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觸控改寫人機互動歷史新頁
這樣互動才過癮

【作者: 王岫晨】   2011年05月09日 星期一

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2014年3吋以上觸控手機達九成

沒有觸控功能的手機將落伍了。根據Displaybank調查,今年觸控面板市場規模達104.2億美元,較2010年成長76%,大約每3台手機中,就有1台是具備觸控功能的手機。


從Displaybank的「觸控面板議題與市場分析2011」的報告可以看出,觸控面板市場在最近的2至3年內的發展,將以手機與平板電腦等中小尺寸(小於10吋)應用為主;今年手機市場上,每3台手機中就有1台具備觸控面板,觸控手機市佔比重更可望在2014年提升至5成。而預估2014年3吋以上手機上裝載觸控面板的比重將超過九成


Displaybank指出,2010年觸控面板市場規模達59.3億美元,較2009年大幅成長152%,預估今年將再成長76%;到了2014年,觸控面板市場將比2010年成長2.6倍,達156.4億美元,年複合成長率達46%。


當然尺寸大小也有不同發展。目前觸控面板以智慧手機與平板電腦為成長最快的應用產品。2011年全球觸控面板市場以中小尺寸產值佔89%;近期由於平板電腦導致大尺寸觸控面板需求增加,大尺寸比重將從2011年的11%,增加到2014年的22.5%。


蘋果成為平板觸控面板最大消費商

觸控應用市場小從2吋螢幕的手機、多媒體播放器、遊戲機,到超過7吋的MID、平板電腦、AIO觸控桌上型電腦,以及大尺寸的互動式數位看板等,觸控應用幾乎無所不在。其領域包括個人消費電子產品、家電、工業應用、軍事航太等,觸控應用躍升成為本世紀最重要的人機互動介面技術。至於成長性最快的產品方面,平板電腦將繼智慧手機之後,成為觸控市場另一個發展最快速的產品。


根據DisplaySearch所公布的觸控面板市場季報指出,2011年平板電腦所需的觸控面板出貨量,估計達到6000萬片,蘋果(Apple)則很可能在 2011年和2012年繼續成為平板電腦觸控面板的最大消費商,至於其它品牌將會在2012年以後迎頭趕上。DisplaySearch預估,到了2016年,平板電腦所需的觸控面板出貨量將高達2.6億片,比 2011年成長333%。


DisplaySearch新興顯示技術副總經理Jennifer Colegrove表示,平板電腦是觸控式螢幕應用產品中成長最為迅速的產品類型。大部分平板電腦仿效蘋果,採用多點觸控的投射電容式技術,但仍有一小部分平板電腦採用電阻式觸控,因為該技術具備手寫辨識功能且價格便宜。另外也有一部分平板電腦是透過數位板來提供手寫辨識及繪圖功能。


在平板電腦市場上,原本大家認為,在10吋的iPAD產品熱賣之後,蘋果應該會順勢推出更具行動性的7吋iPAD產品,來抗衡目前市場中以Google為首的7吋Android平板裝置。不過在蘋果執行長賈伯斯針對7吋平板裝置的發展下了一句「Dead on Arrival」的註解後,市場已經開始出現看壞7吋裝置的聲音。只不過,平板裝置結合觸控面板的產品應用模式,創造極大市場商機將是不變的事實,並且還將持續下去。


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」。


面板廠積極搶灘In-Cell

傳統觸控廠如臨大敵

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。


觸控IC商機誘人

各有難處待突破

根據MIC表示,目前觸控IC成長動能最明顯的就是行動電話,品牌行動電話迅速由單點觸控轉往多點電容式觸控,而山寨手機也已走向兩點的電容觸控。MIC資深產業分析師顧馨文表示,觸控商機雖然誘人,但不同應用領域各有不同的關鍵課題。


市場最成熟的行動電話,2010年市場規模超過10億顆,但也由於市場成熟,今年起至2013年的成長率不到20%;是僅次於可攜式導航裝置的低成長產品。不過可攜式導航裝置與可攜式遊樂器雖然市場成長率不高,卻也是第二成熟的產品,市場規模介於1000萬至1億顆內。


至於中大尺寸的行動平板裝置、筆記型電腦等產品,由於產能剛開出不久,成長率平均都有40%以上,筆記型電腦甚至有60%的年成長率;但是市場規模均小於1千萬顆。


比較特別的是AIO電腦與電子書閱讀器,AIO電腦因尺寸較大,無論是技術上能支援,或是市場上實際的需求率都不高,所以雖然年成長率超過40%,但實際市場規模低於5000萬顆。而電子書的市場需求雖然較AIO略高,但由於電子書屬於新推出產品,至2013年的成長率為全部類別中最高的項目,超過80%。


