,目前iPad 2原先就計畫要採用高解析度的視網膜面板,但因工程緣故而放棄,因此現在iPad 2僅採用螢幕解析度為132ppi(1024x768)的面板。但隨著高解析度面板技術趨於成熟,iPad 3有可能直接採用解析度達260ppi(2048x1536)的視網膜面板,解析度將比iPad 2增加一倍。
專家認為,只要蘋果iPad 3採用的面板解析度達到260ppi,蘋果就可稱其iPad 3擁有高解析視網膜面板。一旦蘋果引爆了平板電腦採用高解析度面板風潮,追隨廠商可能陸續跟進,這將會導致可編程伽瑪校正緩衝電路晶片(P-Gamma)的需求大幅提高。
專家說明,這是由於面板解析度提高到超過Full HD高畫質之後,需要採用到更新一代的色彩調整技術。而P-Gamma晶片可藉由軟體來自動偵測及調節電壓,提升電壓行進過程中的精準度,進而調整最適合使用者的色彩及解析度。所以這樣的需求讓P-Gamma晶片一夕爆紅,已經成為高解析度面板使用的重要關鍵晶片。
看好下半年P-Gamma晶片將引爆需求,為了趕上這一班列車,包括安恩及致新等類比IC業者,早在去年就已經著手進行研發,今年上半年已陸續出貨給三星、友達、奇美、LGD等面板廠,目前已經應用於Full HD大尺寸面板中,下半年預計將開始導入高解析度中小尺寸面板。
專家也指出,過去曾有報導指出蘋果將採用AMOLED面板,這其實是不可能發生的事情。一來三星產能供應自家產品都很吃緊了,不太可能有多餘產能提供給對手使用。二來蘋果也不太可能採用對手供應的AMOLED面板,此舉無疑是被對手下了一道緊箍咒,將後患無窮。
![《圖一 微型投影市場各家爭奇鬥艷。圖為台北光電展中,奇景光電所展示的LCOS微型投影模組。》](/art/2011/07/111129528460/p1.jpg)
《圖一 微型投影市場各家爭奇鬥艷。圖為台北光電展中,奇景光電所展示的LCOS微型投影模組。》 |
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微型投影從單機走向嵌入式
隨著電腦周邊設備逐漸走向行動化,投影機設備也朝輕量化發展,順勢催生了微型投影機。微型投影機主要是與行動裝置整合,內嵌於手機、數位相機、平板等裝置上,並透過行動裝置的電池提供電源,故微型投影裝置除了輕巧超薄之外,更需解決耗電、散熱等問題。
微型投影機若以技術分類,共有包括LCoS、DLP與LaserScan雷射投影技術(MEMS)等三種技術,前二者皆是傳統的投影技術,利用紅、綠、藍三種LED光源或白光光源來形成色彩與影像。至於LaserScan則是近年發展的新技術,主要是利用MEMS技術在矽晶片上製作驅動器與反射鏡面,封裝成IC晶片,並將RGB雷射光束反射來構成畫面,其特色為色域廣、顏色飽和、鮮豔、低耗能且無對焦問題,也可精簡光學設計,因此只要極小體積就能發揮不錯的投影效果。
各種技術的主力發展業者包括TI開發DLP晶片,3M推出LCoS微投影模組,Microvision則導入雷射微投影技術。DLP關鍵技術由TI把持,主要合作夥伴為揚明光學。LCoS由3M掌握,並與奇景光電合作開發控制晶片。Laser Scan則由Microvision主導,與亞光在2008起開始合作。
微型投影大致可分為單機型的獨立投影機,或以內建、嵌入式模組形式運用於其他行動裝置等兩種。目前以單機型產品為主流,由於單機產品可以連接到其他設備,也擁有更多的整合功能,預估2012年全球單機型微型投影機銷售量將達310萬台。至於另外的嵌入式機種,在耗電量、尺寸、亮度與價格等方面逐步改善後,預計銷售量可望增加,2013年可望超越單機型產品,微型投影也將從外接式正式走向嵌入式產品發展。
根據In-Stat調查指出,微投影市場將由傳統的單機型,快速往嵌入式發展。由於採用MEMS技術的微型投影裝置利用雷射二極體投射光源,不需要鏡頭,故除具有輕薄特性外,光學效率也高於其他技術,更具備省電與散熱需求低等特性,因此MEMS更適合嵌入式應用,也符合微型投影的發展趨勢。MEMS微型投影裝置的缺點在於雷射二極體的價格昂貴,未來隨著供應商增加、生產量提升,價格應可降至合理範圍,預估兩年後,MEMS微型投影模組應可與LCoS或DLP的成本相當。
