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行動介面大整合時代來臨
外型簡單、內涵豐富,就是未來手機的哲學

【作者: 王岫晨】   2011年03月15日 星期二

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行動裝置要小巧又要功能多樣,因此集所有先進技術於一身,這樣的產品中,又以隨身必攜帶的手機為代表,手機也順勢扮演起行動數位多媒體中心的重責大任。時至2013,行動裝置將有哪些必備新功能,周邊介面又會出現怎樣的整合新局面呢?本報導將深入探討各種新技術未來在行動裝置的應用前景。


行動裝置顯示 3D與觸控門當戶不對

在行動裝置顯示器市場上,眾所皆知的兩大發展趨勢是3D與觸控。也因此,眾人開始想像,若能將這兩項技術合併為一,使得行動裝置顯示器既是3D顯示,又能兼具觸控功能,和樂而不為。儘管許多人引頸期盼兩者的聯姻,然而專家認為,3D與觸控在行動裝置上門當戶不對,特別是3D要入主行動裝置,可能還有一段遙遠的路要走。


雖然目前華碩與微星皆已推出3D觸控的AIO(All-In-One)電腦,但這些都是高價位產品,仍不普及。觀察目前市場上發展3D技術的面板廠商,主要仍以大尺寸面板為發展重心。在大尺寸面板上,經常遇到的問題包括眼鏡光衰、色彩鮮豔度不足、觀看視野受限以及眼鏡閃爍造成眼睛不適等。而若要將3D運用在小尺寸觸控面板(例如手機)上,會出現的問題還包括小尺寸螢幕對比度較差,解析度不足。此外,手機螢幕亮度不足,可能會影響戶外(陽光下)觀看的可視性。


觸控面板在行動裝置的使用已經駕輕就熟,因此目前尚須努力的,就屬3D顯示技術。由於使用行動裝置時,不可能為了3D功能另外戴上3D眼鏡,因此專家說,行動裝置將以裸視技術為止。目前3D裸視的主要技術包括光柵式(lenticular)與屏障式(Parallax Barriers)兩種。未來3D裸視,大尺寸將走光柵式,小尺寸則是屏障式的天下。大尺寸面板使用光柵式的優點,在其不會有亮度衰減的問題。但在小尺寸面板上,光柵式不能做2D/3D切換,尤其小尺寸面板原本就小,若再使用光柵式,則字體根本看不清楚。也因此,在小尺寸3D裸視面板上,屏障式是最好的選擇。


只是目前看來,3D顯示不管在技術成熟度、以及成本等方面,都還難以真正應用到行動裝置上,更別說是要在同一裝置上,同時兼具3D與觸控了。因此,專家認為,在行動裝置上,3D與觸控門當戶不對,暫時不會看到兩者通吃的產品出現。


AMOLED全面攻佔行動市場?

成本控制將是關鍵

回顧手機的功能發展,從最初的單純通話功能,到目前需求多媒體播放、上網、甚至GPS導航等多重服務,使得手機面板規格的要求也隨之不同。儘管小尺寸LCD面板已針對這些特性進行改進,如高解析度、廣視角、反應速度快、省電等需求,然而AMOLED卻是更適合這些應用的顯示技術。AMOLED的發展潛力包括色彩飽和優於LCD、反應速度為LCD的千分之一,加上AMOLED不需背光,因此可以達到更輕薄、更省電的目標,比起LCD更適合使用於新一代的智慧手機上。


回顧AMOLED的歷史,專家指出,AMOLED面板於2003年問世時,也曾受到市場期待,但到了2008年,手機主螢幕使用比重僅達到0.5%。一直到了近期三星子公司SMD在三星的大力推廣下,高階智慧手機全面使用AMOLED面板,市場反應極佳。這樣的熱況使得SMD全力擴產,並吸引LG集團及台灣顯示器廠商快速跟進。專家預估,2011年手機AMOLED面板的使用比重將成長到6.2%,到了2015年,全球手機用AMOLED面板出貨量將超過7億片。


針對手機市場,AMOLED在2010年之前還是以高階智慧手機應用為主,Samsung SDI預測至2015年以後,AMOLED將成為手機市場主流的顯示技術,2015年佔整體手機面板比重將達56%。


