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智慧手機現在與未來的新出路 - 手機新趨勢來臨 引爆零組件商機
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隨著5G、折疊螢幕、多元感知等新型態科技漸趨成熟,將使智慧型手機硬體規格再創新,進而對手機零組件與供應鏈,衍生出新的需求,台灣手機零組件供應商,從晶片設計、折疊顯示器、天線、印刷電路板到機殼廠商,以及晶片製造商等,都應該把握這波新型態機種需求湧現的契機,端出產品與解決方案,搶攻商機。

半導體產業摩拳擦掌
布局5G 手機晶片設計與製造

首先來看5G 對手機零組件供應鏈廠商帶來的挑戰與機會。「5G 高速傳輸特性,將影響上游晶片、印刷電路板(PCB)、天線、機殼等元件的需求。」工研院產業科技國際策略發展所經理林澤民分析,目前品牌在5G 智慧手機布局的方向有二,第一是採模組配件加入5G 功能,如Moto 發表的Z3 新機,內建高通X50 5G Modem晶片,可結合Moto Mods;第二是預期多數廠商採取的內建於手機模式。

具體就各晶片設計廠商推出的5G 晶片來看。林澤民提到,三星已經推出Exynos Modem 5100 基頻晶片,預期對特定市場推出少量5G 版手機;華為則以推出Balong 5G 基頻晶片,規劃Balong 5000 將和Kirin 980 應用處理晶片,共同提供手機終端的5G 服務;高通則以推出X50 5G Modem 基頻晶片,以及與眾多終端合作夥伴,共推5G 手機;聯發科技的M70 基頻晶片,預計在2019 年推出系統單晶片(SoC);還有英特爾發表了XMM8060 調制解調器,預計2019 年下半年推出5G 產品。由半導體晶片廠商的積極布局來看,5G 手機在晶片領域的發展,已經相當成熟。值得注意的是,隨著高通、華為與聯發科技都已經在MWC 2019 展示5G 行動平台解決方案,市場預期蘋果(Apple)未來可能自行發展5G 基頻晶片。

在IC 製造方面,市場預期,包括Apple、高通、華為等,都將採用台積電的7 奈米製程生產晶片。日前,亞系外資最新提出的半導體研究報告顯示,5G 處於發展初期,未來對於半導體產業的長線貢獻,值得期待,而台積電仍是5G 晶片製造的首選。

5G 手機天線、機殼零組件技術觀察
晶片之外,5G 手機的普及也有待其他零組件技術的到位。全球市場研究機構TrendForce 也指出,以5G 手機規格的發展來看,主要的變革在於應用處理器必須搭配5G modem 的設計,以及為增強收訊及濾波功能,並且增加包含WIFI模組與PA 模組等周邊零組件的配置,而這些零組件的增加,不僅將使得手機尺寸上加大或增厚,同時零組件成本將急遽上升。以旗艦機的平均物料清單成本(BOM cost)來看,5G 手機的物料清單成本將一舉提高20% 至30%。

TrendForce 進一步提到,在手機天線設計上,5G 系統規劃高頻的「毫米波頻段」,由於高頻通訊衰減大,需使用波束成型技術以提高通訊品質,目前最大的挑戰在於射頻前端的散熱問題,因元器件在高頻率電路中工作將產生高熱量、消耗手機電量。因此,如何透過手機機殼材質選擇解決散熱,以及在高溫環境中維持性能將是射頻前端設計重點。

TrendForce 強調,由於金屬背蓋對訊號產生較多干擾,因此在背蓋的選擇上,以玻璃或塑膠材質的討論居多,然而目前5G 手機的推行將以旗艦機款作為切入點,預計採用塑膠材質背蓋的機會相對有限。另一方面,為能達到5G 對於高速傳輸的要求,必須減少金屬類遮蔽物的干擾情形,因此邊框將再進一步限縮,這也考驗3D 玻璃背蓋的製程工藝,以及生產組裝的良率等。