由於微型投影市場尚處於起步階段,為人詬病的亮度偏低、電池續航力偏短與高價位等多項挑戰,在全球廠商的持續努力下逐漸獲得改善。目前包括宏碁、華碩、優派等廠商已經推出LED微型投影裝置,均採用德儀DLP技術,亮度已可達200流明。這些廠商表示,這些產品上市後,預料將掀起新一波的行動投影戰火。至於MEMS微型投影方面,近兩年來,已陸續有包括日本Panasonic、Konica Minolta、Brother,南韓的三星、LG等大廠商投入,但發展最久的則是Microvision與先進微系統等。
微型投影市場近年來炙手可熱,儘管初期市場成長速度並不如預期,但業界仍看好未來微型投影的成長潛力,包括明基、奧圖碼、天瀚、台達電的合作夥伴麗訊科技、三星等大廠,早已全力搶攻行動化商機。
微型投影技術比較表<製表:王岫晨>
投影技術 |
DLP |
MEMS |
LCOS |
晶片/元件供應商 |
TI |
Microvision |
奇景光電、美光Micron |
光源 |
RGB LED |
RGB Laser |
RGB LED或白光 LED |
光源效能 |
中 |
高 |
低 |
模組體積(mm2) |
8~12 |
7~10 |
10~13 |
解析度 |
HVGA/WVGA |
VGA/WVGA |
VGA/WVGA |
光機成本(美元) |
70~100 |
>150 |
60~80 |
優勢 |
技術發艰成熟、生產良率高、價格下降快 |
色域廣、低耗電、體積小、無對焦問題 |
成本低、專利限制低 |
劣勢 |
TI為DLP唯一供應商、效能較低、有散熱問題 |
Microvision唯一供應商、綠光雷射的光源成本高,易產生光班,目前良率低 |
對比度低、光源效能低、有散熱問題 |
光學引擎供應商 |
揚明光 |
亞光 |
揚明光、3M |
組裝廠商 |
中光電、鴻海、佳世達、台達電 |
Microvision |
中光電、鴻海、佳世達、台達電、鼎天 |
品牌廠商 |
奧圖碼、LG、三星、Nokia |
Microvision、MOTO |
Nikon、3M、天瀚、鼎天、大陸白牌手機 |
應用產品 |
口袋形投影機、手機 |
口袋形投影機 |
數位相機、口袋形投影機、手機 |
拼廣視角 IPS與FFS最被看好
液晶顯示器在生活中隨處可見,目前也是行動顯示裝置的主要顯示技術。然而其為人所詬病的視角問題,也是廠商亟欲解決的挑戰之一。液晶顯示器因視角小,觀看角度過大時畫面就會失真,對比度和顏色表現也較差,因此面板廠開發了廣視角技術。廣視角技術不僅直接關係到液晶顯示器的視角,還影響了液晶面板的反應時間、亮度等性能。
廣視角技術常見的有TN面板、VA類面板、IPS面板以及IPS技術延伸的FFS面板,其中VA面板又分為為由富士通主導的MVA面板、三星開發的PVA面板與夏普開發的CPA面板,各技術主導廠商為日立的IPS技術(LG Display)、三星的PVA技術、富士通的MVA技術(友達與奇美)、夏普的CPA(ASV)技術、以及元太旗下韓國Hydis的FFS技術。
DisplaySearch表示,為了滿足智慧手機與平板電腦對廣視角、高對比與低色偏等高性能螢幕的需求,目前以IPS及FFS等兩種廣視角技術的發展性最被看好,預估出貨量將從2010年的2.14億片,成長到2014年的6億片。DisplaySearch副總裁謝勤益認為,過去包括友達、奇美與三星等面板廠,均是屬於VA廣視角陣營,但未來所有面板廠出現跨平台的情況將不可避免,也就是過去投入VA陣營的業者,未來也可能同時發展IPS與FFS技術。
至於原來就專注於IPS陣營的業者,包括日立、樂金顯示器公司(LGD),以及FFS的元太,預計將坐收漁翁之利。據了解,元太已把該公司許多舊產線,均改為生產FFS產品,這使得元太僅FFS的授權與產品就已經達到營收比重的四成,也成為業績成長的主要動能。
