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全球多元触控芯片巨头实力大比拼

陈松林 2014-10-24 09:24
触控芯片 电容式触控芯片 阅读(2008)
导语触控操作的方式已广泛应用在各种电子产品上,透过直觉式的输入,让人机互动上更加有趣。硬体业者为让触控应用更加多元,不仅朝大尺寸产品发展,在既有的中小尺寸产品研发上,也力求提供像是低功耗

触控操作的方式已广泛应用在各种电子产品上,透过直觉式的输入,让人机互动上更加有趣。硬体业者为让触控应用更加多元,不仅朝大尺寸产品发展,在既有的中小尺寸产品研发上,也力求提供像是低功耗、高功效、高抗噪、体积小、低成本等特色的各种触控解决方案,以求品牌或系统大厂的青睐。

触控应用市场大各有其解决方案

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触控面板(TouchPanel;TP)已被广泛应用在各中小尺寸的消费性电子(CE)、行动装置等产品;触控相关业者也积极推出更大尺寸解决方案,将触角伸到资讯科技(IT)市场,如触控笔电、触控显示器、AIO甚至车载电子等等。

触控芯片市场预估,2012至2017将倍增,年成长量将下滑。IHS

然当今最大的触控应用市场仍以智能手机与平板电脑为主,其中又以投射电容式(Projectedcapacitive)触控面板为主流。因此包含触控面板、触控芯片(TouchController)等业者以及材料厂们,为了争取国际品牌大厂的青睐,不仅推出各式新的解决方案,推出低耗电量、低材料成本、反应速度快等产品,以期成为当红IT/CE产品的供应链之一。

据IHS调研机构分析,电容式触控芯片市场将从2012年的14亿美元,以14.6%的年复合成长率(CAGR),至2017年倍增为28亿美元。为抢占此庞大市场,厂商提出各式触控芯片解决方案,并因应各种触控屏幕架构(如On-cell、传统/单层互电容多点、单层自容两点),提供完整触控模组(TouchModule),以供系统厂商导入使用。

低成本+更薄+高整合=触控芯片新趋势

因应智能手机与平板电脑的产品售价大幅降低,触控面板业者需要更具成本优势的产品,因此触控整合于外盖的方案,将会逐渐走向整合于屏幕内,例如On-cell、In-cell或HybridOn-cell/In-cell的解决方案。

至于触控芯片也朝向与显示驱动IC整合的TDDI(整合触控与显示驱动IC)单芯片解决方案。苹果阵营势必会导入In-cellTDDI,非苹阵营也已摩拳擦掌准备好In-cellTDDI,提供最高度整合的方案,以获得市场青睐。

触控芯片业者众各拥主力产品蓄势待发

Melfas(美法思)是韩国触控相关产品第一大业者,主力开发PCAP(电容式)的触控芯片(TouchControllerIC)、触控模组(TouchModule)与触控面板(TouchPanel)等产品。其触控芯片核心采用ARMCortex-M0处理器,具备超低功耗、低门(埠)数、超佳功效、高抗噪能力等特性,体积能够微缩到更小(4x4x0.55mm)。此外其产品能向上相容到Cortex-M3处理器,支援高达52组感应电极,并提供更高的触控处理效能,能应用在GFF、G1F、G1、GF1、OGS等触控整合方案,同时还支援手写笔输入。

该公司也提供触摸按键(TouchButton)芯片,内建LED控制电路(16阶亮度调节),可应用在新一代Android手机纷纷采用的隐藏式硬体实体键上。这种模拟机械按钮的设计,在触碰时以LED指示灯通知用户是否有按到,或手指接近时自动感知,以便自动开启屏幕或启动LED指示灯。该公司主要客户有三星、LG、Nokia、Motorola等大厂。

敦泰(FocalTech)是横跨美中台的触控芯片、TFTLCD驱动芯片、RF芯片的IC设计公司。主力开发多种自电/互电容触控屏幕控制芯片、On-cell触控方案芯片,具备高抗扰技术与量产实力,为大陆第一家提供On-cell手机触控方案的业者。客户包含联想、华为、ZTE、酷派、小米、海信、TCL、康佳、海尔、东芝、夏普、富士通、宏碁等厂商。其2013年累积出货量超过4亿颗,一举跃升为手机触控芯片领域的龙头大厂之一。

该公司提供2.5至25寸的传统互容/单层互容/单层自容触控式等屏幕的解决方案,能整合于GG、GF、PF、OGS、超薄GFF等结构。其产品具备低功耗、可手套操作、环境适应矫正(如有大片水、水雾时)、防水、高讯噪比(正常条件下达到100,即40dB)、支援悬浮触控、采用跳频技术抗RF干扰能力强,并可支援主/被动笔等应用。最高可支援到120组感应电极通道,以及10指触控能力。

