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In-cell將成為觸控領域最強震撼彈
本月專題報導Part-1

【作者: 王岫晨】   2011年04月14日 星期四

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蘋果(Apple)自從推出iPhone後,讓多點觸控(Multi-touch)成為行動裝置的王道。從iPhone到iPad,讓越來越多廠商陸續跟隨這波智慧手機及平板電腦的觸控潮,並推動投射電容式觸控面板的市場需求。


傳統的觸控技術只能單點辨識,多點觸控的方式使得人機互動的新時代正式來臨。儘管多點觸控技術是因1991年貝爾實驗室的Digital Desk而起,但卻是2007年Apple推出的iPhone,及微軟提出Surface Computing計畫,帶領多點觸控技術成為主流應用。


就硬體開發的角度觀察,多點觸控的應用範圍小至滑鼠、觸控筆電,大到5公尺寬的大型多點觸控投影牆都是。此外,多點觸控硬體開發也從2指到32指都可支援,也就是可以同時多人進行多點觸控行為。


而隨著iphone與iPad的相繼問世,周邊相關零組件商機也逐漸爆發,這包括觸控面板、觸控IC與eMMC等三大族群。


(表一) 觸控產業商機現況

相關零件

商機現況

觸控面板

iphone讓投射式電容成為主流技術。專家預估玻璃式投射電容觸控面板將再整合,衍生出下個主流技術,除現行外接貼合式投射式電容技術(out-cell)外,目前整合方向主要區分成兩大陣營:

  1. 專業觸控面板廠商將往Touch on lens(將ITO鍍在CoverLens);
  2. 挾資金與技術優勢進軍觸控領域面板之大廠(面板、STN、CF彩色濾光片廠)往On-cell(將ITO鍍在彩色濾光片背面側)及In cell(sensor植於TFT array上)技術發展。

具垂直整合、全方位服務及提供一次購足(one stop shop)能力的廠商才具優勢。

觸控IC

2011年台灣IC設計公司在智慧手機及平板電腦產品,包括投射式電容、及電阻式觸控IC等在品牌廠、代工廠及大陸白牌產品的出貨量,隨著觸控面版出貨的持續提昇,營收將有明顯成長。

Emmc

eMMC(內嵌式記憶體標準規格)簡化了記憶體設計,採用多晶片封裝(MCP),將NAND Flash晶片和控制晶片封裝成單一晶片。eMMC可儲存及取代NOR Flash開機功能,目前規格已發展到4.4版,未來預計由三星主導的UFS1.0標準來接棒。
台灣eMMC的受益廠商包括擎泰、群聯與安國。擎泰出貨給Intel、Micron、Samsung,再售給手機大廠。群聯與Kingston合資子公司,出貨對象以大陸白牌市場為主,近期亦打入品牌廠供應鏈小量出貨。另外,安國在中國白牌手機廠商出貨SD卡,整體通路優勢較強,安國eMMC業務也以中國白牌手機廠商為主。


面板廠與觸控廠正面衝突

具服務能力才能勝出

繼智慧手機帶動觸控商機之後,平板電腦接力引爆第二破商機。專家指出,預估2011年智慧手機擁有全球2億支的市場規模來看,手機觸控面板便有達2億片的市場,加上近期市場瘋狂追逐的平板電腦、或者公共型顯示器等需求,預估觸控面板未來每年將有最高達6億片的需求量。


專家指出,觸控面板模組製作過程最重要的關鍵與挑戰,就是觸控面板感應器與觸控面板貼合的步驟,雖然該過程是透過機器進行貼合,但由於嚴禁產生氣泡,因此需要使用大量人力來進行檢測。據了解,目前業界還有廠商良率低於五成,表示該步驟存在門檻,而表面強化保護玻璃的貼合過程,則又是另一項挑戰。


此外,由於平板電腦暴紅,全球各品牌大廠相繼推出平板裝置,使得7~10吋觸控面板的需求因此暴漲,今年全球出貨量最高可達6000萬台。眼看著觸控面板在平板電腦與智慧手機的使用越來越廣,為了搶攻市佔率,相關廠商紛紛積極佈局觸控面板產品,包括熒茂、勝華、TPK宸鴻、介面等台灣廠商今年都有擴產的計劃,希望搶得更多商機。


投資觸控廠的資本支出非常高,其中主要又是在於觸控技術,過去市場多採用電阻式觸控面板,由於電阻式觸控面板的價格不斷下跌,導致獲利不佳,部分廠商轉向發展電容式觸控面板。專家指出,過去面板和觸控是各自獨立的產業,面板廠供應玻璃,觸控廠商則進行整合,但現在面板廠商大多希望由自己來進行貼合部分,導致雙方產業出現正面交鋒的衝突場面,而決勝的關鍵,就在於「服務能力」。


  • 擁有In-cell技術,面板廠不但無需與專業觸控面板廠合作,生產成本有效降低,模組也能比傳統的觸控面板更輕薄、省電、耐用。



面板廠發展In-Cell 傳統觸控廠如臨大敵

延續去年的發燒熱度,觸控依然是今年當紅的話題之一。電容式觸控面板(T/P)的快速竄紅,已蓋過電阻式觸控過去的輝煌歲月。現在,內嵌式觸控技術(In-cell)可能成為另一顆閃亮的新星。專家指出,In-cell技術最艱困的研發階段已經過去,隨著商用化量產並進入實用階段,將成為觸控領域一顆最具威力的震撼彈。


