觸控螢幕供應鏈觀察

PIXCIR Microelectronics CEO Jiin-Wei Hung

結合兩岸營運資金、歐洲瑞士人才，以投射式電容開發觸控晶片的瀚瑞微電子，期許能在海峽兩岸的觸控產業供應鏈中，協助相關產業對觸控螢幕有進一步的應用…

瀚瑞微電子創辦人兼總裁洪錦維表示，他是道地的台灣人，由於資金的因素，與瑞士的技術團隊在2007年8月於大陸蘇州成立瀚瑞微電子(PIXCIR Microelectronics)，以專業觸控IC研發以及觸控解決方案為業務範圍。他也指出，觸控技術可追溯至1982年多倫多大學發明可食指指壓感應的觸控螢幕；2007年蘋果與微軟相繼發表多點觸控的iPhone產品以及Windows 7，使多點觸控成為主流應用。

目前觸控技術有投射電容式、表面電容式、電阻式、表面聲波式、紅外線以及光學成像式6種，綜合業界的看法，大家都認為在螢幕尺寸十幾吋以下，應該都會使用投射式電容觸控螢幕，大尺寸面板則會使用光學式的觸控技術。

iPhone的興起為PIXCIR帶來機會

洪總裁指出，iPhone的興起為PIXCIR帶來機會，大陸研發團隊在2008年開發出電容式觸控晶片。2009年PIXCIR的Tango S32觸控晶片與達能光電合作，被使用在宏碁(acer)的Aspire 5738PG 15.6吋可觸控螢幕的筆記型電腦，全系列賣了100萬部。

另外像大陸禹華(YUHUA) 4.3吋智慧型手機、戴爾(Dell)的5吋MID、AVAYA的11.6吋觸控網路IP電話機、BenQ 6吋電子書、夏普(Sharp) 5.5吋與10.8吋電子書、華碩(ASUS) 9吋電子書、QooQ 10.1吋觸控訂餐機、友達14吋觸控鍵盤、大陸漢王(Hanvon) 10.1吋平板電腦、萬利達(Malata) 10.1吋平板電腦、惠普(HP) 12.1吋觸控筆記型電腦、德儀(TI) OMAP平台的10.1吋平板電腦，以及宏碁11.6吋Aspire 1825PTZ觸控筆記型電腦等，均使用Tango系列的觸控晶片。

洪總裁也提到瀚瑞發表的5點觸控應用的Tango C晶片，在搭配Android 3.0平台上的觸控應用，可說是相當有機會。從2009年5月到2011年2月，瀚瑞Tango S系列觸控晶片已經出貨1,000萬顆，全球前5大電腦品牌均有導入PIXCIR的觸控晶片產品。他也提到平板電腦預計的爆發情況並沒有發生，預料這個爆發潮會延遲6個月左右才會真正引爆。

目前瀚瑞正研發無限指多點觸控晶片Tango Q，目前正在台積電投單試產，它可適用於大尺寸的觸控螢幕，其技術強項在於有76根掃描線，內嵌8個並行觸控感應單元，新的感應方式加上支援10點以上的多點觸控，目前單顆觸控晶片就能支援到12吋螢幕，晶片樣本預計2011年8月就可提供。另外像Tango K系列則針對洗衣機、微波爐、咖啡爐，以及冰箱、烘衣機等家電產品的觸控應用。

洪總裁提出兩岸三地的觸控螢幕產業鏈模式示意圖，由中心環內的IC觸控廠商如瀚瑞(PIXCIR)、Synaptics、Cypress、Broadcom、Melfas等組成，提供觸控IC晶片經由外環向外拓展連接，右上方是如大聯大、至上、威健、Macnica等晶片代理商，再由晶片代理商提供晶片到ITO及模組廠商如AUO、達虹、和鑫、洋華、Wintek、宸鴻(TPK)、Nissha等，接下來外環從逆時鐘方向轉到位於內環左下方為演算法與韌體╱源代碼供應商，有Unitec、Wcom、M-touch等，最後轉向內環右下方的整機調試，此領域則是有HP、acer、Dell、Lenovo、Apple、Meizu、HTK、漢王等廠商。