專家也指出,目前TFT和AMOLED面板各有千秋,例如TFT面板在畫面的細膩度以及顯示亮度等方面依然具有優勢,而這兩方面正好是使用者最在意的。展望未來,由於受制於製程技術,AMOLED短期內產量並不會突然暴增,未來想要全面攻佔手機市場,專家認為成本的控制將是重要關鍵。


《圖一 隨身的太陽能充電裝置,未來可能成為行動裝置的重要配件。》
《圖一 隨身的太陽能充電裝置,未來可能成為行動裝置的重要配件。》

微型投影虎視手機市場

DLP為公認最適合技術

新一代的聰明手機,不管是現在大家耳熟能詳的智慧手機(Smart Phone),或是各大廠相繼打造的超級手機(Super Phone),還有什麼功能是非加進去不可的呢?專家認為,微型投影裝置(pico-projector)將是未來這類手機不可或缺的重要元素。


根據印度媒體IBNlive.com報導,2011年將是「超級手機」的世代。IBNlive.com指出,目前智慧手機的效能已經可以跟過去的PC相比擬;而未來的超級手機不僅效能可與PC與筆電打平,甚至還能超越。


研究機構Strategy Analytics早在2010年9月就已提出超級手機的概念。根據SA的定義,超級手機為具備超大螢幕(超過4吋)、超快處理器速度(時脈高於1GHz)的高階智慧手機。該研究機構認為,超級手機將會是一種「類PC」功能的行動裝置。IBNlive.com還認為,超級手機的定義還必須再加上「微型投影」才完整。


專家認為,微型投影的發展速度比預期還要來得慢,但獨立式的微型投影機仍有其發展空間。裝置內建微型投影的市場,數位相機腳步會快一些,手機則因為牽涉到機構的設計挑戰,還要一段時間才有機會全面植入。專家說,未來微型投影機內建手機的滲透率,有機會複製鏡頭在手機的發展模式。


目前隨著三星、Moto、Sony Ericsson等手機大廠陸續推出內建微型投影功能的智慧手機,預計微型投影在2011年將可逐漸擺脫過去獨立單機概念的形式,大舉跨入真正擁有爆發性成長的手機市場。而目前在幾種主要的微型投影技術中,以體積小、耗電量低、流明度高且價格較平實的DLP,被公認最適合植入智慧手機當中,發展機會也最大。


太陽充電不夠看

蘋果推觸控+太陽充電螢幕

人手一支的手機,由於使用率非常高,使得腦筋動得快的廠商,也將綠色能源的概念加入了手機之中,也就是將太陽能發電與手機結合,成為可為手機提供電能的太陽能充電裝置。這股環保風吹到了手機業,手機業者不僅看好節能省碳的熱門議題所帶來的商機,也期待藉由環保產品來提升自我的品牌形象。太陽能手機正是在這樣的環保潮流中誕生。


目前市面上已有LG發表太陽能充電手機,LG強調該手機不僅製造過程符合歐盟RoHS危害物質禁用規範,包裝盒內的相關文件印刷也都採用環保的大豆油墨。據了解,該手機加贈一個太陽能充電背蓋,將手機放置在太陽光下10分鐘,可延長約2分15秒的通話時間,提升了充電便利性,並延長電池的使用效能,方便通話量高的用戶使用。


另外,三星電子也推出一款能以太陽能充電的全觸控式螢幕手機,這款新手機不只經由手機背面的太陽能板所產生的電力來供電,機身還是由PCM(由礦泉水塑膠瓶提煉出的回收塑膠)所製成,可以降低製程中的油耗與二氧化碳的排放。此裝置包括充電器在內,都不含有害物質,如溴化阻燃劑、鈹、及鄰苯二甲酸鹽等。


至於消費者最關心的iPhone手機,據報導指出,蘋果電腦已經提出一項有關太陽能充電與觸控面板結合的專利技術申請,而蘋果是否會在下一代的iPod、iPad以及iPhone都裝上太陽能充電面板,值得進一步觀察。


蘋果為了因應全球綠色能源風潮,順勢推出產品加裝太陽能充電面板的設計。其實許多消費性電子產品早就有了太陽能充電面板的設計,但蘋果所提出的專利,特別的地方在於將太陽能充電面板安裝到觸控螢幕底下,這是從來沒有過的設計方式。


