触摸屏产业发展动态

摘要：本文介绍了触摸屏的市场与技术发展态势。

关键词：触摸屏；OGS；In-ceH；噪声

DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2013.4.001

世界市场年增长率达34%

IHS Displaybank公司MAII部门高级分析师吴善同指出，近几年随着智能手机与平板电脑的全球性的热销，带领整个触摸屏产业爆炸性的成长。2013年全球触摸屏产业市场规模预计达18亿部，较前一年成长34%，其中电容式触摸屏在2012年超过10亿部之后，2013年预估更上一层楼，将成长至接近16亿部的规模，年成长率高达49%，且电容式触摸屏占据整体市场90%以上的分额，主导整个触摸屏产业的发展。

2012～2016年全球触摸屏市场规模展望

随市场不断扩大，触摸屏的应用产业不仅局限在智能手机与平板电脑，开始渗透至笔记本点脑、一体机电脑、LCD监视器及公共显示屏等凡是带有LCD屏的各种电子产品，但因在各种终端应用产品所被要求的产品规范及可接受的零部件价格不同，触摸屏企业为了满足市场的要求，且确保产业竞争优势，在生产工艺与产品结构投入大量的研发资源，试图开发出同时具有成本、生产工艺、生产效率、产品规格等方面具竞争力的电容式触摸屏，因而延伸出各式各样电容式触摸屏，形成百家争鸣的产业环境。

目前的电容式触摸屏可分为外挂式（Add-on Type），保护玻璃整合式（Touch Integrated with Cover Glass）及显示屏整合式（Touch Integrated withDisplay）等三大类，而在这三大类之下共有12种不同的电容式触摸屏结构，因不同结构的触摸屏各有不同优缺点，因此也有不同的拥护者。

电容式触摸屏结构分类

以2012年为基准，在各种电容式触摸屏中市场份额最大的依序为GFF、GG及AMOLED OCTA三种，合计占了近九成的市场份额，但自2013年开始，这样的市场态势出现明显的变化。拥有三成以上市场份额的GG因厚度与重量方面的缺点，市场份额开始被只使用单片玻璃的G2（OGS）与G1替代，而In-cell与使用单张ITO薄膜的GF1/GF2持续扩大其市场份额。

在各种电容式触摸屏中，近期最受到瞩目的非G2（OGS）与G1莫属。G2与G1因将ITO感测层放在保护玻璃上，因此结构上只有一片薄薄的玻璃，在所有外挂式触摸屏当中在厚度上具有绝对的优势。因此近期中国的智能手机企业开始纷纷采用G2或者Gl结构的触摸屏，带动触摸屏企业纷纷调整生产设备或投入新设备，加入生产G2与G1电容式触摸屏之行列。G1因只有单层ITO，在工艺与成本上较具有优势，但目前只能支持5点触控，要采用在高端产品上自然会有所顾虑，因此G1触摸屏通常采用在5英寸以下的中低端产品，而拥有两层ITO且支持10点触控的G2，则无此局限，发展领域较G1更宽广。尤其是在7英寸以上的平板电脑与笔记本电脑产品，除了苹果与三星尚未采用之外，大部分的企业在2013年以采用G2电容式触摸屏的比重将大幅提升。

OGS和内嵌式触控技术分析

赛迪顾问的基础电子产业研究中心光电事业部副总经理葛霁详细介绍了各种触控技术。他说，2013年触控技术市场的关键词有单片玻璃式触控技术（OGS）、内嵌式触控技术（包括in-cell和on-cell两种）。

OGS是将感应线路基板与表面玻璃整合，直接将感应线路制作在表面玻璃上，从而减少了一层玻璃基板和一次贴合：面板内嵌式触控则是将感应线路基板与显示面板整合，根据感应线路的不同位置，又分为in-cell与on-cell两种。in-cell的感应线路位于显示面板内部，而on-cell的感应线路则位于显示面板的彩色滤光片上或AMOLED的封装玻璃表面。减少了感应线路基板的使用后，贴合次数也仅剩下一次，也就是表面玻璃和面板之间的贴合。