敦泰在合并旭曜(Orise)之后,挟其TFTLCD的研发实力与技术优势,推出了In-cell的触控解决方案,以及IDC(IntegratedDriverandtouchController,整合显示与触控IC)技术,成为中小尺寸触控解决方案的领导厂商之一。

Goodix(汇顶科技)是另一家触控IC大厂,提供指纹辨识芯片,以及手机/平板触控芯片(HotKnot)、平板触控芯片,具备可量产的单层多点(GG)触控芯片,并提供On-cell整合方案,获得多数大陆白牌手机使用,累计出货数亿颗。其触控产品符合联发科(MTK)的HotKnot技术标准,可以让两支手机屏幕近距离接触时,进行资料传输。此外,具备3、5、10点触控,及手势唤醒能力。

此外,其提供通话手势功能,让通话过程中仍可利用预设手势来进入其他功能或App(通讯录、设定设置、LINE等),可支援4种手势。而在Windows8触控平板应用部份,可以支援达15.6寸、主动式电容笔等功能。

Synaptics为美国触控板(TouchPad)制造大厂,原先研发主力在触控板与控制芯片产品,并应用在笔电、iPod等产品。近年来投入触控面板解决方案,推出ClearPad系列家族,2010年其ClearPad2000获得GoogleNexusOne采用。

该公司挟其触控板研发多年的技术与整合能力,在2012年发表In-cellTDDI(整合触控与显示驱动IC)的单芯片解决方案,为TDDI领导者之一,其ClearPad4260便是世界首颗TDDI的IC,透过减少元件数量与厚度,并增加传输效能,改善显示亮度,并减少电源耗损来减少产品的复杂度,是颇具成本效益的解决方案。因此,TDDI未来可能成为高阶手机的触控趋势,除了Synaptics,其余业者如Renesas、敦泰也有TDDI技术,这些厂商势必在未来各显神通。

Synaptics提供触控感测IC、触控芯片、触控解决方案,具备On-cell、In-cell及TDDI能力。产品分成Series2、3、4、7等系列,分别针对不同需求:1.初阶方案:4点触控、5寸屏幕;2.高阶方案:提供In-cell、On-cell等10点触控、5寸屏幕,可减少厚度约0.5~1mm;3.高阶IC方案:提供In-cell、On-cell方案,可减少厚度约1mm,支援3D立体显示;4.高阶平板与笔电方案:10点以上触控、8.2~15.6寸屏幕。

Cypress(赛普拉斯)半导体IC零件大厂,针对触控市场提供CapSense家族的触控感应器,与采用电容式设计的TrueTouch系列的触控芯片。CapSense家族的MEMSTouchSensor中,有Express系列,旗下的MBR3主打各种家电的触控键应用(例如手机隐藏钮、笔电音量调整钮、车用电子触控、电磁炉的触控按钮等等),采超低功耗设计,并具备750px的近距感测能力。可支援高达16组电容式按钮,或5按钮+1滑杆调整钮(Slider)。而Plus系列则支援高达56组按钮,主打高阶应用。

在TrueTouch家族的触控芯片部份,则具备手套触控、被动手写笔、脸部侦测、悬浮输入、可防水、SLIM超轻薄、接上副厂充电器与显示器本身的杂讯也能抑制掉等特色,且其DualSense则提供自电容与互电容感应能力,适用于各种IT/CE产品。目前Gen2、3、4、5等产品线,分别提供支援到4.3、4.5、8.3、5~10.1寸的触控屏幕。

同样为半导体大厂的Atmel,则提供触控感应器与触控面板芯片。其XSense家族的触控感应器,提供可挠式屏幕、高抗噪讯、窄边框、窄线区域、支援大触控屏幕、触控笔、可线性等功能与特色,让手机/平板制造商能导入其触控面板内,提供低功耗、超精准的按钮/滑杆调整钮/轮状滑钮之触控感应能力。

其maXTouch触控面板芯片家族部份,则提供无线点触控(如T系列,支援到15.6寸)、主/被动式触控笔、手套输入、悬浮感应、高速反应、精准感测、绝佳的灵活性、低功耗、搭配周边触控控制器(PTC)可控制按钮/滑杆钮/轮状滑钮、超小体积、宽温环境运作等特色。可支援无线点、两点、单点触控,以及车载电子触控等产品应用。

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