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行动接口大整合时代来临
外型简单、内涵丰富,就是未来手机的哲学

【作者: 王岫晨】2011年03月15日 星期二

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行动装置要小巧又要功能多样,因此集所有先进技术于一身,这样的产品中,又以随身必携带的手机为代表,手机也顺势扮演起行动数字多媒体中心的重责大任。时至2013,行动装置将有哪些必备新功能,周边接口又会出现怎样的整合新局面呢?本报导将深入探讨各种新技术未来在行动装置的应用前景。


行动装置显示 3D与触控门当户不对

在行动装置显示器市场上,众所皆知的两大发展趋势是3D与触控。也因此,众人开始想象,若能将这两项技术合并为一,使得行动装置显示器既是3D显示,又能兼具触控功能,和乐而不为。尽管许多人引颈期盼两者的联姻,然而专家认为,3D与触控在行动装置上门当户不对,特别是3D要入主行动装置,可能还有一段遥远的路要走。


虽然目前华硕与微星皆已推出3D触控的AIO(All-In-One)计算机,但这些都是高价位产品,仍不普及。观察目前市场上发展3D技术的面板厂商,主要仍以大尺寸面板为发展重心。在大尺寸面板上,经常遇到的问题包括眼镜光衰、色彩鲜艳度不足、观看视野受限以及眼镜闪烁造成眼睛不适等。而若要将3D运用在小尺寸触控面板(例如手机)上,会出现的问题还包括小尺寸屏幕对比度较差,分辨率不足。此外,手机屏幕亮度不足,可能会影响户外(阳光下)观看的可视性。


触控面板在行动装置的使用已经驾轻就熟,因此目前尚须努力的,就属3D显示技术。由于使用行动装置时,不可能为了3D功能另外戴上3D眼镜,因此专家说,行动装置将以裸视技术为止。目前3D裸视的主要技术包括光栅式(lenticular)与屏障式(Parallax Barriers)两种。未来3D裸视,大尺寸将走光栅式,小尺寸则是屏障式的天下。大尺寸面板使用光栅式的优点,在其不会有亮度衰减的问题。但在小尺寸面板上,光栅式不能做2D/3D切换,尤其小尺寸面板原本就小,若再使用光栅式,则字体根本看不清楚。也因此,在小尺寸3D裸视面板上,屏障式是最好的选择。


只是目前看来,3D显示不管在技术成熟度、以及成本等方面,都还难以真正应用到行动装置上,更别说是要在同一装置上,同时兼具3D与触控了。因此,专家认为,在行动装置上,3D与触控门当户不对,暂时不会看到两者通吃的产品出现。


AMOLED全面攻占行动市场?

成本控制将是关键

回顾手机的功能发展,从最初的单纯通话功能,到目前需求多媒体播放、上网、甚至GPS导航等多重服务,使得手机面板规格的要求也随之不同。尽管小尺寸LCD面板已针对这些特性进行改进,如高分辨率、广视角、反应速度快、省电等需求,然而AMOLED却是更适合这些应用的显示技术。AMOLED的发展潜力包括色彩饱和优于LCD、反应速度为LCD的千分之一,加上AMOLED不需背光,因此可以达到更轻薄、更省电的目标,比起LCD更适合使用于新一代的智能手机上。


回顾AMOLED的历史,专家指出,AMOLED面板于2003年问世时,也曾受到市场期待,但到了2008年,手机主屏幕使用比重仅达到0.5%。一直到了近期三星子公司SMD在三星的大力推广下,高阶智能手机全面使用AMOLED面板,市场反应极佳。这样的热况使得SMD全力扩产,并吸引LG集团及台湾显示器厂商快速跟进。专家预估,2011年手机AMOLED面板的使用比重将成长到6.2%,到了2015年,全球手机用AMOLED面板出货量将超过7亿片。


针对手机市场,AMOLED在2010年之前还是以高阶智能手机应用为主,Samsung SDI预测至2015年以后,AMOLED将成为手机市场主流的显示技术,2015年占整体手机面板比重将达56%。