在技术层面，OGS在成本、适用尺寸、技术成熟度方面，相比in-cell和oncell具有明显的优势，仅在轻薄化上略逊于in-cell，但随着切割及强化工艺提升，差距将会不断缩小：在厂商布局层面，OGS工艺门槛较低，更有利于传统触控模组厂商和盖板厂商进行整合：随着我国内地和台湾有关厂商的大举进入，产能将不断提高，从而全面覆盖各种尺寸及各种档次的触摸屏，未来发展空间十分广阔：in-cell和on-cell是将感应线路与显示面板相结合，一方面由于涉及到触控芯片的选择，未来面临面板厂商与整机厂商的博弈，很可能走定制化的路线，定位为追求极端轻薄的高档次机种所使用，另一方面由于受到技术本身的限制，尚不适用于中大尺寸的触摸屏。此外，on-cell目前仅有三星一家大规模供货，发展空间有限。in-cell同样面临技术门槛过高，持续供货能力不足等问题。

技术趋势

人机界面已成为技术发展最迅猛的领域之一，几乎涉足各个市场：从智能手机、移动计算到消费类电子产品及家电，并最终大张旗鼓地挺进汽车市场。Microchip全球销售和应用副总裁Mitch Little称，人机界面、连接功能、便携、能效以及低功耗将成为MCU领域在2013年的关键词。

在多种产品线组合的基础上，加入差异化的功能和解决方案，还有成本控制，是今年触控领域的关键词。赛普拉斯（Cypress）公司TrueTouch产品营销团队经理Patrick Prendergast称。因此，赛普拉斯的方案是多种产品线组合，并且提供差异化的功能和解决方案。

差异化的功能和解决方案方面可使OEM和ODM的产品在竞争极其激烈的消费电子产品市场上独树一帜。这些功能包括湿手指跟踪、厚手套，以及便于唤醒（Easy-Wake Up）。这些功能均已经过完备的测试，可随时集成到新的项目中。

防水：在每个细分市场上，赛普拉斯的产品均支持防水和湿手指跟踪。这是TrueTouch的独到之处。赛普拉斯的TrueTouch器件能在同一芯片上通过独有的算法实现自电容和互电容感应，从而实现卓越的湿手指跟踪性能。

多手指手套：在寒冷的冬季，特别重要的一项功能就是用户在戴手套的情况下也能正常操作触摸屏。赛普拉斯将在新产品中支持多指手套感应功能。

便于唤醒：这一功能可以让用户以特定的动作唤醒设备，最多能有四种自定义唤醒动作。

成本：赛普拉斯认识到成本对于客户而言是一项重要的考虑因素。前段时间，该公司了配合TST242使用的LCS单层传感器解决方案。这些器件支持双指动作，包括捏夹、缩放。一些在中国市场上非常畅销的国际品牌手机已经采用了这类产品。

SLIM：SLIM是赛普拉斯独有的能支持十指的多点触控单层传感器方案。SLIM基于TST242芯片，加入了互电容感应功能，具备多点触控的所有优点，同时还降低了成本。赛普拉斯所有的多点触控器件均支持SLIM传感器方案。该公司预计今年能批量供应这一产品。

脸部识别：赛普拉斯TMA483器件提供了面部识别功能，以便替代感测触摸屏与脸部距离的红外接近传感器。在进行通话的时候，手机的主处理器可以采用这一信号，将液晶显示屏关掉，从而延长电池使用时间，同时防止通话期间的误触摸动作导致电话突然挂断。

寻找手机差异化应用

上海艾为电子电容触控产品线产品经理丁俊称，唤醒手机、点亮屏幕或者让手机进入待机状态是最终消费者每天最频繁的操作，据统计，一个深度智能手机用户，每天对手机进行唤醒、点亮屏幕的操作次数可高达一百多次。对于普通的安卓手机，传统唤醒手机的操控方式是用户按一下手机电源（Power）键，这种操作的弊端一是电源键位置不统一，消费者不易适应；另外，随着智能机尺寸越来越大，唤醒手机操作往往需要单手上下移动甚至双手配合，并不符合人的使用习惯。为此，上海艾为推出了AW9136，将手势识别与智能机唤醒、或进入待机状态等应用结合，提高了操控便捷程度和用户体验。

