觸摸屏技術(shù)與市場(chǎng)現(xiàn)狀及其未來發(fā)展方向預(yù)測(cè)

從電話機(jī)，辦公設(shè)備，揚(yáng)聲器，數(shù)碼相框，電視機(jī)控制鍵，遙控器，GPS系統(tǒng)，汽車無鑰控制，到醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備，到處都是觸控設(shè)備！每一個(gè)行業(yè)，每個(gè)產(chǎn)品類型，各種尺寸，每一種應(yīng)用，甚至是每個(gè)價(jià)格點(diǎn)上，都離不開觸控技術(shù)。可以說，觸控技術(shù)無處不在。對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品而言，如何能設(shè)計(jì)出直觀、便捷的控制體驗(yàn)，是用戶界面）設(shè)計(jì)面臨的終極挑戰(zhàn)。UI設(shè)計(jì)一方面要考慮到使用者視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺等五種感官的需求，另一方面還要考慮到使用者需求對(duì)元件或系統(tǒng)的影響。

2.觸摸屏的工作原理、主要類型及其尺寸的區(qū)分

為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤。工作時(shí)，我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測(cè)用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。

電阻觸摸屏。這種觸摸屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制。電容技術(shù)觸摸屏。是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。紅外線式觸摸屏。紅外觸摸屏是利用X、Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測(cè)并定位用戶的觸摸。表面聲波，是超聲波的一種，在介質(zhì)（例如玻璃或金屬等剛性材料）表面淺層傳播的機(jī)械能量波。通過楔形三角基座（根據(jù)表面波的波長嚴(yán)格設(shè)計(jì)），可以做到定向、小角度的表面聲波能量發(fā)射。

由于顯示器領(lǐng)域不同尺寸的市場(chǎng)區(qū)隔很大，就目前觸摸屏市場(chǎng)，根據(jù)尺寸大小不同，區(qū)分如下： 小尺寸為4吋（含）以下。最常見的是手機(jī)及數(shù)字相機(jī)等應(yīng)用，輕薄短小是其特色；中小尺寸為5～9吋，最常見到的產(chǎn)品是GPS、掌上游戲機(jī)等手持裝置，仍是以消費(fèi)性電子產(chǎn)品為主；中大尺寸為10～21吋，產(chǎn)品應(yīng)用偏向商業(yè)或工業(yè)性質(zhì)，包括工業(yè)計(jì)算機(jī)等；大尺寸22吋以上，目前在公共顯示領(lǐng)域應(yīng)用最多，一般兼帶有商業(yè)和公益性質(zhì)。

觸摸屏是典型的高科技產(chǎn)品，目前已經(jīng)在信息查詢系統(tǒng)、便攜消費(fèi)電子、手機(jī)、
GPS等眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，尤其是中小尺寸觸摸屏。觸摸屏對(duì)電子產(chǎn)品的意義首先是功能上的，其次是個(gè)性化設(shè)計(jì)意義上的。結(jié)合不同尺寸觸摸屏的市場(chǎng)區(qū)分分析。實(shí)際上，個(gè)性化設(shè)計(jì)上意義主要針對(duì)中小尺寸，大尺寸更多的僅是功能上的意義。

3.電阻式觸摸屏品質(zhì)上有先天不足，就長遠(yuǎn)看來，無法改變電阻式和電容式之間的競(jìng)爭(zhēng)格局。

電阻式觸摸屏可分?jǐn)?shù)字式和模擬式兩大類，數(shù)字式是早期產(chǎn)品，分辨率有局限，主要用于一些對(duì)分辨率要求不高設(shè)備控制面板上。模擬式可以全區(qū)域輸入，分辨率要比數(shù)字式高很多，隨著近幾年其材料技術(shù)的進(jìn)步，基本已經(jīng)取代數(shù)字式產(chǎn)品。模擬式觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)如圖七所示，其核心是上下兩層ITO涂層，通常下部ITO基于玻璃，上部ITO基于PET film，兩層中間有dot spacer隔開，上部film上還有一層保護(hù)層。工作時(shí)，觸摸屏橫向、縱向電路分別加啟動(dòng)電壓，在觸摸屏上不同位置點(diǎn)擊時(shí)，會(huì)輸出不同的電壓，控制芯片根據(jù)讀取到的電壓值換算出點(diǎn)擊的坐標(biāo)。

目前消費(fèi)電子產(chǎn)品選擇四線電阻式觸摸屏主要是因?yàn)榧夹g(shù)門檻低、產(chǎn)能充足、制造成本低，而且滿足消費(fèi)電子產(chǎn)品輕、薄的基本需求，所看重的是其性價(jià)比。但是如果稍微對(duì)其品質(zhì)因素做更多的考量的話，四線電阻式觸摸屏存在很大的先天不足。特別是在其透光性、使用壽命上、和耗電量上。由于電阻式觸摸屏基本原理與提高的幅度所限，透光性差的問題得不到解決。加之在非工作狀態(tài)也耗電，因此耗電量較大，給便攜電子產(chǎn)品增加負(fù)擔(dān)。

