晶片/面板产品明年出笼　单玻璃/内嵌式触控攻薄型商机

为掌握行动装置轻薄化发展商机，晶片商与面板厂不约而同在缩减触控面板厚度上多所著墨。其中，三星行动显示明年计划在智慧型手机中导入单玻璃触控方案，朝超薄产品迈大步；而赛普拉斯则针对内嵌式触控面板发布新一代触控晶片，期抢占市场先机。
触控技术五花八门，目前最普遍采用的是外挂式(Out-cell)触控面板，其中包含双片玻璃触控方案(Glass/Glass, G/G)及双薄膜触控方案(Glass/ITO X Film/ITO Y Film, G/F/F)，已搭载在各种行动装置上。不过，由于需要两片玻璃或薄膜分别导入X轴及Y轴感测电极，在厚度上的表现已日渐不敷行动装置追求薄型化的趋势。

有鉴于此，在外挂式触控技术范畴中，已发展出单片玻璃触控方案(One Glass Solution, OGS)及单薄膜(G/F)触控方案，舍去一片玻璃或薄膜的厚度。而为更进一步协助行动装置设计再朝薄型化迈进，晶片商及面板厂也全力研发On-cell与In-cell等内嵌式触控技术。

该类技术直接将触控感测电极镀在液晶显示器(LCD)层内，可不须在外层保护玻璃上制作触控感测层，不仅大幅降低厚度，亦省去外层触控玻璃或薄膜的材料成本。不过，由于内嵌式触控技术复杂度高，制程良率与灵敏度均须进一步改善，且因过度追求薄型化，面板强度亦招致业界疑虑，因此，预期要到2013年才能突破种种技术问题，并有望落实在量产设计的产品线上。

更轻薄/灵敏单玻璃触控明年导入手机

为迎合行动装置轻薄设计趋势，外挂式触控技术正逐步朝向OGS方案发展，以节省贴合成本并提高触控灵敏度，包括宸鸿和三星行动显示(SMD)均紧锣密鼓展开布局，其中宸鸿将于年底前投入量产，SMD则规画于明年上半年搭载在母公司三星(Samsung)旗下的智慧型手机。

图1 积体光机电科技协会理事长林晏瑞表示，虚拟触控概念也逐渐兴起，透过微投影机投射萤幕，再由感测器接收讯号，让触控无所不在。
积体光机电科技协会理事长林晏瑞(图1)表示，OGS系将触控感测层(Touch Sensor)与保护玻璃(Cover Glass)结合，使触控模组的结构简化成一片玻璃的形式；亦即在保护玻璃内层镀上含X及Y轴感测电极的导电层，以降低玻璃材料成本，并减少贴合制程道数来提高生产良率，进一步缩小与薄膜式触控方案的价差。同时，还能因薄型、轻量化且减去一面玻璃的感测阻抗，大幅提升面板透光度及触控灵敏度，成为面板厂商竞相布局的新技术领域，其中，进展较快的厂商包括宸鸿、SMD均将在年底前启动量产计划。

据了解，SMD原本系以单片薄膜的触控方案为主要研发方向，也就是先将触控面板X或Y轴的金属氧化铟锡(ITO)导电膜镀在保护玻璃上，再贴合上另一轴的ITO层，以减少30～40%的触控面板厚度，但因制程良率迟迟未能提升，加上构成ITO层的稀土材料成本攀高，最终难竟全功。如今，该公司改以新一代的透明导电材料来实现OGS，初步已有不错成效，预计明年可望与主动矩阵式有机发光二极体(AMOLED)面板结合，打造出令人惊艳的薄型智慧型触控手机。

事实上，目前中小尺寸多点触控面板，依内部组成架构主要分为玻璃式和薄膜式两大阵营，前者如宸鸿、胜华及奇美的双片玻璃触控方案，具有较佳的面板强度与透光度，但因制程成本高，多半用于中高阶机种，如苹果(Apple)iPhone即采用此类技术。另外，宏达电、诺基亚(Nokia)则导入洋华和介面生产的双薄膜触控方案，此类技术成本较低且量产速度快，以中低阶机种为应用大宗，亦能因应机海策略的生产脚步。

为因应触控面板薄型化趋势，两大技术阵营也已分别朝向OGS及G/F方案迈进。林晏瑞分析，实际上玻璃式和薄膜式在制程良率、材料成本及回路阻抗值等方面仍有许多差别，特别是薄膜式阻抗较高，致使触控驱动IC须耗费更多电力来满足触控行为，虽在贴合制程的时间及成本上，表现较玻璃式优异，但导入终端产品设计后，高耗电量及产品发热的状况则令人头痛。因此，若OGS方案能突破单片玻璃强度不足，造成贴合良率不佳且较易产生破片而增加成本的瓶颈，势将成为薄型触控技术的主流。

突破画面更新率/扫描速度TrueTouch Gen4抢市

为持续巩固智慧型手机与平板装置的市场版图，赛普拉斯(Cypress)推出第四代TrueTouch电容式触控系列晶片，可达400Hz萤幕画面更新率(Refresh Rate)和1kHz的扫描速度，以因应作业系统(OS)、中央处理器(CPU)效能及多元化触控应用趋势下，系统商日益严苛的要求。

