原创 PIXCIR DTF 演讲--触控屏幕供应链观察

原文网址: 触控屏幕供应链观察 

       结合两岸营运资金、欧洲瑞士人才，以投射式电容开发触控芯片的瀚瑞微电子，期许能在海峡两岸的触控产业供应链中，协助相关产业对触控屏幕有进一步的应用…

       瀚瑞微电子创办人兼总裁洪锦维表示，他是地道的台湾人，由于资金的因素，与瑞士的技术团队在2007年8月于大陆苏州成立瀚瑞微电子(PIXCIR Microelectronics)，以专业触控IC研发以及触控解决方案为业务范围。他也指出，触控技术可追溯至1982年多伦多大学发明可食指指压感应的触控屏幕；2007年苹果与微软相继发表多点触控的iPhone产品以及Windows 7，使多点触控成为主流应用。

      目前触控技术有投射电容式、表面电容式、电阻式、表面声波式、红外线以及光学成像式6种，综合业界的看法，大家都认为在屏幕尺寸十几吋以下，应该都会使用投射式电容触控屏幕，大尺寸面板则会使用光学式的触控技术。

iPhone的兴起为PIXCIR带来机会

       洪总裁指出，iPhone的兴起为PIXCIR带来机会，大陆研发团队在2008年开发出电容式触控芯片。2009年PIXCIR的Tango S32触控芯片与达能光电合作，被使用在宏碁(acer)的Aspire 5738PG 15.6吋可触控屏幕的笔记型计算机，全系列卖了100万部。

       另外像大陆禹华(YUHUA) 4.3吋智能型手机、戴尔(Dell)的5吋MID、AVAYA的11.6吋触控网络IP电话机、BenQ 6吋电子书、夏普(Sharp) 5.5吋与10.8吋电子书、华硕(ASUS) 9吋电子书、QooQ 10.1吋触控订餐机、友达14吋触控键盘、大陆汉王(Hanvon) 10.1吋平板计算机、万利达(Malata) 10.1吋平板计算机、惠普(HP) 12.1吋触控笔记型计算机、德仪(TI) OMAP平台的10.1吋平板计算机，以及宏碁11.6吋Aspire 1825PTZ触控笔记型计算机等，均使用Tango系列的触控芯片。

       洪总裁也提到瀚瑞发表的5点触控应用的Tango C芯片，在搭配Android 3.0平台上的触控应用，可说是相当有机会。从2009年5月到2011年2月，瀚瑞Tango S系列触控芯片已经出货1,000万颗，全球前5大计算机品牌均有导入PIXCIR的触控芯片产品。他也提到平板计算机预计的爆发情况并没有发生，预料这个爆发潮会延迟6个月左右才会真正引爆。

       目前瀚瑞正研发无限指多点触控芯片Tango Q，目前正在台积电投单试产，它可适用于大尺寸的触控屏幕，其技术强项在于有76根扫描线，内嵌8个并行触控感应单元，新的感应方式加上支持10点以上的多点触控，目前单颗触控芯片就能支持到12吋屏幕，芯片样本预计2011年8月就可提供。另外像Tango K系列则针对洗衣机、微波炉、咖啡炉，以及冰箱、烘衣机等家电产品的触控应用。

       洪总裁提出两岸三地的触控屏幕产业链模式示意图，由中心环内的IC触控厂商如瀚瑞(PIXCIR)、Synaptics、Cypress、Broadcom、Melfas等组成，提供触控IC芯片经由外环向外拓展连接，右上方是如大联大、至上、威健、Macnica等芯片代理商，再由芯片代理商提供芯片到ITO及模块厂商如AUO、达虹、和鑫、洋华、Wintek、宸鸿(TPK)、Nissha等，接下来外环从逆时钟方向转到位于内环左下方为算法与韧体╱源代码供货商，有Unitec、Wcom、M-touch等，最后转向内环右下方的整机调试，此领域则是有HP、acer、Dell、Lenovo、Apple、Meizu、HTK、汉王等厂商。