此外,根據日本經濟新聞報導,鴻海積極參與日立顯示器(Hitachi Display)公司的增資案,計畫在未來2年內,以高達1000億日圓(約新台幣360億元)收購日立子公司日立顯示器過半的股權。產業界指出,鴻海旗下的奇美早與日立簽署液晶面板廣視角技術IPS合作協定,如果鴻海進一步收購日立顯示器股權,未來在卡位蘋果「雙i」面板訂單,以及「抗韓」等大業上,將可發揮一箭雙鵰的妙用。
當然,發展廣視角面板的主因,是因為液晶顯示器必須採用兩層彩色濾光片所導致的視角過小問題。這樣的問題,其實在可以自發光的面板上,例如PMOLED或AMOLED等顯示器上頭就不會發生。只不過,台灣面板廠商在二進二出OLED顯示器產業後,現在回過頭來追趕韓國大廠三星,腳步已經稍嫌太晚。專家認為台灣廠商目前技術落後韓國約三至四年,未來要追上三星AMOLED技術發展的進度,在解析度與大尺寸化等方面,都還得加緊努力,才有機會追趕得上。
![《圖二 AMOLED當然不會有視角的問題,然而台灣技術仍然落後韓國達三年之久,未來需急起直追。圖為錸寶科技於光電展所展出的AMOLED面板。》](/art/2011/07/111129528460/p2.jpg)
《圖二 AMOLED當然不會有視角的問題,然而台灣技術仍然落後韓國達三年之久,未來需急起直追。圖為錸寶科技於光電展所展出的AMOLED面板。》 |
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裸眼3D 二視角為王道
3D顯示征服了電影院,走入了家用電視,下一步當然希望能闖進行動裝置的領地上。當然行動裝置的顯示器尺寸小,而且隨身攜帶,因此並不適用還需要配戴3D眼鏡的方式,這時候裸眼3D就便得非常重要了。
愛爾得資訊總經理王俊貴指出,目前在行動裝置上所採用「裸眼3D」的視角數目(View Count),不外乎是使用二個視角的3D影像,而非多視角(Multi-View)的3D影像。主要是因為這是屬於近距離觀賞、小尺寸、個人使用的隨身裝置,且二個視角的3D影像具有製作門檻較低、取像容易、解析度只降低一半(3D畫質影響不大)、所需要的運算處理能力要求比多視點的3D影像低等有利因素。其使用的技術主要有Parallax Barrier與Lenticular Lens,主要應用在掌上型遊戲機、手機、相機、數位相框等行動裝置上。
王俊貴認為,不同於早期3D技術的不成熟與3D內容匱乏,如今「裸眼3D」在行動裝置上的發展已不可同日而語,再加上有3D晶片廠、Dual-Lens Camera的奧援,可說是如虎添翼。然而,3D技術終究只是手段,3D應用才是目的;選對了3D應用,再輔以源源不絕的3D內容,才有發展的商機,這是任何3D平台發展的三部曲(3D技術、3D應用與3D內容)。因此,「裸眼3D」之行動裝置除了可以拍攝3D影像外,如果再結合網路(如YUT3D)、HDMI介面(可以輸出3D影像至3D TV)、3D遊戲與3D電影預告片(廣告應用)的資源,則其榮景可期。
王俊貴說,2011年的「裸眼3D」盛事,莫過於任天堂3DS正式上市的消息,這是任天堂亟欲藉由「裸眼3D」遊戲來扭轉其Wii近年來的頹勢,以及遭逢Xbox 360 Kinect威脅的絕密武器。另外,LG也發表號稱世界第一支3D智慧手機(LG Optimus 3D)與8.9吋「裸眼3D」平板電腦(G-Slate)。只可惜,後來發現LG並非第一個發表3D智慧手機的公司,Sharp於2010年11月即已在日本發表二款Android-Based Galapagos「裸眼3D」手機,更早在2003年Sharp與NTT DoCoMo就已有合作一款3D手機,於2010年Hitachi也有3D手機上市,但是都沒有後續發展。
只不過,王俊貴說,NEC曾在2007年做了一個3D手機的市調,發現絕大多數人有興趣3D手機的應用是「Photo-Mail」,也就是可以拍3D相片再E-Mail給朋友分享。也許這次LG的3D智慧手機做對了,有機會成功,因為它有內建二個鏡頭相機。