《圖二 觸控面板風行,未來這種傳統手機按鍵可能會逐漸匿跡。》
《圖二 觸控面板風行,未來這種傳統手機按鍵可能會逐漸匿跡。》

液晶面板整合太陽發電之挑戰

就技術層面來看,要把太陽能充電板裝在液晶面板底下,最大的挑戰就是光線會被液晶面板擋住,導致於太陽能面板吸收不到光源。因此,蘋果提出了使用光通道(Light Channels)技術,直接將光源導入觸控面板底下的太陽能面板中,利用拋物線反射增加受光面積。在顯示面板上加裝太陽能面板,一方面是增加可利用的太陽能面板面積,另一方面也可以不必改變產品原先的外型設計,因為太陽能面板是設置在螢幕下,因此不會影響產品外觀。


消費電子及手機是MEMS最大市場

由於智慧手機、平板電腦等熱門商品大量採用陀螺儀及加速度計,已經帶動微機電(MEMS)晶片出貨比起往年大幅成長。這一波MEMS的成長強勁,根據市調機構IHS iSuppli調查指出,這只是MEMS市場新一波雙位數成長周期的開始,預計成長周期可延伸至2014年,而從2009年至2014年間,MEMS的年複合成長率也將達到12.6%,超過半導體市場的9.7%。


據了解,包括中國、印度、巴西、俄羅斯在內的金磚四國,對於MEMS的需求最高。例如中國的汽車電子市場已將MEMS安全感測器列為標準配備,MEMS微型投影則用於教育市場。至於三網合一也將帶動光纖型MEMS晶片需求,智慧電網也把MEMS流量感測器及加速度計納入預設標準之中,不僅大幅提高需求,也讓MEMS終端應用擴及更廣泛的消費市場。另外又如MEMS麥克風,過去iSuppli曾預測指出,2013年MEMS麥克風出貨量市場規模將成長至12億個,主要理由在於智慧手機的應用將迅速成長。


觀察今年的CES展,IHS iSuppli認為今年至少會有45款手機及平板電腦將內建陀螺儀,其中包括摩托羅拉、宏碁等大廠,已經在平板電腦中搭載了加速度計、陀螺儀、壓力感測器、傳輸濾波器(BAW)等MEMS元件。而為了搶下這波MEMS商機,包台積電、聯電等代工廠都已經開始建置MEMS代工產能,並正式接單出貨。至於佔MEMS成本五成的封裝測試,由於陀螺儀及加速度計市場競爭激烈,為了降低MEMS生產成本,IDM廠已開始將MEMS封測擴大委外,預計可為台灣MEMS封測廠帶來龐大商機。


IHS iSuppli認為,消費性電子及手機是目前MEMS產業的最大需求市場,MEMS晶片的市場規模將由2010年的16億美元成長到21億美元,成長率達31%,到2014年,市場規模將進一步成長到37億美元。估計MEMS市場從2009年至2014年的年複合成長率將達到12.6%,這樣亮眼的商機,也使得國內外半導體廠商都積極搶進MEMS市場。



《圖三 2013的手機樣貌,簡單講就是外型簡單,內涵豐富。》
《圖三 2013的手機樣貌,簡單講就是外型簡單,內涵豐富。》

Light Peak真能改變手機的未來?

智慧手機躍升成為隨身多媒體中心,對於隨時隨地都會出現的多檔案傳輸需求,當然需要更強大的互連技術。目前最常用的就是USB介面,但新技術不斷想冒出頭,例如Intel的Light Peak互聯技術針對多媒體的應用的持續進化,目前已經準備好,隨時可以進入商用市場。


而目前市場爭議的點,在於USB的市場地位是否會改變。專家認為,這些技術可能會共存,最好是將Light Peak視為一個傳輸介面就好,不必將之視為取代其它技術的產品。


專家意見在於,Light Peak傳輸速度非常快是事實,可達到USB 3.0的兩倍。只不過目前尚無任何必須用到如此快速傳輸的實質需求。因此,預計幾年內市場依然會以消費者最熟悉也最普及的USB為高速傳輸的主流介面,Light Peak要被應用在行動多媒體裝置上,可能還得再等等。


