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觸控市場拓展 ITO替代材嶄露頭角

撰文/丁于珊    

自蘋果發布iPhone後,市場上掀起一陣的觸控風潮。發展至今,觸控技術無所不在,而當中也有一些趨勢正在轉變當中,例如筆記型電腦成長趨緩,讓許多廠商為此頭痛不已,不過穿戴式裝置的崛起也讓更多觸控大廠找到新的機會。

隨著智慧手錶、手環或智慧手機開始在螢幕顯示上有了變化,更輕薄、軟性顯示、可撓式面板成為吸引消費者目光的特點之一。為此,尋找ITO的替代材料更顯重要。對於ITO的替代材,市場各有擁護者,其中又以金屬格(Metal Mesh)及奈米銀線(Ag Nanowire, Ag NW)目前似乎發展較為成熟,也互別苗頭,而今年的COMPUTEX中也看到兩種不同材料的廠商展示其技術。


輕薄、抗噪訊 Atmel展現技術實力
在Metal Mesh當中,Atmel可說是市場領導者。當觸控商機剛起飛時,Atmel還未能趕上這股潮流,不過短短幾年時間,其Design-win的產品線已從智慧手機、平板電腦等行動裝置拓展至車用、印表機、提款機等具備觸控螢幕的產品中。能夠有這麼多的產品線,Atmel自有其技術實力。

由於Metal Mesh具有價格便宜以及導電性佳的特性,而銅線柔軟可彎曲的特性更能夠適用於軟性顯示當中,不少廠商看中這些特點,發展此技術,XSense即是Atmel的Metal Mesh一個代表方案,其T系列的產品可支援1.5吋至15.6吋的裝置。Atmel觸控產品事業部副總裁兼總經理Jalil Shaikh表示,Atmel的Metal Mesh部門成立至今已有四年的時間,採用極細的銅金屬線,讓肉眼幾乎辨別不到,且導入其MCU的優勢,讓觸控反映能夠更即時、靈敏。

除此之外,Jalil Shaikh指出,產品優勢還能夠支援自電容和互電容的自動調整,藉此達到更為省電的效果,其他還包括抗噪訊、支援防水觸控、手套、懸浮、1mm小的觸控筆等功能。為了因應消費性電子裝置輕薄的趨勢,Atmel也與康寧合作,開發出多點觸控的超薄觸控螢幕,結合XSense的可撓式觸控感應器和康寧的Gorilla Glass,整體厚度僅有0.4mm。

除了與康寧合作推出的高端觸控螢幕外,Atmel也開發出採用更堅硬的藍寶石材料作為Cover Lense,也針對新興國家的教育市場推出採用塑膠材質的Cover Lense,其厚度都不超過0.4mm。Jalil Shaikh表示,塑膠的Cover Lense厚度僅有0.1-0.3mm,兼顧成本及安全性,且更為輕薄,符合新興國家的教育市場需求。不過對於這一類輕薄觸控螢幕而言,Jalil Shaikh指出,在ITO透明導電感測層中,容易有誤報點(retransmission)的情況發生,不過透過Atmel的抗噪訊能力,儘管仍有些許雜訊,但在一般情況下,用戶已幾乎感受不到。


三星創投二度投資 Cambrios發揮潛力
而與Metal Mesh相競爭的奈米銀線也擁有自己的一片市場。提到奈米銀線,就不得不說到Cambrios。

2011年,三星創投投下500萬美元的投資後,Cambrios宣布再度獲得三星創投高達1000萬美元的第二輪策略投資,是什麼理由讓三星能夠兩度投下這麼高的資金?Cambrios執行長John LeMoncheck表示,最主要的理由是其材料對於觸控產業具有舉足輕重的地位。

隨著薄膜型觸控裝置越來越多,讓Cambrios找大極大的成長機會,根據市場調查,薄膜型觸控裝置從兩年前三分之一的市場占有率,到2014預估將會超過80%。此外,John LeMoncheck指出,未來隨著觸控裝置越來越輕薄,且消費者要求窄邊框、軟性顯示及低價位等,都將會是Cambrios的商機所在。

確實,在這些軟性顯示、輕薄或者大尺寸觸控螢幕市場而言,ITO因本身材料上的限制,並不是最好的選擇,因此市場中也出現了許多替代方案,而Cambrios的奈米銀線就是其中之一。其ClearOhm技術具備高穿透率、高導電度、常溫製程、不須真空環境、且能夠使用在曲面或摺疊式螢幕等優勢,值得注意的是,John LeMoncheck指出,奈米銀線能夠做到單一層的觸控感應層,讓裝置更為輕薄且節省成本。