专家也指出,目前TFT和AMOLED面板各有千秋,例如TFT面板在画面的细腻度以及显示亮度等方面依然具有优势,而这两方面正好是用户最在意的。展望未来,由于受制于制程技术,AMOLED短期内产量并不会突然暴增,未来想要全面攻占手机市场,专家认为成本的控制将是重要关键。


《图一 随身的太阳能充电装置,未来可能成为行动装置的重要配件。》
《图一 随身的太阳能充电装置,未来可能成为行动装置的重要配件。》

微型投影虎视手机市场

DLP为公认最适合技术

新一代的聪明手机,不管是现在大家耳熟能详的智能手机(Smart Phone),或是各大厂相继打造的超级手机(Super Phone),还有什么功能是非加进去不可的呢?专家认为,微型投影装置(pico-projector)将是未来这类手机不可或缺的重要元素。


根据印度媒体IBNlive.com报导,2011年将是「超级手机」的世代。IBNlive.com指出,目前智能手机的效能已经可以跟过去的PC相比拟;而未来的超级手机不仅效能可与PC与笔电打平,甚至还能超越。


研究机构Strategy Analytics早在2010年9月就已提出超级手机的概念。根据SA的定义,超级手机为具备超大屏幕(超过4吋)、超快处理器速度(频率高于1GHz)的高阶智能手机。该研究机构认为,超级手机将会是一种「类PC」功能的行动装置。IBNlive.com还认为,超级手机的定义还必须再加上「微型投影」才完整。


专家认为,微型投影的发展速度比预期还要来得慢,但独立式的微型投影机仍有其发展空间。装置内建微型投影的市场,数字相机脚步会快一些,手机则因为牵涉到机构的设计挑战,还要一段时间才有机会全面植入。专家说,未来微型投影机内建手机的渗透率,有机会复制镜头在手机的发展模式。


目前随着三星、Moto、Sony Ericsson等手机大厂陆续推出内建微型投影功能的智能手机,预计微型投影在2011年将可逐渐摆脱过去独立单机概念的形式,大举跨入真正拥有爆发性成长的手机市场。而目前在几种主要的微型投影技术中,以体积小、耗电量低、流明度高且价格较平实的DLP,被公认最适合植入智能手机当中,发展机会也最大。


太阳充电不够看

苹果推触控+太阳充电屏幕

人手一支的手机,由于使用率非常高,使得脑筋动得快的厂商,也将绿色能源的概念加入了手机之中,也就是将太阳能发电与手机结合,成为可为手机提供电能的太阳能充电装置。这股环保风吹到了手机业,手机业者不仅看好节能省碳的热门议题所带来的商机,也期待藉由环保产品来提升自我的品牌形象。太阳能手机正是在这样的环保潮流中诞生。


目前市面上已有LG发表太阳能充电手机,LG强调该手机不仅制造过程符合欧盟RoHS危害物质禁用规范,包装盒内的相关文件印刷也都采用环保的大豆油墨。据了解,该手机加赠一个太阳能充电背盖,将手机放置在太阳光下10分钟,可延长约2分15秒的通话时间,提升了充电便利性,并延长电池的使用效能,方便通话量高的用户使用。


另外,三星电子也推出一款能以太阳能充电的全触摸屏手机,这款新手机不只经由手机背面的太阳能板所产生的电力来供电,机身还是由PCM(由矿泉水塑料瓶提炼出的回收塑料)所制成,可以降低制程中的油耗与二氧化碳的排放。此装置包括充电器在内,都不含有害物质,如溴化阻燃剂、铍、及邻苯二甲酸盐等。


至于消费者最关心的iPhone手机,据报导指出,苹果计算机已经提出一项有关太阳能充电与触控面板结合的专利技术申请,而苹果是否会在下一代的iPod、iPad以及iPhone都装上太阳能充电面板,值得进一步观察。


苹果为了因应全球绿色能源风潮,顺势推出产品加装太阳能充电面板的设计。其实许多消费性电子产品早就有了太阳能充电面板的设计,但苹果所提出的专利,特别的地方在于将太阳能充电面板安装到触控屏幕底下,这是从来没有过的设计方式。