雖然Intel計畫藉由Light Peak將把PC、電視和其他行動裝置連接在一起,並且強調Light Peak傳輸速度快、不受電磁干擾、以及能夠纜線製作更細薄的技術特性。但專家質疑,Light Peak的高速傳輸速度要用到哪裡。若要把電腦或藍光碟機的HD影片傳送到電視播放,以USB 3.0每秒5Gb的頻寬就可以做到。至於價格問題,USB 3.0主機端控制晶片價格已降至3美元以下,裝置端控制晶片價格則降到1美元左右,幾乎逼近USB 2.0的價格。反觀Light Peak成本卻仍高達5~10美元。因此,對價格敏感的消費性電子產品來說,採用USB當然仍將是首選。


只不過,這是否意味著USB 3.0已經理所成為智慧手機主流介面了呢?答案未必。USB 3.0能否成功進入智慧手機領域,短期內必須劃上問號。專家指出,隨著功能愈趨多元,智慧手機的設計挑戰不外乎二者:更簡單的資料傳輸方式,以及減低耗電量並延長使用時間。各式新的應用都將促使Micro-USB的充電及傳輸成為智慧型手機的標準。


傳統智慧手機在設計上,必須使用多種零組件且必須支援更多功能,導致電池體積無法縮減,這是智慧手機在輕薄化的最大障礙。新一代智慧手機的USB方案,應該要能節省耗電,並在維持清楚眼圖的基礎下,將不同的零組件整合為一。


USB 3.0最大的機會存在於影像視訊領域,但一切尚待觀察。畢竟「究竟行動裝置需要多快的傳輸介面」是最大變數。例如HDMI也是行動裝置可能的多媒體介面之一,未來可能同時看到智慧手機上同時出現HDMI與USB介面,或者持續沿用USB 2.0。智慧手機主流介面未來究竟獎落誰家,專家認為先不用急,等市場模式建立之後,再切入該市場,才是最安全的方式。


什麼是Light Peak?

Light Peak技術是Intel在2009年發表的,主要在於透過光纖進行系統和設備之間的資料傳送。Light Peak技術使用光纖加快數據在行動設備與硬碟、網絡和多媒體設備之間的傳輸。雖說是光纖傳輸,然而最初是以銅線作為數據傳輸媒介,但銅線的傳輸效果出奇地好,也可滿足目前大多數使用者的需求。至於光纖傳輸數據的速度雖然更快,但光纖技術卻也更昂貴。目前已經有越來越多採用Light Peak技術的廠商開始使用光纖。光纖傳輸的速度是每秒10GB,最大距離是100米。未來使用光纖的傳輸速度和距離都將超過銅線。


藍牙坐擁手機江山 Wi-Fi Direct立入禁止

使用手機這種行動裝置,最適合的傳輸方式當然就是透過無線傳輸。目前手機傳輸資料使用最普遍的是藍牙技術,但自從Wi-Fi Direct冒出頭之後,未來鹿死誰手還有得瞧。Wi-Fi Direct是建立在Wi-Fi 802.11上的點對點(Peer-to-Peer)傳輸技術,可不需Router或熱點,直接透過Wi-Fi傳輸手機裡的資料,還可以一對多連接,且傳輸速度與藍牙3.0接近。Wi-Fi Direct並已經在CES 2011中,搭配數款手機亮相。


藍牙原本是屬於無線個人網路,至於Wi-Fi則是無線區域網路,兩者本來就是不同用途的無線技術。但Wi-Fi聯盟發表Wi-Fi Direct技術之後,兩者之間的差異性越離越小,甚至已經產生衝突。Wi-Fi Direct是以既有Wi-Fi技術為基礎所延伸而出,特點在於無線裝置間數據內容的連結或共享,不需要經過Wi-Fi熱點或其他連結網路技術,即可直接透過點對點的方式傳輸。


而經歷多年的標準化,本來就屬於Wi-Fi技術一環的Wi-Fi Direct終於成為Wi-Fi聯盟正式公佈的標準,結束一項技術、各自表述的混亂局面。Wi-Fi聯盟終於宣布開始Wi-Fi Direct的產品認證,這代表採用Wi-Fi Direct標準的手機等行動產品將會很快上市。


當然在手機的應用上,Wi-Fi Direct免不了被拿來與藍牙相比,畢竟這些應用藍牙也都辦得到。只不過,藍牙有距離與速度的限制,一旦檔案太大,傳輸時間就會過長,所以Wi-Fi Direct仍有優勢。但如果檔案很大,一般消費者已習慣使用USB來進行傳輸,快速也更安全(更何況手機上的檔案還能大到哪裡去)。