“手机在待机状态时，用手势唤醒手机是提升用户体验的一个非常好的功能，再加上酷炫的呼吸灯效果，也会是柜台促销一个很好的卖点。”丁俊称。但是，在手机待机时要实现手势，一定要解决好功耗问题，现有的电容触控芯片，一是芯片本身功耗偏大，静态电流可能高达10mA，二是内部没有完整的手势识别算法，需要把数据上报到基带进行进一步的判断操作，这样不停地唤醒基带会让手机的待机功耗大幅度增加。AW9136内部集成了完整的手势识别算法，正常工作时功耗仅为500uA；内置独有的精准的手势识别技术能避免因人为误操作、或误判断而导致手机被频繁的唤醒，使炫酷的手势识别应用与待机功耗之间达到最佳平衡。

触摸传感器开关代替机械开关

据安森美半导体三洋半导体产品部LS1分部汽车器件开发部部长奥村武清介绍，触摸IC技术开发的关键就在于噪杂环境下稳定工作及检测故障模式。可以采用触摸传感器开关来替代机械式开关，不仅提升设计灵活性，还可以帮助降低成本及优化用户体验。

典型产品如安森美的LC717系列高性能电容式触摸传感器集成电路。安森美已申请了十多项有关其独特的自动内置噪声及环境变更补偿功能技术的专利，这些专利用于防止及补偿跟噪声相关的故障，以及由于积累灰尘或油污、温度及湿度等环境变化导致的灵敏度变化，非常适合于白家电及家用电器应用，如电冰箱、电磁炉、电子秤、饮水机、遥控器、音视频设备及其它终端应用。

软实力：质量、方便、快速

“2013年触控技术将继续占据市场主导地位，前期投入的触控技术研发将在今年发力。”上海海尔集成电路公司销售总监唐群指出。上海海尔集成电路的宗旨是“质量”、“方便”、“快速”，在触控IC产品线上也是坚持贯彻这一宗旨。

质量：上海海尔凭借在MCU产品领域多年的抗干扰技术开发经验，和在算法技术上的优势，保证了其触控IC的产品稳定性非常好，针对市场上参差不齐的屏模结构，该公司的触控IC都可以支持，保证运行良好。除了产品质量，该公司对服务质量也严格把控，无论大小客户，都提供完善的售前售后服务。上海海尔的触摸屏研发人员都是具有多年开发经验的专业技术人员，具有十分敬业的工作态度，以便在最短的时间内解决客户的难题。

方便：除了IC本身具有很好的稳定性，还提供一整套的开发解决方案，如开发套件，包括触摸显示软件、USB接口连接板、触摸屏演示等：屏厂量产测试工具，包括Open测试、Short测试、Flash更新、划线测试：Flash下载工具：Flash用户配置工具：驱动程序参考设计等。保证客户从前期准备，到生产、调试每个过程都进展顺畅。2013年上海海尔还开辟了400热线电话、线上客服平台，网站上提供更多培训资料、应用方案，方便交流，答疑解惑。

快速：触控市场变化非常陕，通常客户提出的要求，要在很短的时间内做出响应方案，该公司依靠强大的研发团队、FAE（现场应用工程师）支持、IC设计工程师现场支持，与客户深入交流，保证在最短的时间里满足客户需求，帮客户找到解决方案。

解决方案特色

·自适应调频技术：对驱动频率内的噪声变化敏感，在检测到有噪声干扰时，能快速的切换到静频率，以抑制噪声。

·硬件滤波：集成了硬件DSP算法进行滤波，提高了信噪比。

·更低的模组成本：上海海尔的触控芯片可以使用无屏蔽层的屏，降低了屏的生产成本：减少的屏蔽层，同时可使模组更薄，透光率更高。

·不受充电器干扰：得益于硬件滤波和自适应调频技术，即使是低成本的充电器也能使用，而不会影响触摸体感。

·在快速响应方面，芯片本身的软件调试较快，Flash烧录时间较短：有专门的供货渠道，备货充足。

·建立技术服务平台，完善公开资料，使客户能快速咨询，得到解答。

2013年上海海尔集成电路计划推出多款新的触控IC，支持更大尺寸的屏幕。

参考文献：

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[2]从概念到面市，步步凝聚智慧电子产品世界，2012（10）：29

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