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汽车智能化带动 屏幕尺寸及数量上升

群创展出10.1寸车用AM miniLED技术,预估将于2020年正式上市。来源:taiwanexcellence.org

综观近年各大汽车品牌所推出的新车款,在汽车数码化及智能化的趋势带动下,可以发现车辆搭载的屏幕数量愈来愈多,例如仪表板、彩色触控中控台、抬头显示仪与智能后视镜等。

IHS Markit 预测,2019年车用显示面板出货将达1.65亿片,年增12.1%;中控显示面板和仪表显示面板将持续以每年5?10%的幅度稳定成长,抬头显示器和电子后视镜用面板则将会有两位数的高速成长。

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汽车配备的屏幕尺寸越来越大,图为Luxgen U5的12寸触控屏幕。(来源:carnews.com)

另一发展方向则是车载屏幕的尺寸愈来愈大,这是为了呈现更多的信息。首先,Tesla Model S采用了17寸的车载显示屏幕,将所有车内功能集中在此屏幕上操控;奔驰的A-Class车款也配备由2块10.25寸面板组成的拼接屏幕,分别执行仪表板和中控台功能;国产品牌Luxgen也推出配备12寸屏幕的车款。

根据IHS Markit的预估,2019年市场已开始进入规格升级和换机需求,第1季中控显示尺寸8寸及以上的出货比重达41%,仪表显示9寸和以上的比重达9%,预期到 2024年,大于10寸的出货比例将会超过15%。

屏幕数量增多及尺寸加大,这也就驱动了更庞大的面板商机,车用屏幕需求俨然已成为面板业者积极布局及竞逐的新战场。就目前的竞争态势来看,在目前车用面板市场中,日本、韩国与台湾等厂商仍拥有优势,然而近年中国大陆面板厂商以令人瞠目的成本竞争力杀入市场,包括京东方、天马与信利等业者早已是不可忽视的竞争力量。

车用市场成长   面板厂商竞逐

在主流车用面板市场中,日本与台湾JDI、夏普、友达、群创和华映等各面板厂,都扮演举足轻重地位。根据IHS Markit统计,车用面板市占率仍是JDI(日本显示器) 稳居冠军宝座,以市占率18.6%领先,友达则居亚军,其后依序为天马、LGD(乐金显示)、夏普、群创。值得注意的,京东方进入前十大厂商,以以市占率3.8%名列第九。

为了维持优势,面板厂商除了不断推进尺寸和分辨率外,也持续创新开发车用的LTPS LCD、AMOLED,In-Cell/On-Cell等制程,例如,群创最早采用LTPS LCD生产车用面板,该公司更于2018年的美国拉斯维加斯CES展上,首次展出10.1寸规格大小的车用显示主动式次毫米发光二极管(AM miniLED)技术,并预估将于2020年正式上市。

相较于以传统LED背光源驱动电路架构的Mini LED,群创的AM Mini LED,是以TFT所形成的主动式矩阵电路(Active Matrix;AM)驱动,群创表示,此驱动方式不仅能发挥Mini LED的性能优势,且更具价格竞争优势,也能达到产品轻薄设计的需求。

群创指出AM Mini LED车用产品的特性包括:能够精准调控电流,具有数千调光分区数(Local Dimming Zones),在画面锐利度、对比度等方面,不但能与OLED分庭抗礼,甚至要比OLED更适用于车载应用,亦不会出现如OLED的耐高温可靠度不佳、使用寿命较短、残影烙印等问题。

继AM Mini LED车用面板后,群创将进一步发展软性基板的AM Mini LED背光源,搭配异型或曲面LCD,以满足车用客户在设计及外观方面需求。

另外,友达于Touch Taiwan 2018展览展出采用全贴合技术同时结合仪表板、中控台及副驾驶座面板的超高解析驾驶舱显示器,以及3?13.2寸中控台、后照镜与抬头显示器面板。夏普则在日前于东京的媒体活动上展示12.3寸的OLED车用屏幕,夏普表示最快将于2021年供应这些可被折成曲面的车用面板。

电容式触控  可望后来居上

为了方便操作,中控台彩采用触控屏幕已成为趋势。在此之前,德系车厂多认为驾驶操作中控台需移开视线,这有安全上的疑虑,因此并非最适合的车内人机互动方式,因此德系品牌设计还是保留按键、旋钮等操作接口。然而,有越来越多车主认为还是触控中控台的操作更为直观及顺手,因此德系车厂也开始于部分车种导入触控屏幕中控台。

值得注意的,虽然目前仍有Panasonic和富士通等少数日系触控模块厂持续推广车用电阻式触控模块,然而可以看到已有愈来愈新车款转而采用更高阶的电容式触控模块,可以预期电容式触控功能将会在2022年后成为车内全彩中控台的标准配备。

现阶段车用电容触控芯片主流供应商仍是赛普拉斯、爱特梅尔与新思等国际业者,台湾方面,盛群、联阳与矽统等已耕耘车电市场一段时日,中国大陆也急起直追,例如此汇顶科技也积极切入车用市场,未来发展不可小觑。

解决屏幕干扰问题  半导体业者提供方案

在新产品方面,赛普拉斯新近发表的车用电容芯片TrueTouch CYAT817,可支持I2C和SPI两种接口,封装采取128和100针的TQFP封装,除了能满足最基本AEC-Q100标准外,整体性能更可满足车规IEC 61967、IEC 62132、ISO 11452与CISPR 25等严格的抗干扰规范。

另外,由于汽车屏幕需通过严格的头部碰撞和振动测试,因此需具备较厚的玻璃盖板,这会影响触控的效能,且由于屏幕尺寸加大,触控式屏幕更易受到其它频率的干扰,例如调幅收音机和车辆门禁系统等。

为了解决现代汽车电容式触控系统所面临的问题,Microchip Technology推出全新的单芯片maXTouch触控式屏幕控制器系列产品,可支持最大20寸屏幕,此产品最多采用近3,000个触控感测节点,能提供优异的讯号杂讯比效能,足以克服厚玻璃盖板形成的障碍,使用者即使戴着手套,或是在屏幕潮湿的情况下也能实现多指触控。

整体而言,随著车联网及5G的带动,车内信息系统益发重要,触控屏幕中控台已成为接受度及高的车内人机接口方式,这将为面板、触控模块、触控芯片等相关业者带来新一波商机。

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