據了解,On Cell Touch指的是外掛於顯示面板之外的觸控面板,也是傳統最常見的方式,電阻式、電容式或光學式等技術都有,通常都是由觸控面板廠商生產後,再與顯示面板進行貼合與組裝的工作。至於In Cell Touch,則是將觸控元件整合於顯示面板之內,使得顯示面板本身就具備觸控功能,不需另外進行與觸控面板的貼合與組裝。


In Cell技術通常都是由液晶面板廠所把持,儘管目前參與開發的面板廠商眾多,但實際量產的較少,而且出貨量也不多。常見的In Cell Touch技術包括電容式、Photo Sensor等,由於材料用量減少、製程也簡化,可以降低終端產品設計方面的困難度,又可以提高面板的附加價值,因此才會受到面板廠及品牌客戶的重視。但相對地,由於技術新穎,使得面板製程在整合上也存在很高的門檻及挑戰,現階段在良率、成本方面,都還無法滿足消費市場的要求。


In Cell觸控面板來勢洶洶,友達光電早在2007年便搶先發表內嵌式多點觸控面板技術,將觸控功能直接整合於面板生產製程中,不必再加一層觸控玻璃。液晶面板廠搶做In Cell生意,對於純做觸控模組的廠商而言,的確擁有生意被搶走的生存危機。


專家說,面板廠必須先有LTPS(低溫玻璃)技術,才有機會研發內嵌式觸控面板。這是由於LTPS技術擁有較高的電子運動性,可將電子元件內建於畫素中。擁有這種技術,面板廠不但無需與專業觸控面板廠合作,生產成本有效降低,模組也能比傳統的觸控面板更輕薄、省電、耐用。


覬覦智慧手機市場?

目前各大面板廠爭相搶進的內嵌式觸控面板(In-cell),就是將觸控功能直接整合於薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)面板的生產製程,由於不必再加上另一層觸控玻璃,因此也較外掛式觸控面板更為輕薄。目前市面上常見的觸控面板,其實並非TFT-LCD面板,而是將觸控感應器(Seneor)加上玻璃,做成觸控面板模組,然後必須再與TFT-LCD面板模組貼合,才算大功告成。內嵌式觸控面板就是直接把觸控感應器做在TFT-LCD面板模組,不必再外掛觸控面板。


In-cell現階段機會不大

目前觸控面板幾乎成為市場顯學,但擁有In-cell技術者仍屬少數,想要進入該領域更是困難重重。專家指出,In-cell觸控面板的跨入門檻極高,即使是最先開發內嵌式觸控面板的TMD(東芝松下顯示器公司),對此技術仍有許多困難有待突破,這包括良率、辨識性及環境耐受性等挑戰。


專家認為,面板大廠挾高階LCD面板技術,直接跨入In-cell內嵌式觸控面板市場,儘管有其優勢,但最終外掛式和內嵌式誰能勝出還言之過早。就短期觀察,In-cell在目前智慧手機的快速成長波段中,切入的機會並不大,這是因為在LCD玻璃上加入觸控功能,會導致解析度降低,同時In-cell面板的良率也太低,對整體裝置的成本並不划算。且面對客戶終端產品的經常性變更,In-cell觸控面板製程調整的應變能力更是缺乏彈性。專家說,就算是高度普及的PC產品,也並非完全標準化,而是留有部分彈性。在觸控面板市場上,產品的生產成本、交期,是廠商必須斤斤計較的競爭力所在。


  • 目前In-cell切入智慧手機的機會不大,因為在LCD上加入觸控功能,會導致解析度降低,同時面板良率也太低,對整體成本不划算。



iPhone 5率先採用In-cell?

在觸控領域中,各項技術皆有其優點與缺點,沒有任何單一技術可以涵括所有的優點。例如投射式電容技術,在大尺寸的應用有其設計與成本上的困難點;而傳統的類比電阻式與表面電容式,在多點觸控方面未能滿足市場需求;電磁式與光學影像式儘管在大尺寸上擁有成本優勢,但目前尚無法轉移到小尺寸面板的應用;而市場公認未來最具成本效應及技術領先性的內嵌式(in Cell)觸控技術,也因為訊號處理技術上的門檻,難以成為實際產品化的主流技術。


然而專家認為,多點觸控在人機介面的發展趨勢上,扮演了關鍵角色,未來的產品應用勢必會越來越普及。而為了展現較佳的光學表現及更低的成本結構,內嵌式觸技術勢必被市場不斷推升,成為未來的主流技術。


就需求面來看,包括蘋果的iPad等行動裝置,預估高達九成以上都將採用投射式電容技術,因此透光率佳的投射式電容觸控面板,儼然站穩高階智慧手機與十吋平板裝置的應用主流地位。


只不過在此同時,市場傳出iPhone 5的觸控面板將採用內嵌式技術的消息,這對於投射式電容的業者來說是個不利因素,但專家認為,內嵌式技術由於良率問題及觸控面板反應度降低,整體來看,目前對於高階行動裝置的滲透率依然不高,且此技術仍需面對晶片整合的挑戰,因此認定蘋果突然轉換觸控技術的可能性並不大,短期內,內嵌式技術對現有觸控廠商的威脅仍低。


結語

觸控議題,從智慧手機開始延燒,未來在平板電腦的需求數量上能否持續成長?觸控商機是否持續蔓延至中大尺寸顯示裝置?新的觸控面板技術如內嵌式觸控(in Cell Touch)是不是將取而代之?這些問題在觸控產業中不斷浮現,相信不久的將來,答案將能一一浮現。


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