一隻iPhone的全球之旅 第17章 沒有觸摸屏就沒有iPhone(4)
    而作為一個高度定制化產品,每一款產品的生命週期都非常短(iPhone手機相對長一點,通常每代iPhone的流行週期是一年,其他手機一般不到半年),要求生產商必須有足夠快的爬坡速度,在出貨量最集中的前三個月內就能迅速將良品率提高到非常高的水平,才能夠有經濟效益。尤其,現在手機整機廠商要求觸摸屏模組廠商將觸摸屏和LCD顯示屏貼合好後再出貨。

    因為LCD顯示屏的價格一般是同尺寸觸摸屏價格的兩倍(這是TPK綜合毛利率低的主要原因),因此對觸摸屏廠商來說快速提升良品率就顯得尤為重要(可以說是良品率為主)。正因為這個原因,電容式觸摸屏的技術壁壘很高、產業化難度非常大。

    由於iPhone使用的電容式觸摸屏的良品率一直很難提升,這也是導致iPhone4大面積缺貨的重要原因。

    iPhone觸摸屏稱雄世界

    正如前文中提到的一樣,蘇州工廠的工人們正在生產的是一塊極其精密的玻璃屏幕,工人們小心翼翼地生產以保證全世界iPhone用戶的完美體驗。

    iPhone使用的電容式觸摸屏的原理相當複雜,它利用人體的電流感應進行工作,其結構是一塊4層復合玻璃屏。

    這塊玻璃屏的內表面和夾層各塗有一層ITO,最外層是一薄層矽土玻璃保護層(0.0015mm),夾層ITO塗層作為工作面,4個角上引出4個電極,內層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環境。

    當我們用手指觸摸iPhone的屏幕時,由於人體電場,用戶和觸控屏表面形成一個耦合電容。由於屏上接有高頻信號,於是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分別從觸控屏的四角上的電極中流出,並且流經這4個電極的電流與手指到4角的距離成正比,控制器通過對這4個電流比例的精確計算,得出觸摸點的位置。

    此前市面上的普通觸摸屏手機(如摩托羅拉、索尼愛立信、三星、多普達等品牌的產品)通常使用的是電阻式觸摸屏。這種觸摸屏利用壓力感應進行控制,它的主要組成部分是一塊與顯示屏表面非常匹配的電阻多層復合薄膜屏。

    然而電阻式觸摸屏的技術在功能上僅限於單點觸摸,並且由於電阻觸摸屏幕正面沒有較硬的材質進行保護,在用戶的日常使用過程中,比較容易造成屏幕損壞。

    iPhone的誕生改變了這一切。iPhone的電容式觸摸屏解決了電阻觸摸屏幕的最大問題——高硬度的觸摸外屏的使用,使電容觸摸屏有了華麗的外觀以及堅硬的外殼,大大促進觸摸屏技術的發展。同時因為其特有的設計原理,多點觸摸的奇特功能也從不可能變為可能。

    從這類觸摸屏的構造看,它主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導體層外加上一塊保護玻璃層,在觸摸屏的四邊再鋪設長條的電極,它們於導電體內形成低電壓交流電場。人們用手接觸屏幕後,四邊電極發出的電流將會以10次交叉的方式準確測出觸摸點的位置。這樣的設計也是對產品本身耐用性的保證,一般來說電容式觸控屏都能夠有充分的空間多加入一塊保護玻璃,能在使用中完全避免電阻式觸控屏極易產生的水波紋現象,更好地保證觸摸屏的畫面顯示效果。

    在電容式觸控屏觸摸原理的基礎上,多點觸控操作成為目前的最新科技亮點。從原理上說,電阻式觸控屏每次只能判斷一個觸控點,如果觸控點增多,系統就無法對觸摸點的位置進行正確判斷,從而無法正確響應。而電容式的觸控原理就不同,觸摸屏能夠進行兩個或更多接觸點的分析判斷,以此完成更加複雜的程序操作,比如兩個手指同時作用放大或縮小圖片,還可瀏覽網頁,隨時定點放大,使用手機訪問互聯網不再費勁。

    我們在第一章當中提到過iPhone多點觸摸技術的研發過程:

