搶攻觸控面板市場 控制IC/模組老將新秀出招

搶攻觸控面板市場　控制IC/模組老將新秀出招


新通訊 2010 年 6 月號 112 期《 趨勢眺望 》


文．莊惠雯/王智弘





由於觸控市場發展如火如荼，無論既有廠商與後起之秀，紛紛使出渾身解數，提升產品效能或切入不同應用市場，以搶食市場商機，其中賽普拉斯改善過去電容式觸控筆的精準度；而意法半導體則自家電市場切入，避開個人電腦與手機等殺戮戰場，此外，模組廠商也正磨刀霍霍。





自從蘋果(Apple)iPhone與微軟(Microsoft)Windows 7接力推升觸控市場以來，觸控面板的發展持續長紅，根據iSuppli資料顯示，從整體觸控面板市場來看，預估2013年全球觸控面板的出貨數量將成長到八億四千五百萬套，成長幅度驚人，再從觸控面板的出貨金額來看，預估到2013年全球觸控面板的出貨金額可跳升到69億5,000萬美元。   Gartner則表示，2010年全球行動裝置觸控螢幕的銷售量將逾三億六千二百七十萬台，較2009年的一億八千四百三十萬台勁揚96.8%。該單位並預測，在2013年以前，觸控螢幕行動裝置將占全球行動裝置市場銷售比重的58%，在北美洲和西歐等已開發市場中更將超過80%。而此驚人的成長數據，也吸引廠商的投入，其中既有廠商則致力於觸控技術的再精進，新進業者則尋找新的應用市場，無論新舊業者的動作為何，其最終目的皆為進一步拓展觸控市場範疇。  
電容式觸控筆精準度再提升  
過去僅有電阻式觸控面板支援觸控筆輸入功能，電容式觸控技術則無法提供，但在廠商的努力下，現今電容式觸控技術也可使用觸控筆，惟僅能針對較大面積的選單按鍵，且平均3～4毫米(mm)筆尖的觸控筆，對消費者而言，使用上仍相當不便，為解決此問題，專注於投射式電容觸控控制IC研發的賽普拉斯(Cypress)，近期推出筆尖僅1毫米的高精準度被動式觸控筆解決方案。  
賽普拉斯TrueTouch觸控螢幕解決方案行銷工程師胡辰育表示，即便蘋果iPhone可透過手指書寫輸入文字，但智慧型手機(Smart Phone)螢幕尺寸不若其他行動裝置大，因此手寫輸入的空間小，造成書寫的困難度，若利用觸控筆即可解決此問題。不過現階段電容式觸控筆的筆尖較大，在螢幕尺寸受限的手機產品中，操作仍相當不便，若要精確辨識觸控筆所寫的文字，尚需較大的接觸面積，透過賽普拉斯新推出的被動式觸控筆解決方案即可有效解決上述問題。  
新的電容式觸控筆解決方案是針對亞洲地區中文字書寫習慣所設計，胡辰育指出，1毫米大小的筆尖，再搭配辨識軟體，可讓使用者更易輸入結構複雜的中文字，以及順利點選現今手機操作介面中越來越小的圖標，提升電容式觸控筆的便利性，也可進一步提高消費者使用電容式觸控筆的意願。  
在成本方面，賽普拉斯表示，由於僅須修改現有觸控控制IC的韌體，即可支援電容式觸控筆功能，因此整體成本並不會增加很多，事實上，此款產品鎖定的目標市場為2.5吋螢幕以下的行動裝置，3～4吋以上的觸控螢幕，用手指即可輕易點選圖標與輸入文字，不過該公司也坦言，目前新產品尚無法如同電阻式觸控筆在觸控螢幕上呈現順暢筆順的效果，此與感測及演算法軟體有關，賽普拉斯也將持續研究，解決此問題及陰影遮蔽造成的誤動作。  
善用MCU優勢　ST跨足觸控控制IC  

圖1　意法半導體產品行銷經理楊正廉表示，雖然該公司同時具備電阻與電容式觸控技術，但市場並不會重疊，完全取決於客戶所需。

在眾家廠商使出渾身解數搶攻觸控商機之際，意法半導體(STMicroelectronics)終於打破沉默，宣布利用既有8與32位元微控制器(MCU)產品，以及特定應用積體電路(ASIC)進一步發展電阻與電容式觸控控制IC，並已有客戶在終端產品中成功導入其晶片。
意法半導體產品行銷經理楊正廉(圖1)表示，該公司耕耘觸控市場已逾兩年，由於技術已臻成熟，客戶也已成功導入意法半導體晶片，並開發出觸控應用產品。目前意法半導體在電阻與電容式觸控技術皆有控制IC產品的推出，在電阻式觸控控制IC方面，新的數位電阻式觸控控制IC以32位元微控制器為基礎，除了效能較一般類比電阻式觸控控制IC高之外，還可做到多指觸控功能(圖2)，在成本上也具備競爭力。此外，在螢幕尺寸上可達22吋，也可補足電容式觸控技術無法做到中大尺寸的不足。  

圖2　意法半導體數位電阻式觸控控制IC可達多點觸控功能。

至於採用32位元微控制器開發電阻式觸控控制IC是否大材小用，楊正廉解釋，現今一般電阻式觸控技術多採用類比訊號反應面板壓力的變化，進入門檻較低，透過8位元微控制器即可實現，但數位電阻式在效能、反應速度與解析度皆較類比電阻式技術優良，甚至可做到多點觸控功能，相對的技術挑戰較大，因此利用32位元微控制器除了本身運算效能較佳，還可為廠商預留未來增加新功能時所需的硬體效能。雖然目前市場上有多家廠商宣稱已進入數位電阻式控制IC的研發，實際上，產品已進入量產階段的僅意法半導體。  