       洪总裁认为，苹果Apple的优势在于产品完美、挟数年产业经验，之所以力量强大就是赢在数年的整合道路上，对于想击败Apple的大厂而言，可借助瀚瑞PIXCIR提供的3项最佳优势与1项特性的触控IC，结合两岸产业链与海峡两岸业界共创未来。瀚瑞目前已经有5项国际核心专利，在大陆也有160项专利，同时每年以80个触控专利的速度往前推动。

从智能型手机、平板计算机到明日家电一切皆触控化

       接下来由掌管瀚瑞PIXCIR瑞士研发总部的营运长Vincent Fuentes主讲触控屏幕的市场趋势。Vincent表示目前触控的主要应用仍是在智能型手机，2008年出货的智能型手机有1亿支具备触控功能，并且逐年成长到2015年超过6亿支触控屏幕的手机量；而第2大应用则是平板计算机，从2010年开始明显成长，2011年预估有6,000万部具备触控功能的平板计算机出货；到2015年预估有超过2亿部具备触控屏幕的平板计算机出货。

       而具备触控功能的一般PC(桌电+笔电)，可望在2014年出货量突破1亿部。智能型手机从2009年1.73亿支的出货量，到2010年爆发性成长到2.7亿支，预估2011年底33%的手机都具备触控功能；2010年投射式电容触控屏幕产值超越电阻式触控，而相关产能也趋于成熟；市场朝向5到10点的触控需求，同时对低成本的电阻式触控急需有取代的电容式触控方案。

       Vincent先介绍电容式触控屏幕，有依据扫描线与人体(手指)接触时之间的自体电容(Self-Capacitance)，以及两条扫描线之间的相互电容(Mutual Capacitance)两种电容感应原理，前者适用于低成本且2点触控的应用，后者则在较高精密度的多点触控上应用。以1个7吋的触控屏幕为例，若以自体电容设计，需要水平26+垂直16条一共42条扫描线，但是无法做多点触控；而采相互电容设计时，则需要水平26乘上垂直16条扫描线也就是416个判断节点。

       若以21吋触控屏幕为例，采自体电容设计需要水平76加垂直43共119条扫描线与判断点，但此时若使用相互电容设计则需76x43=3,268个判读点，对触控芯片运算效能与成本负担太大。瀚瑞PIXCIR针对21吋屏幕采用相互电容设计，但采分割区域针对触控点附近进行扫描，因此只需判读少部分判读点。

       瀚瑞针对10吋以上装置推出10点触控的Tango Q，针对智能型手机的5点触控推出Tango C，针对GPS与工业计算机推出2点触控的Tango M，取代电阻触控的1点+手势触控产品Tango R，及针对家电设计的按钮╱滑盖式触控的Tango K。Tango Q/C/M能以自体电容模式进行每秒3万条扫描线判读，并以相互电容模式进行每秒4万个触控节点交叉计算判读，待机功耗仅0.3mW，扫描模式下功耗仅12mW，最大尺寸支持到26吋，支持USB与I2C接口，可搭配Android、Linux、Windows等操作系统，支持手掌锁定(Palm Lock)与触控笔写的功能。

触控结构的设计优劣影响多点触控的判断正确性

       最后由瀚瑞技术长Lionel Portmann进一步针对自体电容与相互电容的感应原理与特性做解说。他以一段示范影片说明多点触控的判读限制，当刻意将两只手的4个指头放在同水平轴与同垂直轴方向下，某些碰触组合会出现误判的情形。以手指滑盖这个动作来说，自体电容所感测到的X坐标值对应电容值的函数曲线值变化极大，而相互电容式所呈现的电容值函数曲线较为平缓且均匀，同时ITO电极层之间的间隙大小，也会巨幅影响到相互电容式感应的耦合电容值。

       一个良好的触控面板结构在设计上，无论在感应点发生碰触及放开阶段，最好不要有耦合电容值的剧烈增加或减少的现象。同时也要避免当按下两指时，电流从其中1指流入，没有流向预定的判读点电容，反而从另外1指流出到邻近相交的判读点电容，导致只有判读到1个指头的情形，此种情况需要藉由较好的电流回归机制，以及把自体电容值降低的设计方式才能避免。