林澤民則說,5G 天線預期將走上2 上2 下的天線設計,對射頻前端元件成本相對提高,可能會比4G 多3 倍;在機殼方面,如果採用不具電磁屏蔽的玻璃、陶瓷,產品較具優勢,如三星S10 推出陶瓷機殼版本;在印刷電路板方面,傳統軟板基材以PI 為主,然在高頻傳輸損耗嚴重之下,可能得改採用iPhone X 使用的LCP 軟板,因應高傳輸需求,種種條件顯示,5G 手機成本將比4G 手機高出許多。

摺疊式手機發展進度
端視AMOLED 面板

進一步探討折疊式手機對供應鏈廠商帶來的契機。林澤民表示,折疊式手機產品需要重新設計,製造過程相當複雜,做成產品仍須承受日常磨損強度,現今生產技術下難以達成,因此此新型態產品將影響供應鏈生態,包含材料、面板結構、整機機構、裝置、系統、UI /UX 等,都得重新設計,因此將開創產業全新應用契機。於此之際,不論生產工藝的精進或是新樣貌零組件,皆有助於產生新的市場機會,由於台灣廠商在許多領域都具有良好基礎,包含可彎曲的電路板、可撓電極、偏光膜等相關軟性電子零組件業者,均可積極跟進,尋求搶得下一波高階手機市場商機。

再從三星、華為已經發表的幾種, 觀察折疊手機的發展趨勢。TrendForce 光電研究(WitsView)研究協理范博毓指出,三星與華為在產品設計上最明顯的不同,是內摺或外摺的選擇。三星採用內摺螢幕搭配外螢幕的雙螢幕設計,華為則是單一螢幕外摺設計。整體而言,內摺或外摺設計各有優點,但離理想的目標仍有一段距離。

WitsView 認為,比較直觀的設計是外摺式,因為不需要額外添加外螢幕,可於手機和平板電腦之間切換使用模式。但外摺式的主要問題是,保護上蓋材料目前仍是以塑膠基材為主,會有強度和耐刮性的疑慮,這可能也是三星選擇內摺設計的原因之一。但內摺技術難度遠高於外摺,因為摺點的彎折半徑小,在製程調整與材料的選用上,要下很大的工夫。而三星在內摺面板技術上,已經取得不少專利,是三星的技術優勢所在。

5G 高效表現 驅動折疊式手機普及
WitsView 也強調,目前摺疊機處於開發初期,除了高價位將直接影響滲透率成長之外,還有一大原因是摺疊手機為消費者帶來的附加價值仍不明確,因此接下來應觀察廠商如何說服消費者,並透過軟體與使用介面的優化,整合摺疊機在硬體設計的特殊性,刺激銷售進一步成長。另外,5G 標榜的高傳輸速度、低延遲性等概念,加上摺疊式手機螢幕可大可小的優勢,有機會增進消費者在這類裝置的使用體驗。預期2021 年後,5G 將開始逐漸普及,到時候在供給產能與技術上逐漸到位的摺疊式手機,也可望搭上換機風潮,開始拉高市場滲透率。

多元感知技術成熟
開創手機應用新領域

5G、折疊之外,由虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)與混合實境(MR)所驅動的多元感知技術,將融合於智慧型手機之中,開創新的應用帶動相關軟硬體商機,因此搭配VR、AR、MR的各種零組件產品,也將湧現需求,如結構光3D 感測、結構光/ ToF 3D 空間感測器、多主鏡頭結合等。

另外,螢幕下指紋辨識也受到高度矚目。林澤民引述HIS Markit 的報告指出,2018 年光學式螢幕下指紋辨識模組的出貨量約為3,500 萬顆,預期2019 年持續成長達1.56 億顆,並以中國大陸手機品牌為主,如年初vivo 預告的APEX2019 概念機也採用螢幕指紋辨識技術,有助於提高使用者的體驗。

過去很長一段時間,智慧型手機硬體規格幾乎到了頂峰,硬體差異化縮小使得廠商的競爭更加激烈,如今,在5G、折疊、感測等各種技術的持續到位,手機硬體規格戰再起,台灣廠商應該把握這一波手機升級的規格戰,創新技術與解決方案,在新技術所引領的手機市場競爭中搶下一席之地。

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