《图二 触控面板风行,未来这种传统手机按键可能会逐渐匿迹。》
《图二 触控面板风行,未来这种传统手机按键可能会逐渐匿迹。》

液晶面板整合太阳发电之挑战

就技术层面来看,要把太阳能充电板装在液晶面板底下,最大的挑战就是光线会被液晶面板挡住,导致于太阳能面板吸收不到光源。因此,苹果提出了使用光信道(Light Channels)技术,直接将光源导入触控面板底下的太阳能面板中,利用拋物线反射增加受光面积。在显示面板上加装太阳能面板,一方面是增加可利用的太阳能面板面积,另一方面也可以不必改变产品原先的外型设计,因为太阳能面板是设置在屏幕下,因此不会影响产品外观。


消费电子及手机是MEMS最大市场

由于智能手机、平板计算机等热门商品大量采用陀螺仪及加速度计,已经带动微机电(MEMS)芯片出货比起往年大幅成长。这一波MEMS的成长强劲,根据市调机构IHS iSuppli调查指出,这只是MEMS市场新一波双位数成长周期的开始,预计成长周期可延伸至2014年,而从2009年至2014年间,MEMS的年复合成长率也将达到12.6%,超过半导体市场的9.7%。


据了解,包括中国、印度、巴西、俄罗斯在内的金砖四国,对于MEMS的需求最高。例如中国的汽车电子市场已将MEMS安全传感器列为标准配备,MEMS微型投影则用于教育市场。至于三网合一也将带动光纤型MEMS芯片需求,智能电网也把MEMS流量传感器及加速度计纳入默认标准之中,不仅大幅提高需求,也让MEMS终端应用扩及更广泛的消费市场。另外又如MEMS麦克风,过去iSuppli曾预测指出,2013年MEMS麦克风出货量市场规模将成长至12亿个,主要理由在于智能手机的应用将迅速成长。


观察今年的CES展,IHS iSuppli认为今年至少会有45款手机及平板计算机将内建陀螺仪,其中包括摩托罗拉、宏碁等大厂,已经在平板计算机中搭载了加速度计、陀螺仪、压力传感器、传输滤波器(BAW)等MEMS组件。而为了抢下这波MEMS商机,包台积电、联电等代工厂都已经开始建置MEMS代工产能,并正式接单出货。至于占MEMS成本五成的封装测试,由于陀螺仪及加速度计市场竞争激烈,为了降低MEMS生产成本,IDM厂已开始将MEMS封测扩大委外,预计可为台湾MEMS封测厂带来庞大商机。


IHS iSuppli认为,消费性电子及手机是目前MEMS产业的最大需求市场,MEMS芯片的市场规模将由2010年的16亿美元成长到21亿美元,成长率达31%,到2014年,市场规模将进一步成长到37亿美元。估计MEMS市场从2009年至2014年的年复合成长率将达到12.6%,这样亮眼的商机,也使得国内外半导体厂商都积极抢进MEMS市场。



《图三 2013的手机样貌,简单讲就是外型简单,内涵丰富。》
《图三 2013的手机样貌,简单讲就是外型简单,内涵丰富。》

Light Peak真能改变手机的未来?

智能手机跃升成为随身多媒体中心,对于随时随地都会出现的多文件传输需求,当然需要更强大的互连技术。目前最常用的就是USB接口,但新技术不断想冒出头,例如Intel的Light Peak互联技术针对多媒体的应用的持续进化,目前已经准备好,随时可以进入商用市场。


而目前市场争议的点,在于USB的市场地位是否会改变。专家认为,这些技术可能会共存,最好是将Light Peak视为一个传输接口就好,不必将之视为取代其它技术的产品。


专家意见在于,Light Peak传输速度非常快是事实,可达到USB 3.0的两倍。只不过目前尚无任何必须用到如此快速传输的实质需求。因此,预计几年内市场依然会以消费者最熟悉也最普及的USB为高速传输的主流接口,Light Peak要被应用在行动多媒体装置上,可能还得再等等。


