電容觸控晶片與壓力感測技術於手機應用前景依然看好

作者 | 發布日期 2018 年 07 月 12 日 7:15 | 分類 Android , Apple , iPhone follow us in feedly

電容觸控技術和壓力感測技術已推廣多年,其中雖然電容觸控技術早已在多年前開始變成智慧型手機的標準配備,但壓力感測技術於智慧型手機發展卻是一直不慍不火,甚至從 2018 年初便有消息指出,部分新一代 iPhone 機種將取消採用此技術,對供應鏈造成不小震撼。



智慧型手機電容觸控技術發展現況

在智慧型手機應用中,電容觸控技術日趨重要,除了橫跨顯示領域和生物辨識外,各種透過電容觸控晶片演算法實現功能,也影響民眾的使用習慣,例如壓力感測技術能讓使用者更精細的操作智慧型手機各項功能。蘋果於 2015 年將壓力感測技術導入 iPhone 後,相關供應鏈原本期待此技術將蓬勃發展,但不僅 Android 陣營尚未大規模採用,甚至有傳聞指出部分 iPhone 機種可能會捨棄此技術,後續發展值得密切關注。

自 iPhone 導入電容觸控螢幕後,是否具備手指觸控介面技術已成為消費者區分智慧型手機和功能手機的一項指標,也帶起亞洲各地電容觸控技術相關廠商,而電容觸控晶片更是推動此趨勢的關鍵角色。隨著手機電容觸控晶片價格每年下調,以及電容觸控晶片的產品轉進,過去幾年來全球智慧型手機電容觸控晶片產值皆維持在約 14 億美元規模。

拓墣最新研究指出,2018 年智慧型手機電容觸控晶片產值將會大幅銳減至 11 億美元,主要原因為大部分手機新按鍵早就以多點觸控技術取代單點觸控技術,產品轉進單價成長空間有限,加上 2018 年導入顯示觸控整合晶片方案的案件放量,導致智慧型手機電容觸控晶片產值於 2015~2018 年 CAGR 為 -8%。

1. 顯示觸控整合晶片現況

電容觸控技術雖早已成為智慧型手機的標準配備,但隨著蘋果導入 In-Cell 觸控技術,原本外掛式觸控技術的廠商受到不小衝擊,尤其對電容觸控晶片廠商影響甚巨。在觸控和顯示技術的整合趨勢下,智慧型手機的主流電容觸控晶片廠商相繼與顯示面板晶片結盟,像是 Synaptics 收購 Renesas 顯示驅動晶片事業體、晶門科技與譜瑞科技分別收購 Atmel 部分 maXTouch 產品線和 Cypress 部分 TrueTouch 產品線,台灣電容觸控晶片廠商敦泰和晨星,也各自購併顯示驅動晶片廠商旭曜和奕力,皆是為了在顯示和觸控技術整合的大趨勢下做好準備。

▲ 2015~2018 年智慧型手機的顯示觸控整合晶片滲透市況。(Source:拓墣產業研究院,2018/07)

註:以上為智慧型手機中搭載 Touch / Display Integrated SoC & Capacitive Touch IC 數量。

此類顯示和觸控整合晶片自 2015 年問世後,在 2016 年漸漸成熟;2017 年透過與全螢幕設計相輔相成,市占率進一步提升;2018 年更預計將再成長 1 倍以上規模,甚至待 2019 年晶圓代工廠產能問題緩解後,顯示觸控整合晶片將有望成為主流技術之一,因此缺乏相關產品的電容觸控晶片廠商恐怕將面臨更嚴峻的挑戰。

2. 柔性觸控技術需求大增

自三星、蘋果相繼在旗艦機種採用柔性 AMOLED 面板後,柔性 AMOLED 面板市場需求不斷提升,相對應的柔性觸控技術也越來越受重視。若蘋果在 2018 年新機種繼續採用柔性 AMOLED 面板,可以預期 2019 年市面上柔性觸控技術的市場占比將會大幅提升,加上未來中國面板廠柔性 AMOLED 面板產能開出後,已開始耕耘可撓觸控技術的相關廠商,包括非韓系陣營的宸鴻、GIS、歐菲光、信利等智慧型手機觸控模組廠,以及 Synaptics、晶門科技與敦泰科技等可撓電容觸控技術的晶片廠,皆將有望迎來可觀商機。

壓力感測技術的機會與挑戰

1. 電容觸控晶片廠轉進壓力感測技術

承前所述,電容觸控晶片廠商遇到巨大技術變革,使這些廠商不得不另闢戰場以持續成長,於是便開啟這些晶片廠商向其他技術擴展的路程。除了顯示驅動晶片技術外,2015 年底 iPhone 6s 開始導入壓力感測技術,透過壓力感測技術感測使用者的按壓時間長短和力度大小等,實現更便利的編輯和內容預覽等功能。因壓力感測技術能為使用者帶來更好的使用體驗,使得這些電容觸控晶片廠商對壓力感測技術商機也相當期待,眾多電容觸控晶片廠商如 Synaptics 和匯頂科技等,便先後投入此類同樣以電容觸控技術為基礎的產品。

iPhone 系列用的 Force Touch 壓力感測技術為獨立模組,其控制晶片是由蘋果自行設計,再委外台積電與環旭電子代工製造和封裝測試。而 Android 陣營的華為,也在 Mate S 機種中將電容觸控模組與壓力感測模組整合,並搭載南韓 HiDeep 整合此兩功能的晶片,實現類似蘋果 Force Touch 的功能,並同時兼顧成本和機構設計等重要因子。

