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觸控產業朝四大關鍵走勢持續演進
電子工程專輯 [2014.08.08]
 
根據市場研究機構 NPD DisplaySearch 對觸控面板產業的觀察,從2007年Apple正式導入投射式電容觸控面板後,其受歡迎的程度逐漸超越原先使用於 Windows Mobile 的電阻式觸控面板;到了2013年時,外掛式的投射式電容已經在手機應用中佔有67%的出貨比重。若是再加上也是利用投射式電容原理的內嵌式觸控面板,那麼總出貨比重將高達96%。

換句話說,在2013年後,投射式電容在主流的應用端市場上已經取得了絕對的優勢,短期間再也沒有其他可以有力挑戰的觸控技術,而投射式電容觸控面板供應鏈的發展也已相當成熟,並且競爭版圖也由原先集中於台灣的態勢,分散到各區域的供應鏈。不過NPD DisplaySearch指出,整個觸控面板產業的演進並未停滯,仍有下列的關鍵走勢持續進行。

應用端市場的成熟與開拓
NPD DisplaySearch表示,自2014年開始,投射式電容觸控面板產業的未來關鍵走勢除了產業本身的演進外,也與外在的應用端市場的發展息息相關。手機作為佔有將近72%出貨比重的應用,在2014年時仍有約14%的年成長幅度,而且得以延續成長態勢較久。

但是作為第二大的應用的平板電腦(16.5%),自2014年起可能由2013年的高成長幅度(59% Y/Y),很快地跌落到約14%。不像手機有電信商補貼,而且比較容易有高低階的市場區隔,平板電腦相對較難以規格的加值來吸引使用者。特別是入門的7吋機種,其觸控模組報價甚至比一些中高階智慧型手機的還要低。

另一方面,筆記型電腦尺寸或是10吋以上的觸控市場成長比預期緩慢,其主要關鍵已經不再是觸控模組的價格問題,反而是使用者使用行為的建立才是關鍵。如果大尺寸觸控面板需求可以打開,對觸控面板產業的助益將會相當顯著,只是啟動的一方並不是在觸控面板廠商手上。同樣地,智慧手錶目前雖然看起來有機會,但是業界短期間仍稍嫌樂觀,畢竟使用情境、使用模式與必要性都需要時間建立。

智慧手錶的觸控面積雖然不大,但若是曲面的設計被使用者接受,那麼無疑地會對新ITO取代材料的成長產生相當正面的影響。不過,曲面的設計除了觸控電極材料外,顯示面板必然也是關鍵。總結來說,NPD DisplaySearch認為,在主流應用端市場成熟後,觸控面板產業很需要下一個成長契機,但是契機的來臨還需要時間來醞釀。

嵌入式觸控面板的興起
除了Samsung的Super AMOLED外,台灣面板廠自2013年開始,採用單層多點的圖案來生產on-cell內嵌式觸控面板。到2014年上半年,約已經有四家台灣面板廠相繼投入。內嵌式觸控面板固然可以比外掛式觸控面板來的輕薄,但這卻不是下游品牌客戶採購時的唯一考量。

NPD DisplaySearch表示,如果以同樣的基礎來比較,內嵌式觸控依然需要保護玻璃,因此其成本的競爭力在於,其相對於同規格普通面板的溢價至少必須等同或小於外掛式的觸控感應器、軟板與控制晶片的加總。

以5吋的外掛式單層多點(GF1)來估算,該加總價格可能約落在2美元左右。換句話說,單層多點on-cell內嵌式觸控面板廠的溢價最多也就是2美元,如果無法做到這個溢價,對品牌的吸引力就不大。

但就算做到,其毛利是否得以創造正盈餘,就考驗面板廠產線的成本管理能力。因此,內嵌式觸控面板正在攫取外掛式觸控面板的出貨比重這是肯定的,但是要在短時間造成嚴重威脅,恐怕還言之過早。不過NPD DisplaySearch指出,目前有四家面板廠願意積極投入內嵌式觸控面板,這對其未來發展與對品牌採購疑慮的消除是有相當正面的意義。

新材料的導入與使用
NPD DisplaySearch表示,觸控面板廠業目前正在積極導入或是測試的材料主要有兩個方向,第一是感應電極的ITO取代材料,第二是保護玻璃的取代材料。ITO取代材料的導入未必是因為銦礦(indium)產能的不足。