電容式觸摸屏分為表面式和投射式兩種，后者也叫感應(yīng)式電容觸摸屏。表面式電容觸摸屏只是變種的五線式電阻觸摸屏；投射式電容觸摸屏技術(shù)擴(kuò)展空間大，是中小尺寸觸摸屏中的“TFT”

投射電容式觸摸屏目前采用的方案基本都是G/G方案（雙ITO玻璃層）。而且投射式電容觸摸屏機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，且無需人工校正，也不會(huì)產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。另外，它采用的是矩陣結(jié)構(gòu)，精確度很高。而且，更為重要的是，它能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸。因此，從性能和品質(zhì)角度，它非常適合在便攜電子產(chǎn)品中應(yīng)用。在成本上，僅從原材料角度看，投射式電容觸摸屏不比電阻式觸摸屏高，甚至還要低（它可只需單層ITO、單層基板）。目前成本較高的原因主要在于工藝復(fù)雜、良率較低和產(chǎn)業(yè)鏈配套不完善，以及控制IC價(jià)格居高不下。我們認(rèn)為這些問題會(huì)隨著制造工藝的成熟、產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大、控制IC的標(biāo)準(zhǔn)化而消失。基本工藝流程其實(shí)與電阻式的差不多，但是工藝難度和要求要大很多，目前電容屏出貨量少的原因有兩方面：一是成本高，二是產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期長。

觸控面板目前在觸摸屏手機(jī)上日漸流行，對(duì)傳統(tǒng)電阻式有替代趨勢(shì)。但是，本質(zhì)上它只是對(duì)電容屏的模仿，是電容屏的一種低成本替代方案，它絲毫沒有改變傳統(tǒng)電阻式的先天缺陷，中長期來看，無法改變電阻式和電容式之間的競(jìng)爭(zhēng)格局。

就目前發(fā)展而言，其電阻式觸摸屏業(yè)務(wù)在國內(nèi)能在國內(nèi)排進(jìn)前五，08年出貨量達(dá)4000萬片。由于它有LCD業(yè)務(wù)，使得它往投射電容式觸摸屏轉(zhuǎn)型的技術(shù)障礙要比純電阻式觸摸屏企業(yè)小很多，只要再掌握鍍膜方面的工藝就基本具備了技術(shù)能力。不過，我們認(rèn)為其要完全掌握投射電容式觸摸屏技術(shù)最快也要2011年上半年。

4. 中小尺寸觸摸屏是未來增長點(diǎn)

觸摸屏在圖片操作上的巨大優(yōu)勢(shì)使得它輕易跨過了在車載產(chǎn)品、PND、數(shù)碼相機(jī)、電子書、游戲機(jī)、PMP/MP3、學(xué)習(xí)機(jī)等以圖片操作為主的產(chǎn)品上應(yīng)用鴻溝，而觸摸屏手機(jī)的大行其道揭示出了個(gè)性化意義，這種意義將像春風(fēng)一樣吹遍其它電子消費(fèi)產(chǎn)品，待到電子消費(fèi)產(chǎn)品普遍的認(rèn)識(shí)到觸摸屏的個(gè)性化意義，就是“千樹萬樹梨花開”之時(shí)，也是Jeffery Moore理論里的“龍卷風(fēng)暴”階段。

手機(jī)是中小尺寸觸摸屏最大應(yīng)用領(lǐng)域。iphone的巨大成功激發(fā)了其它手機(jī)廠商在智能手機(jī)上配置觸摸屏的熱情。而智能手機(jī)隨著移動(dòng)通信服務(wù)的逐步升級(jí)對(duì)手機(jī)智能性要求的提高，近幾年也呈快速增長的態(tài)勢(shì)。根據(jù)isuppli預(yù)計(jì)，其未來三年的出貨量年均增長率可達(dá)33%，2012年達(dá)到4.5億部。而當(dāng)前觸摸屏手機(jī)的出貨量在1億部左右（來自ABIResearch預(yù)計(jì)），在智能手機(jī)中的滲透率為60%左右。我們預(yù)計(jì)在2012年該滲透率可達(dá)到90%，并且中低端觸摸屏也將應(yīng)用在非智能手機(jī)中（比如音樂手機(jī)、帶GPS手機(jī)）。因此，2012年觸摸屏手機(jī)的出貨量預(yù)計(jì)可達(dá)到5億臺(tái)，年均增速50%。調(diào)研機(jī)構(gòu)ABIResearch的報(bào)告中也預(yù)計(jì)2012年觸摸屏手機(jī)出貨量將超過5億部。