虽然Intel计划藉由Light Peak将把PC、电视和其他行动装置连接在一起,并且强调Light Peak传输速度快、不受电磁干扰、以及能够缆线制作更细薄的技术特性。但专家质疑,Light Peak的高速传输速度要用到哪里。若要把计算机或蓝光驱的HD影片传送到电视播放,以USB 3.0每秒5Gb的带宽就可以做到。至于价格问题,USB 3.0主机端控制芯片价格已降至3美元以下,装置端控制芯片价格则降到1美元左右,几乎逼近USB 2.0的价格。反观Light Peak成本却仍高达5~10美元。因此,对价格敏感的消费性电子产品来说,采用USB当然仍将是首选。


只不过,这是否意味着USB 3.0已经理所成为智能手机主流接口了呢?答案未必。USB 3.0能否成功进入智能手机领域,短期内必须划上问号。专家指出,随着功能愈趋多元,智能手机的设计挑战不外乎二者:更简单的数据传输方式,以及减低耗电量并延长使用时间。各式新的应用都将促使Micro-USB的充电及传输成为智能型手机的标准。


传统智能手机在设计上,必须使用多种零组件且必须支持更多功能,导致电池体积无法缩减,这是智能手机在轻薄化的最大障碍。新一代智能手机的USB方案,应该要能节省耗电,并在维持清楚眼图的基础下,将不同的零组件整合为一。


USB 3.0最大的机会存在于影像视讯领域,但一切尚待观察。毕竟「究竟行动装置需要多快的传输接口」是最大变量。例如HDMI也是行动装置可能的多媒体接口之一,未来可能同时看到智能手机上同时出现HDMI与USB接口,或者持续沿用USB 2.0。智能手机主流接口未来究竟奖落谁家,专家认为先不用急,等市场模式建立之后,再切入该市场,才是最安全的方式。


什么是Light Peak?

Light Peak技术是Intel在2009年发表的,主要在于透过光纤进行系统和设备之间的数据传送。Light Peak技术使用光纤加快数据在行动设备与硬盘、网络和多媒体设备之间的传输。虽说是光纤传输,然而最初是以铜线作为数据传输媒介,但铜线的传输效果出奇地好,也可满足目前大多数用户的需求。至于光纤传输数据的速度虽然更快,但光纤技术却也更昂贵。目前已经有越来越多采用Light Peak技术的厂商开始使用光纤。光纤传输的速度是每秒10GB,最大距离是100米。未来使用光纤的传输速度和距离都将超过铜线。


蓝牙坐拥手机江山 Wi-Fi Direct立入禁止

使用手机这种行动装置,最适合的传输方式当然就是透过无线传输。目前手机传输数据使用最普遍的是蓝牙技术,但自从Wi-Fi Direct冒出头之后,未来鹿死谁手还有得瞧。Wi-Fi Direct是建立在Wi-Fi 802.11上的点对点(Peer-to-Peer)传输技术,可不需Router或热点,直接透过Wi-Fi传输手机里的数据,还可以一对多连接,且传输速度与蓝牙3.0接近。Wi-Fi Direct并已经在CES 2011中,搭配数款手机亮相。


蓝牙原本是属于无线个人网络,至于Wi-Fi则是无线局域网络,两者本来就是不同用途的无线技术。但Wi-Fi联盟发表Wi-Fi Direct技术之后,两者之间的差异性越离越小,甚至已经产生冲突。Wi-Fi Direct是以既有Wi-Fi技术为基础所延伸而出,特点在于无线装置间数据内容的链接或共享,不需要经过Wi-Fi热点或其他链接网络技术,即可直接透过点对点的方式传输。


而经历多年的标准化,本来就属于Wi-Fi技术一环的Wi-Fi Direct终于成为Wi-Fi联盟正式公布的标准,结束一项技术、各自表述的混乱局面。Wi-Fi联盟终于宣布开始Wi-Fi Direct的产品认证,这代表采用Wi-Fi Direct标准的手机等行动产品将会很快上市。


当然在手机的应用上,Wi-Fi Direct免不了被拿来与蓝牙相比,毕竟这些应用蓝牙也都办得到。只不过,蓝牙有距离与速度的限制,一旦档案太大,传输时间就会过长,所以Wi-Fi Direct仍有优势。但如果档案很大,一般消费者已习惯使用USB来进行传输,快速也更安全(更何况手机上的档案还能大到哪里去)。


Wi-Fi Direct与蓝牙间的瑜亮情节,恐怕还得仰赖时间去解决了。目前功耗蓝牙4.0技术已经问世,且蓝牙3.0+HS高速版本的传输速度也比现有蓝牙2.1的3Mbps快8倍左右,最快可到24Mbps。如此一来,不论低功耗或高速传输,蓝牙都可包办市场。所以只能说Wi-Fi Direct充其量只是蓝牙的潜在杀手,能否取代蓝牙还言之过早。毕竟蓝牙怎么也算是个先到者,在手机无线短距领域耕耘已久,坐拥绝对定优势,说什么也不可能轻易就范,让出大好江山。


Wi-Fi Direct应用在哪里?