縱然銦金屬每公斤的價格已經高達約5,000元人民幣,甚至比銀金屬還要貴一些,但是對於其礦藏的竭盡與否仍有爭議。ITO取代材料導入的意義在於應用端的需求。當觸控面積大於10吋以上時,目前ITO導電薄膜的阻抗值規格恐怕力有未逮,而ITO導電玻璃固然可以有較佳的規格,但是其厚度與重量卻是個顧慮。

因此,若是能夠採用像是金屬網格或是奈米銀絲這些新材料,那麼電極的輕薄與低阻抗值就可以兼顧,更重要的是尺寸的應用範圍較不受到侷限。另一方面,可撓性也是新材料的優勢;ITO經過多次彎折後,不僅阻抗值不穩定,而且會急遽升高。

而在保護玻璃方面,關注的焦點也從過去鈉鈣玻璃對鋁矽酸鹽之爭,變成是藍寶石或是塑膠的採用。藍寶石之所以被廣泛討論,主要還是因為Apple可能採用的關係,縱使Apple比較可能在未來以結合其自有專利和供應鏈的方式來運用藍寶石,但是已經留給產業無限的想像空間。藍寶石有高達莫氏硬度9H的特性,足夠抵抗生活中灰塵、沙礫對保護玻璃的磨損。

不過,藍寶石也有劣於一般玻璃的缺點,特別是價格、生產過程耗能與透光性的問題。至於以塑膠材料來作為保護玻璃,主要是因為塑膠在加工過程中較不易破損,因此良率較高。不過,目前塑膠(通常是PC結合PMMA)加上硬塗層後,大約僅能達到4~5H (鉛筆硬度而非莫氏硬度),其抗磨損能力仍然不足,因此硬塗層材料發展就成為塑膠應用於保護玻璃的關鍵。

貼合與背光組裝
如果把觸控面板廠的工作內容作區分,一般所謂的前段像是感應電極蝕刻,而後段則是貼合。純粹以觸控功能的角度來看,前者當然與觸控面板絕對相關,但是後者卻比較接近系統廠的範疇。前者的發展在於感測電極的結構演進、圖案蝕刻或鍍膜的工法,以及成本管理等關鍵,而後者就直接跟貼合良率相關。

NPD DisplaySearch指出,一般觸控面板產業內所提及的「貼合」,指的是顯示面板與保護玻璃(或加上感測電極基板)之間的光學膠全貼合(optical bonding)。全貼合對視覺與顯示效果有顯著的改善,但是考量面板的價格加上貼合良率的損失後,不擅長全貼合的觸控面板廠就可能「因小失大」,賠掉原有的毛利。

不過,隨著品牌對規格要求的精進與行銷訴求,全貼合與鋁矽酸鹽玻璃的導入,甚至已經逐漸成為性價比高的智慧型手機機種的標準規格。特別是當面板廠積極發展內嵌式觸控面板之際,感測電極可能內建到顯示面板內,因此總體市場前段的部分產值也將無可避免地轉移到面板廠手中。

但是另一方面,面板廠卻未必對後段的貼合製程得心應手;有些面板廠雖然也有貼合產線,但多半是為了整合生產流程、服務客戶,而且貼合產線雖是自動化,但人力的需求程度必然大於面板製程。在此這種態勢之下,全貼合的滲透率越高,其實對擅長全貼合的觸控面板廠來說是件好事。

再者,全貼合對無塵室環境的要求甚高,這也意謂除了貼合良率,無塵室設備的投資也是重要關鍵。在實際的貼合模組半成品出貨上,除了面板、感測電極基板與保護玻璃外,還會包含其他的機構件(像是邊框)。因此NPD DisplaySearch指出,這就是為什麼我們會認為廣義的貼合製程其實比較靠近系統廠的範疇。 對這些進行全貼合的觸控面板廠來說,既然無塵室的投資都已經下去了,從貼合流程設計的最佳化來考量,整合背光模組也是自然的事。一方面,品牌可以繼續主導「空玻璃」(open cell)的運籌流程,二方面觸控面板廠也可藉此提高產值;在觸控面板膠著於中小尺寸應用、報價直直滑落之際,不嘗是一種「軟著陸」、等待未來新成長動力的好方法。