傳統ITO必須有X軸及Y軸兩層觸控感應層,不僅在貼合上有良率問題,且也增加厚度及成本。然而,如果要做到單層感應觸控層,導電層必須有較複雜的圖樣蝕刻,John LeMoncheck解釋,這是ITO難以做到的方式,而奈米銀線因導電度較ITO高,因此能做到這樣的製程。目前,這種製程能夠應用到7吋產品,John LeMoncheck表示,未來也不排除將此技術應用在更大尺寸產品。除此之外,Cambrios的合作夥伴日立化工也提出OFS(One Film Solution)觸控薄膜方案,減少傳統ITO製程的步驟,且能夠更為輕薄。

由於奈米銀線具備許多優勢,因此目前也已受到許多廠商採用。Cambrios日前也與日本寫真印刷(Nissha)及宸鴻宣布將共同投入TPK Film,而John LeMoncheck指出,宸鴻也與Cambrios達成協議,每月將有兩百萬片用於手機的5吋螢幕產能,預計自今年第三季將會開始生產。

除了行動裝置或大尺寸觸控螢幕之外,Cambrios也將穿戴式裝置及軟性顯示列為重點市場之一,而目前市場中,也已經能夠看到LG、聯想等大廠採用其奈米銀線方案的產品。


Synaptics全面性佈局市場
不過除了在ITO上尋找替代材之外,人機介面廠商Synaptics則是以懸浮觸控、曲面觸控、觸控筆、指紋辨識等更多的解決方案來因應市場需求。

就目前的市場來看,筆電、智慧手機及平板電腦仍然是觸控技術的三大主要應用,Synaptics總裁暨執行長Rick Bergman指出,這三大裝置數量將會從2013年的12億成長至2016年的18億,對於Synaptics而言是極大的市場機會。近一年來,儘管市場趨勢有所轉變,但Synaptics仍是許多一線品牌廠的主要供應商,如三星、亞馬遜、SONY、HTC等。

Synaptics預估,未來持續拓展客戶群、大尺寸觸控螢幕、觸控板、TDDI(觸控和顯示驅動器整合)以及大中華區這五個區塊將會是Synaptics最主要的成長動能。其中,Rick Bergman指出,TDDI將會是未來的發展趨勢,且自從提出TDDI解決方案後,在智慧手機市場的出貨量佔比可望超過40%。

因此,為了加速推出TDDI產品,Synaptics近日宣布以485億日元收購Renesas SP Drivers的100%股份。這次的收購將會整合Renesas SP Drivers在智慧手機及平板的中小型尺寸顯示驅動器IC (DDIC)優勢,Synaptics預估兩者的結合將會提升1.5倍的潛在市場商機,加速TDDI產品的開發過程以及推動指紋辨識手機及其他設備市場普及。Synaptics行銷與業務發展資深副總裁Bret Sewell表示,此次的收購,將有機會為其觸控螢幕導入指紋辨識的願景帶來幫助。TDDI產品預計下半年將會量產,不過,Bret Sewell也坦言,要整合觸控及顯示兩個驅動晶片難度不小。

除了觸控解決方案之外,Rick Bergman指出,觸控螢幕將會有一波革命,並進入新的世代,除了傳統的按壓式觸控,將會有更多的人機介面應用在螢幕當中,例如懸浮觸控、生物辨識、曲面螢幕觸控等。Rick Bergman指出,顯示、Thin Touch及指紋辨識將會是未來三大潛力市場。

因此,Synaptics也針對各種需求提出不同的解決方案,例如Synaptics在去年10月份收購指紋ID供應商Validity後,進軍指紋辨識市場,其解決方案也成功應用在三星Galaxy S5中。Rick Bergman表示,生物識別市場從2014到2016年將會有88%的年複合成長率,這樣的成長率在其他電子產品市場中難以見到,因此Synaptics也將與Google、微軟、三星、VISA等大廠共同合作開發。同時,對於近來興起的物聯網及穿戴式裝置,Rick Bergman也表示,未來1-2年內將會有產品搭載Synaptics解決方案。


結論
整體來看,目前商用化的ITO替代技術仍然以Metal Mesh及奈米銀線為主,儘管ITO仍主導主流市場,不過隨著趨勢的轉變,對於彎曲觸控螢幕或軟性顯示的需求,讓這些ITO替代材開始展露頭角。

而越來越多成功的Design Win也都證明了其替代性已被市場認可,Cambrios執行長John LeMoncheck在記者會後開玩笑道,去年COMPUTEX能夠展示採用其技術的產品僅能夠擺放一張桌子,而今年已經足夠放滿一個房間,數量成長快速。足以顯見,未來這些替代材的市場具有驚人的成長潛力。


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