图2 赛普拉斯台湾区总经理杨晋铭(右)指出，新型Gen4系列可凭藉多项IP实现抗杂讯效能。左为TrueTouch产品行销经理王一杭
赛普拉斯台湾区总经理杨晋铭(图2右)表示，智慧型手机和平板装置软硬体效能升级速度飞快，目前最高的触控萤幕控制晶片的画面更新率达180Hz，已难满足未来2～3年的市场需求。有鉴于此，赛普拉斯已抢先业界推出画面更新率和扫描速度分别高达400Hz、1kHz的触控萤幕晶片TrueTouch Gen4系列，让系统设计客户无后顾之忧。

赛普拉斯TrueTouch产品行销经理王一杭(图2左)指出，TrueTouch Gen4系列能实现高画面更新率和扫描速度性能，主要归功于32位元安谋国际(ARM)Cortex核心，并首度在32位元处理器核心整合数位讯号处理器(DSP)，以藉此降低耗电量、提高运算效能及减少杂讯。

不仅是提高画面更新率和扫描速度，针对电容式触控最棘手的显示器杂讯技术难题，TrueTouch Gen4系列亦已为系统客户解套。王一杭强调，赛普拉斯凭藉正在审核中的Display Armor专利技术，消弭电容式触控萤幕杂讯弊病，致使触控萤幕的系统商可采用直接压合感测器(Sensor-on-lens)，开发出更薄的触控萤幕产品，并可支援On-cell与In-cell等内嵌式触控架构。

此外，为进一步强化讯噪比(SNR)，有别于苹果iPhone系采用21伏特的传送(Tx)路径，为兼顾节能优势，TrueTouch Gen4系列提供10伏特的Tx，且支援多重Tx，能符合应用需要的讯噪比。杨晋铭透露，赛普拉斯TrueTouch Gen3系列已掌握全球前五大智慧型手机客户群(除苹果与诺基亚之外)，预期TrueTouch Gen4系列问世后，仍将持续获得智慧型手机客户群的青睐。现阶段该公司已将TrueTouch Gen4系列送样给客户，预计2012年第一季导入量产。 [!--empirenews.page--]

除上述功能外，TrueTouch Gen4系列的其他特点包括运作功耗2毫瓦(mW)、深层睡眠模式仅1.8微瓦(μW)以及能同时追踪数量无上限的触控点。相较于前一代产品，提供小尺寸晶片层级封装(CSP)，具备节省手机空间优势。此外，该晶片并整合赛普拉斯专利审核中的自容(Self Capacitance)与互容式(Mutual Capacitance)感测功能，协助客户开发如防水、支援直径1毫米(mm)的触控笔及侦测萤幕上方停留物体的功能，且不会增加材料或空间成本。

值得注意的是，2012年智慧型手机仍为手机产业主要成长动能，成长备受期待；至于平板装置方面，Android与iOS市场定位较相似，相较之下，微软(Microsoft)Windows 8将会是影响非苹果的平板装置市场规模关键指标，预期在Windows 8上市后，较能预估整体平板装置的市场规模。杨晋铭不讳言，赛普拉斯大中华区营收贡献已占33%，因此中国大陆白牌智慧型手机亦为该公司关注的主力市场之一，不过其生态系统(Ecosystem)与合作模式将与其他厂商有所不同，目前赛普拉斯已有接洽。

现阶段，赛普拉斯触控萤幕控制晶片效能获得客户信赖，因此已直接内建在主机板上，王一杭说明，目前该公司主要的客户群为系统商而非触控面板业者，系统商会将与赛普拉斯合作的规格去要求触控面板厂配合。

内嵌式触控热烧晶片/面板拟整合因应

触控面板赓续朝向轻薄化迈进，相较于现有的外挂式触控技术，On-cell与In-cell等内嵌式技术已成未来趋势。不过，On-cell技术因直接将X轴及Y轴的触控感测电极做在同一层中，再贴合于LCD面板上；而In-cell技术更是X轴及Y轴触控感测电极直接导入LCD面板内，两种技术均与行之有年的外挂式触控技术大相迳庭。因此，要达成内嵌式触控运作须以一种全新的形式进行沟通，驱使晶片与面板厂间的设计合作需求急遽升温。

工研院显示与光源整合技术部专案经理贡振邦透露，除外挂式触控技术大有进展外，包括友达、SMD、东芝行动显示(TMD)和夏普(Sharp)等面板大厂也积极挟资金优势，投入更先进的On-cell及In-cell内嵌式触控技术研发，预期2013年左右可导入量产。

不过，贡振邦强调，由于内嵌式触控面板与控制晶片间协同运作的模式较外挂式复杂许多，因此，如何解决X轴与Y轴感测电极同时存在LCD层内，所产生的交互讯号干扰，进一步克服触控灵敏度下降的问题，将是晶片商与面板厂共同面临的关键技术挑战。若能有效解决此一问题，可想见行动装置将掀起一波超薄型触控设计新风潮。

也因此，目前如爱特梅尔(Atmel)、新思国际(Synaptics)等触控晶片商均与面板厂展开紧密的合作，开发得以导入产品设计的内嵌式触控方案，只不过，碍于产品仍处开发阶段，不便公布合作对象及技术进展。对此，贡振邦表示，要实现内嵌式触控技术，晶片设计势将朝向高度客制化迈进，以符合各个面板厂的产品需求，如此一来，开发时程势必拉长，且碍于客制化规格，能否藉开出产量来压低生产成本仍待评估。故未来孰能快速完成设计，也是撇开技术层面的比较后，在市场上胜出的关键。