晶鈦國際電子智能晶片全螢幕手機的仙丹靈藥 智慧應用 影音
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晶鈦國際電子智能晶片全螢幕手機的仙丹靈藥

晶鈦國際電子總經理張志輝先生。
晶鈦國際電子總經理張志輝先生。

智慧型手機成為潮男仕女們重要隨身配件的年代裡,品味與美感或許就在那方寸之間競爭,爭奇鬥豔的造型讓各大廠品牌的旗艦級智慧型手機趨之若鶩,「無邊框」或「超高螢幕佔比」逕相比拚爭排名,致命的吸引力仍然無法擋。

從筆記型電腦、平板與智慧型手機的行動裝置的世代演進,每一個主流品牌的外觀特色、造型與所使用的突破性的材料,一向是這個產業的年度盛事,曾幾何時資訊產業與消費性電子產品,隨著超級跑車等頂級消費趨勢,一起向巴黎時裝產業看齊,外觀的展示代表新時代消費文化的極致的表現。

但是光彩炫麗的外表,仍逃不掉使用者體驗與功能需求的嚴苛檢驗,手機外觀上必備的插孔、微型開口就成為各廠商在技術與製程上重要的挑戰,雖然只是毫釐之差,但是往往是實際通話品質與資料傳輸速度的關鍵,影響商譽與口碑至大,一有閃失連高階主管的烏紗帽都要賠上,這種慘痛的教訓,實在讓國際品牌大廠又愛又恨,既期待又怕受傷害。

其中最重要的外觀上的「殺手」就是天線的擺置位置,因為負責行動通訊信號的接收與傳遞,行動裝置的天線外觀的演進,從早期的可被看到,變成現在必須完全隱身在造型之間,所以多半放在智慧型手機的最上方,要不就是最下方。

但是因為無邊框與高螢幕佔比的設計,只能一再擠壓智慧型天線的面積,於是對手機的信號接收造成重大的衝擊,而且消費者持握手機的方式,也影響到實際的信號通訊的效果,所以使用者體驗的改善就成為目前主流大廠的重要目標與技術上的重大試煉。

隨著LTE的行動通訊移往第五代通信標準(5G)前進,多天線的使用,以目前從一台智慧型手機的兩根天線的標準配備,要增加到4、8與12,甚至16支天線的配置,新的挑戰馬上排山倒海而來。

再者,另外一個伴隨5G而來的重要考驗,就是各種安全規範的檢測,由於LTE與5G使用的頻譜從6GHz以下的頻帶,朝向毫米波通信所用的高頻段設計,電磁波的檢測,以及人體特定吸收率(Specific Absorption Rating;SAR)標準愈趨嚴苛,因為手機通話使用時,會直接靠近人體的頭部,所以符合在不同頻段的電磁波與SAR的標準,便成為新產品能否及時上市的重要挑戰。

晶鈦國際電子(Jieng Tai International Electronic Co.)是一家智慧型半導體晶片設計與智能天線設計公司,重要的核心工程與技術主管都來自國內手機第一線品牌大廠,總經理張志輝(Ricky Chang)與技術長周祐邦(Jeffrey Chou)聯袂出席接受這次的專訪。

晶鈦國際電子是在2012年初從筆記型電腦產業受到MacBook Air所引起的超薄與極簡外觀,以及全金屬外殼的衝擊下,一連串的材料與工程技術的挑戰中看到了新機會。那時也因為窄邊框的筆記型電腦螢幕造成天線的設計與擺設位置、面積的挑戰而起,透過專利技術的晶片設計與完整的解決方案,協助台灣與大陸最主要的筆記型電腦的品牌,正面迎戰MacBook Air的挑戰。

智能型晶片賦予天線系統具備感測能力  大幅改善使用者體驗

這場戰爭讓晶鈦國際電子的智能型晶片在大陸一線品牌大廠打響的名號,張志輝非常自豪的表示,隨著筆記型電腦邁向智慧型平板的世代,天線的挑戰更加的嚴苛。

尤其是2-in-1的筆記型電腦等結合傳統筆記型電腦與智慧型平板的優點,在造型上極盡當時所有在機構上的創意,特別是Lenovo Yoga Pro的360度螢幕旋轉等設計,透過晶鈦國際電子的智能型晶片將天線與轉軸的設計巧妙的加以結合,並調整最佳天線的信號接收效率。

利用具備感測能力的晶片來扮演重要的角色,能夠有效偵測使用者在折彎的各種螢幕角度,同時針對天線的信號增益做精巧彈性的調整,這個體貼的設計改善Lenovo產品的使用者體驗,贏得客戶的好評,強力開展Lenovo品牌的知名度。

周祐邦提到這個專利技術的發想,源自於智慧型手機天線都是利用金屬來形成輻射體以傳輸或接收無線訊號,如此單一功能卻佔用手機相當的機構空間甚為可惜,所以開發出具有輻射與環境感知雙重功能的智能天線系統,當人體接觸到金屬天線所產生的電容效應被有效的偵測之後,就可以算出天線的位置與發射功率增益的調節,所以整體電子裝置的收訊效率就可以有效的提升。

