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汽車智慧化帶動 螢幕尺寸及數量上升

群創展出10.1吋車用AM miniLED技術,預估將於2020年正式上市。來源:taiwanexcellence.org

綜觀近年各大汽車品牌所推出的新車款,在汽車數位化及智慧化的趨勢帶動下,可以發現車輛搭載的螢幕數量愈來愈多,例如儀表板、彩色觸控中控台、抬頭顯示儀與智慧後視鏡等。

IHS Markit 預測,2019年車用顯示面板出貨將達1.65億片,年增12.1%;中控顯示面板和儀錶顯示面板將持續以每年5?10%的幅度穩定成長,抬頭顯示器和電子後視鏡用面板則將會有兩位數的高速成長。

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汽車配備的螢幕尺寸越來越大,圖為Luxgen U5的12吋觸控螢幕。(來源:carnews.com)

另一發展方向則是車載螢幕的尺寸愈來愈大,這是為了呈現更多的資訊。首先,Tesla Model S採用了17吋的車載顯示螢幕,將所有車內功能集中在此螢幕上操控;賓士的A-Class車款也配備由2塊10.25吋面板組成的拼接螢幕,分別執行儀表板和中控台功能;國產品牌Luxgen也推出配備12吋螢幕的車款。

根據IHS Markit的預估,2019年市場已開始進入規格升級和換機需求,第1季中控顯示尺寸8吋及以上的出貨比重達41%,儀錶顯示9吋和以上的比重達9%,預期到 2024年,大於10吋的出貨比例將會超過15%。

螢幕數量增多及尺寸加大,這也就驅動了更龐大的面板商機,車用螢幕需求儼然已成為面板業者積極布局及競逐的新戰場。就目前的競爭態勢來看,在目前車用面板市場中,日本、南韓與台灣等廠商仍擁有優勢,然而近年中國大陸面板廠商以令人瞠目的成本競爭力殺入市場,包括京東方、天馬與信利等業者早已是不可忽視的競爭力量。

車用市場成長   面板廠商競逐

在主流車用面板市場中,日本與台灣JDI、夏普、友達、群創和華映等各面板廠,都扮演舉足輕重地位。根據IHS Markit統計,車用面板市佔率仍是JDI(日本顯示器) 穩居冠軍寶座,以市佔率18.6%領先,友達則居亞軍,其後依序為天馬、LGD(樂金顯示)、夏普、群創。值得注意的,京東方進入前十大廠商,以以市佔率3.8%名列第九。

為了維持優勢,面板廠商除了不斷推進尺寸和解析度外,也持續創新開發車用的LTPS LCD、AMOLED,In-Cell/On-Cell等製程,例如,群創最早採用LTPS LCD生產車用面板,該公司更於2018年的美國拉斯維加斯CES展上,首次展出10.1吋規格大小的車用顯示主動式次毫米發光二極體(AM miniLED)技術,並預估將於2020年正式上市。

相較於以傳統LED背光源驅動電路架構的Mini LED,群創的AM Mini LED,是以TFT所形成的主動式矩陣電路(Active Matrix;AM)驅動,群創表示,此驅動方式不僅能發揮Mini LED的性能優勢,且更具價格競爭優勢,也能達到產品輕薄設計的需求。

群創指出AM Mini LED車用產品的特性包括:能夠精準調控電流,具有數千調光分區數(Local Dimming Zones),在畫面銳利度、對比度等方面,不但能與OLED分庭抗禮,甚至要比OLED更適用於車載應用,亦不會出現如OLED的耐高溫可靠度不佳、使用壽命較短、殘影烙印等問題。

繼AM Mini LED車用面板後,群創將進一步發展軟性基板的AM Mini LED背光源,搭配異型或曲面LCD,以滿足車用客戶在設計及外觀方面需求。

另外,友達於Touch Taiwan 2018展覽展出採用全貼合技術同時結合儀錶板、中控台及副駕駛座面板的超高解析駕駛艙顯示器,以及3?13.2吋中控台、後照鏡與抬頭顯示器面板。夏普則在日前於東京的媒體活動上展示12.3吋的OLED車用螢幕,夏普表示最快將於2021年供應這些可被折成曲面的車用面板。

電容式觸控  可望後來居上

為了方便操作,中控台彩採用觸控螢幕已成為趨勢。在此之前,德系車廠多認為駕駛操作中控台需移開視線,這有安全上的疑慮,因此並非最適合的車內人機互動方式,因此德系品牌設計還是保留按鍵、旋鈕等操作介面。然而,有越來越多車主認為還是觸控中控台的操作更為直觀及順手,因此德系車廠也開始於部分車種導入觸控螢幕中控台。

值得注意的,雖然目前仍有Panasonic和富士通等少數日系觸控模組廠持續推廣車用電阻式觸控模組,然而可以看到已有愈來愈新車款轉而採用更高階的電容式觸控模組,可以預期電容式觸控功能將會在2022年後成為車內全彩中控台的標準配備。

現階段車用電容觸控晶片主流供應商仍是賽普拉斯、愛特梅爾與新思等國際業者,台灣方面,盛群、聯陽與矽統等已耕耘車電市場一段時日,中國大陸也急起直追,例如此匯頂科技也積極切入車用市場,未來發展不可小覷。

解決螢幕干擾問題  半導體業者提供方案

在新產品方面,賽普拉斯新近發表的車用電容晶片TrueTouch CYAT817,可支援I2C和SPI兩種介面,封裝採取128和100針的TQFP封裝,除了能滿足最基本AEC-Q100標準外,整體性能更可滿足車規IEC 61967、IEC 62132、ISO 11452與CISPR 25等嚴格的抗干擾規範。

另外,由於汽車螢幕需通過嚴格的頭部碰撞和振動測試,因此需具備較厚的玻璃蓋板,這會影響觸控的效能,且由於螢幕尺寸加大,觸控式螢幕更易受到其他頻率的干擾,例如調幅收音機和車輛門禁系統等。

為了解決現代汽車電容式觸控系統所面臨的問題,Microchip Technology推出全新的單晶片maXTouch觸控式螢幕控制器系列產品,可支援最大20吋螢幕,此產品最多採用近3,000個觸控感測節點,能提供優異的訊號雜訊比效能,足以克服厚玻璃蓋板形成的障礙,使用者即使戴著手套,或是在螢幕潮濕的情況下也能實現多指觸控。

整體而言,隨著車聯網及5G的帶動,車內資訊系統益發重要,觸控螢幕中控台已成為接受度及高的車內人機介面方式,這將為面板、觸控模組、觸控晶片等相關業者帶來新一波商機。

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