Wi-Fi Direct與藍牙間的瑜亮情節,恐怕還得仰賴時間去解決了。目前功耗藍牙4.0技術已經問世,且藍牙3.0+HS高速版本的傳輸速度也比現有藍牙2.1的3Mbps快8倍左右,最快可到24Mbps。如此一來,不論低功耗或高速傳輸,藍牙都可包辦市場。所以只能說Wi-Fi Direct充其量只是藍牙的潛在殺手,能否取代藍牙還言之過早。畢竟藍牙怎麼也算是個先到者,在手機無線短距領域耕耘已久,坐擁絕對定優勢,說什麼也不可能輕易就範,讓出大好江山。


Wi-Fi Direct應用在哪裡?

未來隨著音樂、影片及照片等行動數位內容的擴大,Wi-Fi Direct將可滿足這些隨身內容的分享、同步化、列印等使用需求。ABI Research調查指出,2010年全球估計有8200萬個具Wi-Fi功能的行動裝置,以及2.16億隻具Wi-Fi功能的手機,到了2014年將以26%的年複合成長率增加。未來消費者可透過Wi-Fi Direct來分享各種數位內容。由於Wi-Fi Direct不需透過網際網路或傳統網路架構,即可直接分享資訊,因此行動裝置未來可望因為Wi-Fi Direct而釋放出各種可能的應用。


《圖四 Apple成為行動市場新霸主,誰有能力拉其下馬,誰就是下一個贏家。》
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TransferJet瞄準相機與手機市場

Sony為了推廣TransferJet,聯合了Canon、三星、KDDI、Pioneer等15家來自手機、相機以及影音技術開發廠商,組成了TransferJet協會,訂立此新規格。預計未來將有至少四十家廠商可支援TransferJet技術。


Sony在公佈的TransferJet技術細節中表示,資料傳輸速率最快可達到560Mbps,但實際上,測試時的真正速率最快僅達到約375Mbps,甚至第一代產品的資料傳輸速度還要更低。Sony在實際的產品測試中,從新款的Cybershot TX7相機傳送資料至Vaio F系列筆電中,傳輸速率僅為40Mbps,Sony解釋資料傳輸速率較低的原因,是因為PC軟體等因素所導致的。


事實上,一款新技術的誕生,市場上最感到好奇的,就是這個技術是否能普及。TransferJet的誕生,主要就是希望能取代現行不方便的資料線傳輸方式,而普及與否則端視相關產品採用這項技術的速度。TransferJet協會目前成員包括Sony、三星、東芝、柯達、Canon、Nikon、松下、Olympus、先鋒和 SonyEricsson,積極推廣、支援和開發TransferJet技術。由於這些公司主要都是數位相機和手機的廠商,這也表示TransferJet的首要目標市場,將是數位相機與手機兩大領域。


業界專家指出,目前消費性電子產品最普遍的檔案傳輸方式,多半是透過USB傳輸線,且USB 3.0規格也已經推出,其最高5Gbs的傳輸速度已經足以應付一般影音檔案的傳輸需求,USB儘管普及,然而其最大罩門仍是需要接線使用。一旦TransferJet標準普及之後,雖然其傳輸速度僅相當於USB 2.0等級,然而不需接線的便利性,勢必將對USB造成重大衝擊。


《圖五 未來的手機還需要外加什麼功能?不妨回頭從傳統電話找答案。「簡單」或許就是一個方向。》
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什麼是TransferJet?

Sony於2008年和Panasonic、日立和三星電子等國際知名廠商共組「TransferJet Consortium」,以藉此共同確立TransferJet的相互連接規格,並以「TransferJet」的普及化為其目標。TransferJet 是一種直覺式的資料交換介面,其傳輸距離短,只有約2~3cm。定位如此短距離的原因,是可保證傳送速度外,也可減少資料外泄等安全問題。只要兩部機器互相靠近至3cm以內,就能直接以最高560Mbps的速率彼此傳輸資料,可以省去一般無線系統需要事前設定傳輸選項,或尋找無線網路橋接器等動作。


結語

2013的行動裝置,將呈現什麼樣貌,已經成為市場上大家熱烈討論的話題。新技術的推出,或許令市場耳目一新,然而能否真正成為行動裝置的主流技術,還有待時間與市場的考驗。2013年的手機新樣貌,透過本文,其輪廓將更為明瞭。


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