雖然只是一個基本的物理的效應,但是往往魔鬼都藏在細節裡,晶鈦國際電子的IC解決了天線因為造型與機構設計的需要而犧牲信號傳遞效能的難題,確保窄邊框的美觀造型,兼顧快速通過安規與電磁波的測試與認證,使產品得以迅速上市,大量縮短「Time-To-Market」的時間。

晶鈦國際電子的智能IC取代紅外線距離感測器  搶攻全螢幕智慧型手機的主流

在筆記型電腦初試啼聲的晶鈦國際電子,開始看到智慧型手機的一級戰場的需求,其天線的限制更大。由於市場上的無邊框設計更向極限尺度挺進,加上顯示面板與手機外部機殼材質的革命性的發展,從塑膠外殼,鋁鎂合金,一路輾轉到單片玻璃外殼,雙片玻璃,以及新世代的陶瓷外殼,每一個造型上為了考量人體工學的手握方便性,更大的設計的挑戰,讓品牌手機大廠疲於奔命。

張志輝看到這個挑戰,除了更新晶片的功能,考量智慧型手機動輒數億台等級的出貨規模,財務與半導體供應鏈的管理與庫存、交期等後勤支援,更是不同等級的遊戲規則,所以開始與半導體晶片通路商與主要的射頻解決方案供應商的合作變得勢在必行。

除了各大手機品牌的研發中心與採購單位的密集支援與拜訪,張志輝與技術人員輾轉絡繹於途,幾乎只能在大陸各大城市上的高鐵路程中稍事休息後就接續下一個拜訪行程,每一個品牌廠都非常驚訝於實務面上的一顆小小的半導體晶片,紓解了他們在產品設計與分秒必爭的上市行程中的極度焦慮與糾結,張志輝戲稱這個晶片簡直是他們的「救命仙丹」。

智慧型手機需要偵測到使用者把手機舉到頭部講電話的情境,因為講電話需要讓面板轉成全黑關閉狀態,以避免使用者誤觸螢幕以及達到省電之目的。

市面上高螢幕佔比手機設計上已不再使用傳統紅外線距離感測器(IR sensor)來控制螢幕的開關,改用了超聲波感測器來實現螢幕不開孔的精美製程,但是超聲波感測器失誤狀況與延伸的缺點時有所聞,雖然不在螢幕上開孔但是卻在窄邊框上開孔就是為了遷就超聲波感測器的訊號發射和接收而設。

鑽幾個小孔的動作雖小,但是對造型尺寸錙銖必較的旗艦級機種而言,就是製程良率的重大挑戰,以目前主流品牌追求陶瓷機殼機種的上市,最後就是因為生產良率的提升不易,無法放量供貨,導致價格居高不下,錯失市場先機。

超聲波感測器另一個為人詬病的狀況就是窄邊框上的開孔會因為使用一段時間後累積的灰塵、雜物堵塞而造成準確性的失誤,因為超聲波發送與接收訊號所形成的感應迴路需要保持暢通,才能判斷手機是否貼緊消費者的臉龐,一旦失誤狀況連連,將會造成使用者產生不好的體驗,進而破壞對品牌的印象及降低信心。

張志輝表示晶鈦國際電子的智能IC方案具有幾項優勢:

1. 藉由智慧型手機上天線與人體電容效應的偵測,不但可以做到和超聲波感測器一樣去取代IR感應器,而且不需在精美的全螢幕上開孔,滿足全螢幕外觀的時尚設計要求。2. 晶鈦國際電子的智能IC方案比起超聲波感測器具有更高準確性、價格更低、完勝超聲波感測器。

3. 節省機構空間且完全不需在邊框上開孔的優勢能達到手機設計者對外觀造型完美、高品質的要求。4. 晶鈦國際電子的智能IC能與手機OEM、ODM廠商及終端品牌在天線設計上無縫接軌、完美合作,兼顧天線性能且設計更簡單,進而降低生產成本。

對於接下來的MIMO多天線設計、全螢幕、陶瓷外殼等重大設計里程碑與緊接的5G世代手機的戰場,以及由AirPods所引發的新潮藍牙無線耳機的商機,晶鈦國際電子的半導體解決方案即將大顯身手,奮力一搏。

大陸第一線品牌全螢幕手機高速成長  料將帶動晶鈦國際電子大爆發

展望未來,導入晶鈦國際電子智能IC的智慧型手機,仍以大陸第一線品牌為主,2017年的下半年更是所有的新款式與機種的大量產品化的時程,預計在2018年晶鈦國際電子的主力營收將會全面由智慧型手機產品的晶片扮演成長的高速火車頭的角色。

由於5G世代的技術標準由3GPP所主導,時程上需要等到2020年後才開始正式商業運轉,目前所有的規範與標準仍在密集討論與更新中,但是各大旗艦級機種的開發動作也緊鑼密鼓般地展開,晶鈦國際電子以過去長期累積的合作開發的經驗,兢兢業業追求客戶滿意度的提升,總是盡善盡美的極致追求是智慧型手機產業中每一個品牌的終極信念,所以挑戰隨時隨地可能到來,貼近客戶、掌握關鍵能力,才是晶鈦國際電子掌握品牌大廠合作契機的保證。