顧馨文同時表示,要切入品牌手機市場等於要從兩點切入十點觸控,技術門檻較高,而且目前多點觸控領域專利戰術頻仍,欲切入者必須擬定妥當完善的專利策略。至於山寨手機雖然門檻較低,但是相對而言,競爭者很多。其他可攜式裝置雖然成長率驚人,但是能否真的打開市場規模,讓成本下降至IC設計業者預期的幅度,也是未知數。佈局面板控制IC的台灣IC設計商,可考量自身背景,選擇最有利的方式切入。


手勢辨認決勝負

投射電容觸控IC挑戰者眾

觸控技術發展已久,但是觸控IC商機興起,與iPhone乃至於iPad興起有很大的關係。過去,電阻式觸控螢幕可能交由MCU來控制就行了,但是到了投射式電容,MCU無法勝任這樣的工作,一定要外加觸控IC才能運作。加上面板尺寸逐步加大,線圈數也隨之增加,中大尺寸的面板甚至要動用2顆以上的IC,國內外IC廠商無不積極切入。


Atmel、Cypress、Synaptics、Fresscale是外資廠商,背景較特別的是日商時樂科技。而國內投入廠商也很多,升達在投射式電容耕耘已久,義隆與Synaptics有專利協議,而禾瑞亞2006年合併鑫科後,也成為國內少數擁有多種觸控技術的IC模組業者;聯電旗下的矽統從PC晶片組轉型消費性電子,在投射式電容與電磁式兩方面都有所斬獲。其他如偉詮、華矽、瀚瑞微在這方面也有佈局。


在投射式電容成為主戰場後,手勢觸控辨認能力成為觸控IC設計重點。不但要能辨認絕對座標,還要能夠正確辨認姿勢、追蹤手跡以及多手指運動,這些要求讓觸控IC必須處理的資訊從點延伸至線與面,從0D走向2D。


多點觸控夯 技術各有一片天!

在蘋果iPhone和iPad以及AIO PC的推力下,多點觸控技術在各類尺寸面板螢幕的應用熱度持續發燒,多點觸控面板象徵著使用者介面不斷革新的進展成果。深究來看,支援多點觸控的技術不只一種,功能上各有優劣,在不同的應用環境與條件下,特定的多點觸控技術有其一定優勢。沒有一項多點觸控技術是十全十美的,也沒有任何一項可以全面取代其他,任何一種多點觸控技術,都各有一片天。


觸控面板技術比較<資料來源: DisplaySearch>

 

4線電阻式

投射電容式

表面電容式

紅外線式

光學式

表面聲波式

電磁式

內嵌式(in-cell)

透光率/光損因素

85%多層膜片

95%多層膜片

85%~91%玻璃鍍膜

100%玻璃

100%玻璃

98%玻璃

100%PCB

100%開口率

解析度/影響因素

優/觸控介質點面積

尚可/控制IC優劣

好/接觸點電容面積

不佳/紅外線接觸面積

好/光線偵測密度

好/音波偵測面積

優/感應觸控介質磁通量

優/感測器密度

耐用度/易耗損處

尚可/ITO膜

優/玻璃鍍膜

優/玻璃鍍膜

優/LED壽命

視不同原理而有異

成本

1美元/吋

5美元/吋

10美元/吋

15美元吋

10美元/吋(註一)

12美元/吋

13美元/吋

依良率而定

手寫辨識

不好

尚可

尺寸

1~20吋

2~15吋

10~20吋

20~150吋

19~100吋

10~36吋

10~65吋

低於20吋

支援多點觸控

視設計而定
(註二)

輸入介質

手機或其他介質

手或其他導電體

手或其他導電體

任何可以擋光之介質

任何可以擋光之介質

任何不會全反射之介質

電磁筆

各原理不同

障礙

耐用限度

必須以導電介質操作

必須以導電介質操作

異物易誤觸,外框厚

體積大

異物易誤觸且不耐髒汙

必須使用電磁筆

良率高低

台灣廠商

洋華、介面、熒茂、時緯、宇宙、理義、群創、益震、富品通

洋華、介面、熒茂、時緯、宇宙、達虹、萬達、明興、嵩達、勝華

宇鴻

廣達

益震、理義

 

友達、新奇美

台灣觸控IC廠商

義隆電、禾瑞亞

 

原相

 

 

 

潛力廠商

洋華、介面

洋華、達虹、勝華

 

 

 

 

 

註一:光學式技術之硬體成本在於Image Sensor,價格與尺寸不成正比

註二:採用串聯方式,將畫面分割成Multi-screen

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