圖3　意法半導體類比與感測元件技術行銷專案經理王嘉瑜表示，事實上，利用電容式觸控按鍵的架構，即可用於小尺寸觸控螢幕的應用，如MP3播放器。

至於電容式觸控控制IC的部分，意法半導體則利用8位元微控制器來開發。除了以具可編程特性的微控制器開發電容式觸控產品外，意法半導體也透過ASIC耕耘電容式觸控市場，該公司類比與感測元件技術行銷專案經理王嘉瑜(圖3)表示，ASIC雖不若微控制器具備較大的編程彈性，但考量並非所有的客戶皆具備軟體程式撰寫能力，為節省軟體開發成本及縮短產品研發時間，此時ASIC即可派上用場。  
雖然目前電容式觸控按鍵的最大市場為筆記型電腦，但意法半導體卻以家電市場為主力，王嘉瑜坦言，由於意法半導體為後進廠商，加上筆記型電腦與手機市場廝殺激烈，因此該公司利用平易的產品價格轉而全力搶攻家電、儀器、工業控制等市場，終極目標則是取代該應用領域所有的按鍵設計。不過，意法半導體仍不會放棄個人電腦的觸控市場，王嘉瑜指出，該公司在個人電腦領域將鎖定中高階的一機成型(All-in-one)電腦，而意法半導體電容式觸控控制IC所具備的趨近即啟動螢幕的功能，則為切入該市場的優勢。  
針對意法半導體跨足觸控控制IC市場，賽普拉斯則相當不以為意，該公司表示，意法半導體只能算是第三階的觸控控制IC供應廠商，無法與第一階包括賽普拉斯、新思國際(Synaptics)與愛特梅爾(Atmel)等廠商媲美。對此，王嘉瑜表示，在電容式觸控技術上，意法半導體確實為後進廠商，市場地位自然不若新思，不過僅限於觸控螢幕領域，楊正廉則指出，若以控制IC出貨量來看，意法半導體無疑屬於第一階廠商，且客戶已真正採用該公司的觸控控制IC開發出觸控產品。  
目前行動裝置使用的觸控技術除主流的電阻、電容式觸控互搶地盤外，原本多用於手寫板的電磁式觸控技術也試圖分杯羹，尤其現今最熱門的電子書閱讀器(E-Reader)及類iPad的平板裝置應用，更是該技術鎖定的重點。  
電磁式觸控左右開弓  

圖4　太瀚科技總經理陳金營表示，從6吋電子書閱讀器到77吋電子白板，均可導入電磁式手寫觸控技術。

太瀚科技總經理陳金營(圖4)表示，電磁式手寫觸控在精度、壓力感應、光學特性與書寫反應速度上，均較其他觸控技術更加出色，且可適用於各種尺寸的顯示器產品，加上系統整合成本極具競爭力，未來市場應用潛力十足。由於該公司已突破日本電磁式手寫觸控大廠Wacom的技術壁壘，不僅掌握一百多件相關技術專利，更研發出全球最輕薄的軟性手寫板與可突破印刷電路板(PCB)尺寸極限的拼接技術，將可擴大電磁式手寫觸控的應用風潮。  
看好台灣電子書閱讀器市場的應用商機，太瀚科技日前即推出首款電子書手寫觸控模組，讓電子書閱讀器擁有更便利的輸入介面。太瀚科技副總經理暨發言人李建宏指出，電磁式手寫觸控的辨識精度極高，訊號誤差值小於0.3毫米，而解析度則可達5,000DPI，使用者不僅可在電子書閱讀器上畫重點、寫筆記，更可作為人機互動的操作工具，相當符合電子書閱讀器多樣的應用需求。該公司目標是在2011年成為全球電子書閱讀器手寫觸控模組第一大供應商。  
據了解，目前電子書閱讀器所使用的手寫觸控多以電阻式和電容式觸控為主，但這兩種技術的鍍膜製程複雜、光學透光度不佳，易影響顯示效果，且書寫時的辨識精度低，加上採前置式感應膜設計，損壞機率相對較高；而電磁式手寫觸控則可百分之百透光，且觸控模組係置於顯示面板後方，因此系統整合成本較低，使用壽命也相對較長，惟須使用專用的電磁式手寫筆操作。  
除搶攻電子書閱讀器市場外，近期iPad所炒熱的平板電腦市場亦是太瀚鎖定的另一重點。李建宏分析，電磁式手寫觸控在6吋以上的大尺寸顯示器應用格外具有價格優勢，加上擁有1,024階的壓感特性，以及防手掌誤觸等功能，在在比電阻式和電容式觸控更符合平板電腦的手寫觸控要求。  
事實上，電磁式手寫觸控已在繪圖板、手寫輸入板與電子白板等市場應用多年，然而，由於以往多由日本品牌獨占市場並掌控相關技術專利，因此發展較為受限。而5年前自天瀚獨立的太瀚科技，在Wacom無電池筆的專利過期後急起直追，除已取得一百零五項技術專利外，在全球手寫繪圖板市場占有率也已達25%，如今又獲得聯電46%股權的挹注，對該技術的未來發展無疑是一大利多。  
為搶占觸控市場，除控制IC老將新秀群起攻之，另也引發觸控技術的激戰。在控制IC與模組技術推陳出新下，預期未來消費者將可獲得品質更佳的觸控人機介面操作經驗。