而車載產(chǎn)品、PND、數(shù)碼相機(jī)、電子書、游戲機(jī)、PMP/MP3等領(lǐng)域，我們先來看看些權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)各種電子產(chǎn)品出貨量的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)。
iSuppli認(rèn)為，到2012年，PND出貨量將增長到6800萬個(gè)，2007-2012年的復(fù)合年增長率達(dá)17.3%；
In-Stat報(bào)告中認(rèn)為，2008年全球電子書出貨量為將近100萬臺(tái)，預(yù)計(jì)到2013年將增長至近3000萬臺(tái)；
iSuppli分析指出，掌上型游戲控制臺(tái)的出貨量預(yù)計(jì)將從2008年的4940萬臺(tái)上升到2013年的6350萬臺(tái)，預(yù)測(cè)期間的復(fù)合年增長率為5.2%；
iSuppli公司預(yù)測(cè)，2008年MP3出貨量1億個(gè)，預(yù)計(jì)2012年出貨量可達(dá)到2億個(gè)，年復(fù)合增長率為15%；
根據(jù) Gartner的統(tǒng)計(jì)與預(yù)估，2007 年全球 PMP（portable multimedia player；可攜式多媒體播放器）的出貨量為 2.17 億臺(tái)，年成長率為 22.6%，預(yù)估 2008 年全球 PMP出貨量2.52億臺(tái)（考慮到2008年的經(jīng)濟(jì)狀況，我們估計(jì)實(shí)際為2.3億臺(tái)左右）。結(jié)合TFI、Gartner、ZDNet、IDC等機(jī)構(gòu)對(duì)PMP出貨量增長趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，其未來五年的復(fù)合增長率為13%左右；
日本照相機(jī)影像機(jī)器工業(yè)協(xié)會(huì)（CIPA）發(fā)表的預(yù)測(cè)報(bào)告指出，2008 年全球數(shù)碼相機(jī)出貨量在1.2億臺(tái)左右，預(yù)計(jì)至2013年可以維持4-5%的復(fù)合增長；
世界汽車協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2008年全球汽車產(chǎn)量為7000多萬輛，預(yù)計(jì)2013年可以增長至8500萬輛以上。
在PND、電子書、學(xué)習(xí)機(jī)等領(lǐng)域，由于觸摸屏的巨大優(yōu)勢(shì)，目前滲透率就已經(jīng)很大，至2013年應(yīng)能接近100%。
在掌上游戲機(jī)、車載產(chǎn)品等領(lǐng)域，觸摸屏相對(duì)其整機(jī)價(jià)格成本占比較小，但對(duì)整機(jī)品質(zhì)提高意義、個(gè)性化卻很大，因此它們目前雖然滲透率還比較小，但預(yù)計(jì)會(huì)快速提升，至2013年應(yīng)能接近80%。
在PMP/mp3、數(shù)碼相機(jī)、DV等標(biāo)準(zhǔn)的消費(fèi)電子產(chǎn)品上，雖然觸摸屏的功能意義對(duì)對(duì)它們都很大，但由于一般消費(fèi)者對(duì)數(shù)碼相機(jī)、DV的使用頻率較低，所以實(shí)際上觸摸屏的功能意義在它們中起的作用不大。在這兩類產(chǎn)品上，未來隨著觸摸屏價(jià)格的下降和它們的生產(chǎn)廠商對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化、差異化競(jìng)爭(zhēng)需要的增強(qiáng)，預(yù)計(jì)至2013年其滲透率也能達(dá)到50%以上。觸摸屏對(duì)PMP/mp3的功能意義和個(gè)性化意義都很大，但是因?yàn)橛泻艽笠徊糠謒p3顯示屏較小，不適合用觸摸屏，因此我們對(duì)其2013年其滲透率預(yù)期也是50%。
根據(jù)這些權(quán)威機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，和我們對(duì)觸摸屏在這些產(chǎn)品中滲透率的判斷，我們對(duì)未來這些產(chǎn)品的觸摸屏用量預(yù)測(cè)如下。

根據(jù)上表計(jì)算，在我們所列這些領(lǐng)域，2008-2013年觸摸屏用量將擴(kuò)大近5倍！因此，我們可以非常確定的說中小尺寸觸摸屏將要迎來一場(chǎng)巨大“龍卷風(fēng)暴”。

5.結(jié)論
總之，目前觸摸屏技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)格局是中小尺寸領(lǐng)域電阻式和電容式主導(dǎo)，大尺寸領(lǐng)域多種技術(shù)并存。但從長期發(fā)展趨勢(shì)來看，電阻式觸摸屏由于在使用壽命和透光率上存在先天不足，未來被其它技術(shù)替代是必然的。而投射電容式性能、品質(zhì)都明顯好于電阻式，目前技術(shù)也比較成熟，更重要的是它還有技術(shù)改進(jìn)空間，而且成本下降空間也非常大，甚至很有希望比電阻式更低。因此，長期來看，它的發(fā)展和TFT-LCD會(huì)很像。在市場(chǎng)方面，大尺寸觸摸屏在其整個(gè)市場(chǎng)演進(jìn)過程中，主要是功能導(dǎo)向的，因此其未來市場(chǎng)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，市場(chǎng)增長要緩慢的多。而中小尺寸觸摸屏隨著應(yīng)用功能和個(gè)性化上不斷滿足消費(fèi)者的需求，未來觸摸屏的市場(chǎng)將由中小尺寸觸摸屏的個(gè)性化需求主導(dǎo)，我們預(yù)測(cè)未來帶中小尺寸觸摸屏的產(chǎn)品市場(chǎng)用量在2013年將達(dá)到103670萬部，有望比2008年增長5倍！