▲ 壓力感測晶片 / 模組示意圖。(Source:Goodix、拓墣產業研究院,2018/07)

註:蘋果率先推出壓力感測技術,後續 Android 陣營衍生出與既有電容觸控模組整合的壓力感測技術,同時也有晶片廠商提出整合面板顯示技術、電容觸控技術與壓力感測技術三合一晶片概念。

自此以後,包含中興、宏達電與聯想等品牌,皆在 2015~2016 年間推出採用類似壓力感測技術的機種,甚至有晶片廠商直接透過升級演算法來感測手指按壓面積,用最低成本方案模仿此功能,也讓壓力感測技術在一夕之間成為智慧型手機市場的新寵兒,各相關廠商和研調機構皆曾樂觀預測壓力感測技術於智慧型手機的滲透率將會在 2、3 年內突破 50%。

但回顧 2018 年發展狀況,不僅各 Android 品牌沒有如預期擴大採用此技術或應用,連蘋果都傳出 2018 年新一代 6.1 吋 iPhone 可能將捨棄此功能。事實上,因壓力感測技術在 Android 智慧型手機的應用價值不夠明顯,2016 下半年就已經沒有太多新 Android 機種搭載此技術,2017 年則僅剩宏達電還有以 Edge Sense 做為主打特色功能,其餘主流 Android 品牌手機對壓力感測技術的興趣明顯轉淡。因此假若 2018 年蘋果 6.1 吋 iPhone 真的取消壓力感測模組設計,2019 年可能有接近三分之一至二分之一的 iPhone 都不會搭配壓力感測模組,如此大規模下修程度,很難由少數 Android 品牌機種填補,因此推估 2019 年壓力感測模組於智慧型手機滲透率可能將下滑超過 3 成。

除了上述的顯示驅動晶片和壓力感測技術整合外,電容觸控晶片廠商的最大機會點莫過於指紋辨識晶片領域。自蘋果導入指紋辨識以來,此技術於智慧型手機的滲透率不斷提升,自然是吸引眾多電容觸控晶片廠商跨入,除了 Android 陣營市占最高的匯頂科技(Goodix)以外,其他如 Synaptics、思立微、貝特萊與集創北方等廠商,皆是以原有電容觸控技術衍生出電容式指紋辨識晶片的廠商。觀察 Android 陣營的指紋辨識廠商市占狀況,有將近一半廠商同樣有經營電容觸控晶片,可知這兩種技術間的密切關聯程度不言而喻。

2. 手機觸控筆有望帶起新商機

以上大略整理了電容觸控晶片廠商近年策略和技術發展重點方向,但根據拓墣觀察,觸控筆同樣也是一個相當具有潛力的技術規格。

觸控筆技術雖然在市場推廣已久,但除了三星 Note 系列以外,此產品始終沒有在智慧型手機應用得到太大突破,已故蘋果創辦者賈伯斯甚至公開發表不認同智慧型手機搭配觸控筆觀點。但就在賈伯斯逝世不久後,蘋果便執行在 iPad 產品上搭配觸控筆的市場策略,到 2017 年底更有市場傳言蘋果將在 2018 年或 2019 年推出支援觸控筆功能的新 iPhone,觸控筆則會以選配方式提供給消費者選擇。

若蘋果真的執行此策略,勢必又會對手機產業颳起一股風潮,且因支持觸控筆功能的電容觸控晶片規格更加嚴格,需有更高演算法以實現更高的精準度需求和更高的抗背景雜訊能力,因此預估單顆電容觸控晶片單價將會提升約 30%,對於在手機、平板電腦與 NB 觸控筆領域已有相當程度著墨的台灣廠商而言,無疑是一大利多消息。

小結

電容觸控技術除了早已成為智慧型手機標準規格外,也已發展出許多不同應用,為消費者帶來更多且更貼近使用者的互動體驗。由於電容觸控晶片是電容感應技術大家族中,最早導入智慧型手機且最主流的技術,因此其發展自然受市場關注。

根據拓墣指出,由於 Android 陣營的外掛式電容觸控技術市場受到擠壓和平均單價下滑等因素,2018 年智慧型手機電容觸控晶片(不含顯示和觸控整合方案晶片)全球產值預估將下滑近 2 成左右。此外,由於大部分智慧型手機機種皆已搭載多點觸控方案,因此未來推升產值的動力,主要將來自支援柔性觸控和主 / 被動觸控筆等功能的電容觸控晶片的單價提升。

至於壓力感測市場,假使蘋果真的於 2018 年新一代 iPhone 取消搭載壓力感測模組以節省成本,預估整體壓力感測模組的市場規模將會在 2019 年顯著下滑,對於台灣供應鏈廠商而言,後續影響值得關注。由此轉變也可看出,一直以來,Android 陣營的手機用戶對手機售價(成本)和自身感受應用價值之間是否對等十分在意,如今蘋果也越來越重視此問題,不斷嘗試開發新產品來拓展和吸引 Android 中高階客群。

(首圖來源:Flickr/Japanexperterna.se CC BY 2.0)