未来随着音乐、影片及照片等行动数字内容的扩大,Wi-Fi Direct将可满足这些随身内容的分享、同步化、打印等使用需求。ABI Research调查指出,2010年全球估计有8200万个具Wi-Fi功能的行动装置,以及2.16亿只具Wi-Fi功能的手机,到了2014年将以26%的年复合成长率增加。未来消费者可透过Wi-Fi Direct来分享各种数字内容。由于Wi-Fi Direct不需透过因特网或传统网络架构,即可直接分享信息,因此行动装置未来可望因为Wi-Fi Direct而释放出各种可能的应用。


《图四 Apple成为行动市场新霸主,谁有能力拉其下马,谁就是下一个赢家。》
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TransferJet瞄准相机与手机市场

Sony为了推广TransferJet,联合了Canon、三星、KDDI、Pioneer等15家来自手机、相机以及影音技术开发厂商,组成了TransferJet协会,订立此新规格。预计未来将有至少四十家厂商可支持TransferJet技术。


Sony在公布的TransferJet技术细节中表示,数据传输速率最快可达到560Mbps,但实际上,测试时的真正速率最快仅达到约375Mbps,甚至第一代产品的数据传输速度还要更低。Sony在实际的产品测试中,从新款的Cybershot TX7相机传送数据至Vaio F系列笔电中,传输速率仅为40Mbps,Sony解释数据传输速率较低的原因,是因为PC软件等因素所导致的。


事实上,一款新技术的诞生,市场上最感到好奇的,就是这个技术是否能普及。TransferJet的诞生,主要就是希望能取代现行不方便的数据线传输方式,而普及与否则端视相关产品采用这项技术的速度。TransferJet协会目前成员包括Sony、三星、东芝、柯达、Canon、Nikon、松下、Olympus、先锋和 SonyEricsson,积极推广、支持和开发TransferJet技术。由于这些公司主要都是数字相机和手机的厂商,这也表示TransferJet的首要目标市场,将是数字相机与手机两大领域。


业界专家指出,目前消费性电子产品最普遍的文件传输方式,多半是透过USB传输线,且USB 3.0规格也已经推出,其最高5Gbs的传输速度已经足以应付一般影音档案的传输需求,USB尽管普及,然而其最大罩门仍是需要接线使用。一旦TransferJet标准普及之后,虽然其传输速度仅相当于USB 2.0等级,然而不需接线的便利性,势必将对USB造成重大冲击。


《图五 未来的手机还需要外加什么功能?不妨回头从传统电话找答案。「简单」或许就是一个方向。》
《图五 未来的手机还需要外加什么功能?不妨回头从传统电话找答案。「简单」或许就是一个方向。》

什么是TransferJet?

Sony于2008年和Panasonic、日立和三星电子等国际知名厂商共组「TransferJet Consortium」,以藉此共同确立TransferJet的相互连接规格,并以「TransferJet」的普及化为其目标。TransferJet 是一种直觉式的数据交换接口,其传输距离短,只有约2~3cm。定位如此短距离的原因,是可保证传送速度外,也可减少数据外泄等安全问题。只要两部机器互相靠近至3cm以内,就能直接以最高560Mbps的速率彼此传输数据,可以省去一般无线系统需要事前设定传输选项,或寻找无线网络网桥等动作。


结论

2013的行动装置,将呈现什么样貌,已经成为市场上大家热烈讨论的话题。新技术的推出,或许令市场耳目一新,然而能否真正成为行动装置的主流技术,还有待时间与市场的考验。2013年的手机新样貌,透过本文,其轮廓将更为明了。


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