![《圖三 愛爾得資訊總經理王俊貴指出,行動裝置採用裸眼3D的視角數目,不外乎使用二個視角的3D影像,因為二個視角的3D影像具有製作門檻低、取像容易、解析度只降低一半、所需要的運算處理能力低等有利因素。》](/art/2011/07/111129528460/p3.jpg)
《圖三 愛爾得資訊總經理王俊貴指出,行動裝置採用裸眼3D的視角數目,不外乎使用二個視角的3D影像,因為二個視角的3D影像具有製作門檻低、取像容易、解析度只降低一半、所需要的運算處理能力低等有利因素。》 |
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面板產業垂直整合越趨明顯
2011年,台灣的背光模組產業將迎接兩項大事,第一是LED背光大量導入平板電腦與電視產品,而成為台灣廠商第一季獲益的重要來源;第二是面板集團的垂直整合越來越明顯,未來將考驗各廠商的合作模式與供應鏈管理的能力。
LED背光今年大量導入平板電腦與平面電視等產品上,這主要是受惠於平板電腦大量需求LED背光,加上2011年各家廠商相繼推出此類產品,使得台灣背光模組廠商持續受惠。同時,主要營收來源的電視產品也持續提供LED背光產品的營收獲益,故平板電腦與電視產品導入LED背光將成為台灣廠商第一季的重要獲益來源。
另外,面板大廠的垂直整合也越來越顯著,例如友達整併旗下背光模組廠達運、以及組裝代工廠景智,未來將持續提供一條龍的生產方式,以集團內部進行整合生產,未來也可擴大與合資公司的合作關係。這種生產模式持續在產業中發酵,未來背光模組廠應該免不了被整併入LCM(LCD Module)段共同生產,因此將大幅度考驗各家廠商的合作模式與供應鏈管理的能力。
據了解,2011年iPad 2新機上市後,整體出貨量將較去年增加數倍,加上其他廠商的平板電腦背光模組商機,將由瑞儀與中光電分食這塊大餅。瑞儀去年透過樂金顯示器公司(LGD)成為iPad背光模組供應商,2月份營收創下52億元新高,預期瑞儀3月份營收有機會達到55億元,第一季的營運,平板電腦與液晶電視提供了成長動能。中光電則是因奇美而拿到iPad2背光模組訂單,再加上開始出貨給一家日系品牌大廠LED電視背光模組,預計營收也將出現亮眼成績。
工研院IEK ITIS計劃產業分析師劉美君表示,最近背光模組廠借由LED與面板廠進行垂直整合等議題,已成為市場關注的焦點。友達也表示,達運合併景智後,可結合雙方在面板產業供應鏈的垂直整合優勢,以及上下游市場行銷策略,提供完整的液晶面板組裝代工及整機出貨的服務,發揮更大效益。
整合型無線晶片就是商機
由於智慧手機及平板電腦成為市場當紅炸子雞,使得過去以筆記型電腦或功能手機為主的晶片需求,已經出現趨緩或成長停滯的現象。反倒是行動裝置的晶片需求正強勁成長中。這是目前半導體產業所出現的典範轉移現象。這將導致未來半導體廠商間的競爭型態出現變化,要能掌握行動裝置晶片訂單,才有機會在行動世代的競爭中脫穎而出。
專家指出,行動裝置越來越需求先進顯示功能。除了螢幕的效能及解析度更高之外,從辦公室自動化設備、家用電器、遊戲到安全系統等,越來越多產品需要透過網路等來源取得資訊,並以各種方式顯示。為提供更複雜的HMI,市場對於如OpenVG規格等顯示功能的需求也愈顯強烈。為了因應市場所需,單晶片解決方案不僅要能夠提供具有高功能性及高解析度的顯示功能,以及網路連結能力,同時還必須整合強大的周邊功能,以支援系統的小型化。
專家說,過去以NB及嵌入式電腦為主的裝置,均以x86處理器為核心,但現在的行動裝置則多以ARM架構應用處理器為主,記憶體也由標準型DRAM轉換為Mobile DRAM等。而且,由於未來的行動裝置強調雲端運算,聯網功能變得不可或缺,因此將WiFi、藍牙、電源管理、FM等功能整合在單一晶片中的整合型無線網路晶片需求大增。此外,傳輸速度更快的3.5G基頻晶片,也已經成為智慧手機或平板電腦內建的標準配備。