洪總裁認為，蘋果Apple的優勢在於產品完美、挾數年產業經驗，之所以力量強大就是贏在數年的整合道路上，對於想擊敗Apple的大廠而言，可借助瀚瑞PIXCIR提供的3項最佳優勢與1項特性的觸控IC，結合兩岸產業鏈與海峽兩岸業界共創未來。瀚瑞目前已經有5項國際核心專利，在大陸也有160項專利，同時每年以80個觸控專利的速度往前推動。

從智慧型手機、平板電腦到明日家電 一切皆觸控化

接下來由掌管瀚瑞PIXCIR瑞士研發總部的營運長Vincent Fuentes主講觸控螢幕的市場趨勢。Vincent表示目前觸控的主要應用仍是在智慧型手機，2008年出貨的智慧型手機有1億支具備觸控功能，並且逐年成長到2015年超過6億支觸控螢幕的手機量；而第2大應用則是平板電腦，從2010年開始明顯成長，2011年預估有6,000萬部具備觸控功能的平板電腦出貨；到2015年預估有超過2億部具備觸控螢幕的平板電腦出貨。

而具備觸控功能的一般PC(桌電+筆電)，可望在2014年出貨量突破1億部。智慧型手機從2009年1.73億支的出貨量，到2010年爆發性成長到2.7億支，預估2011年底33%的手機都具備觸控功能；2010年投射式電容觸控螢幕產值超越電阻式觸控，而相關產能也趨於成熟；市場朝向5到10點的觸控需求，同時對低成本的電阻式觸控急需有取代的電容式觸控方案。

Vincent先介紹電容式觸控螢幕，有依據掃描線與人體(手指)接觸時之間的自體電容(Self-Capacitance)，以及兩條掃描線之間的相互電容(Mutual Capacitance)兩種電容感應原理，前者適用於低成本且2點觸控的應用，後者則在較高精密度的多點觸控上應用。以1個7吋的觸控螢幕為例，若以自體電容設計，需要水平26+垂直16條一共42條掃描線，但是無法做多點觸控；而採相互電容設計時，則需要水平26乘上垂直16條掃描線也就是416個判斷節點。

若以21吋觸控螢幕為例，採自體電容設計需要水平76加垂直43共119條掃描線與判斷點，但此時若使用相互電容設計則需76x43=3,268個判讀點，對觸控晶片運算效能與成本負擔太大。瀚瑞PIXCIR針對21吋螢幕採用相互電容設計，但採分割區域針對觸控點附近進行掃描，因此只需判讀少部分判讀點。

瀚瑞針對10吋以上裝置推出10點觸控的Tango Q，針對智慧型手機的5點觸控推出Tango C，針對GPS與工業電腦推出2點觸控的Tango M，取代電阻觸控的1點+手勢觸控產品Tango R，及針對家電設計的按鈕╱滑蓋式觸控的Tango K。Tango Q/C/M能以自體電容模式進行每秒3萬條掃描線判讀，並以相互電容模式進行每秒4萬個觸控節點交叉計算判讀，待機功耗僅0.3mW，掃描模式下功耗僅12mW，最大尺寸支援到26吋，支援USB與I2C介面，可搭配Android、Linux、Windows等作業系統，支援手掌鎖定(Palm Lock)與觸控筆寫的功能。

觸控結構的設計優劣 影響多點觸控的判斷正確性

最後由瀚瑞技術長Lionel Portmann進一步針對自體電容與相互電容的感應原理與特性做解說。他以一段示範影片說明多點觸控的判讀限制，當刻意將兩隻手的4個指頭放在同水平軸與同垂直軸方向下，某些碰觸組合會出現誤判的情形。以手指滑蓋這個動作來說，自體電容所感測到的X座標值對應電容值的函數曲線值變化極大，而相互電容式所呈現的電容值函數曲線較為平緩且均勻，同時ITO電極層之間的間隙大小，也會巨幅影響到相互電容式感應的耦合電容值。

一個良好的觸控面板結構在設計上，無論在感應點發生碰觸及放開階段，最好不要有耦合電容值的劇烈增加或減少的現象。同時也要避免當按下兩指時，電流從其中1指流入，沒有流向預定的判讀點電容，反而從另外1指流出到鄰近相交的判讀點電容，導致只有判讀到1個指頭的情形，此種情況需要藉由較好的電流回歸機制，以及把自體電容值降低的設計方式才能避免。