    在iPhone研發早期,蘋果的工程師們就決定將電容式觸摸屏應用到手機上,這給iPhone帶來了完美的多點觸控感受。在此之前,許多基於WindowsMobile操作系統的手機,已經實現全觸摸控制,不過,蘋果的工程師們通過新技術的應用,將消費者對觸摸屏的體驗完全進行了重新定義。

    鮮為人知的是,在這項新技術應用在iPhone之前,蘋果內部同樣有一款半路夭折的產品,成為了iPhone的「墊腳石」,這便是一款叫作「SafariPad」的記事本大小的產品。該產品由TimBucher負責,他後來成為蘋果電腦硬件負責人。但是這款「SafariPad」最終夭折了。不過正是由於TimBucher的影響力,喬布斯才最終將多點觸摸技術加入到iPhone之中。

    據相關人士透露,蘋果的工程師在轉移到iPhone項目之前曾經以一款超小平板電腦重振雄風,並且在這項計劃上工作了一年。該設備的大小是目前iPhone/Touch的1.5倍。這款平板電腦同樣整合了帶有多點觸摸技術的MacOSX系統,該系統正是iPhone隨後使用的。

    電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導電物質。當手指觸摸在金屬層上時,觸點的電容就會發生變化,使得與之相連的振蕩器頻率發生變化,通過測量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。在本質上,電容式觸摸屏由觸控傳感器、驅動IC、特種玻璃組成。

    電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導體層外加上一塊保護玻璃,雙玻璃設計能徹底保護導體層及感應器。

    在電容式觸摸屏領域,蘋果的工程師們進行了長期的艱苦實驗,並在一些關鍵技術上取得了突破,這為iPhone日後在業內遙遙領先,打下了堅實的基礎。

    值得一提的是,蘋果的垂直整合策略在其多點觸控取得成功的過程中功不可沒。在蘋果的工程師們開始開發電容式觸摸屏的時候,蘋果的iOS操作系統也在同步研發——觸摸屏和操作系統在研發初期就完美結合,這和市面上的其他產品完全不同。

    一家國內平板電腦廠商的老闆是我的朋友,他的產品基於Window7操作系統。他曾經向我談到Window7操作系統一個頗為尷尬的地方:當用戶想要關閉一個程序,用手指點向屏幕右上角的那個「X」時,有時點好幾次都沒有反應——對於質量不好的觸摸屏來說,這個角落就是一個死角。

    這個細節反映了蘋果垂直整合戰略的強大,在這個產品高度個性化的時代,只有主要的部分由自己研發,並針對同一款產品研發,才能獲得最完美的用戶體驗。

    中國A股的「蘋果觸摸屏故事」

    受iPhone4和iPad熱銷帶動,從2010年10月中旬起,在不到一個月的時間內,為蘋果供應觸摸屏sensor的萊寶高科(002106.SZ)漲幅翻番。

    其他觸摸屏概念股如生益科技(600183.SH)、超聲電子(000823.SZ)、南玻A(000012.SZ)、宇順電子(002289.SZ)、歐菲光(002456.SZ)都在同一時間大幅上漲,演繹出一個中國A股裡的「蘋果故事」。

    不過,目前在中國A股觸摸屏概念上市公司中,真正進入蘋果產業鏈的,也就是萊寶高科和南玻A,但二者也並不直接向蘋果供貨。

    據萊寶高科預計,2010年該公司歸屬於上市公司股東的淨利潤將同比增長高達120%—150%,其中受蘋果訂單的帶動起了決定性作用。

    這家位於深圳的電子行業新星在iPhone熱銷後,一躍成為中國A股市場裡的明星企業。

    萊寶高科主要生產小尺寸電容式觸摸屏sensor,其主要通過中國台灣的廠商TPK向蘋果供貨。

    中投證券的數據顯示,2009年在中小尺寸電容式觸摸屏領域,TPK供應了40%的iPhone電容式觸摸屏;在大尺寸電容式觸摸屏領域,TPK供應了55%的iPad電容式觸摸屏。

    在接受《21世紀經濟報道》記者採訪時,萊寶高科的董事長秘書杜小華承認公司確實為蘋果的供應商,但由於和客戶簽訂有保密協議,不便透露更多信息。

    「觸摸屏相對而言,技術層面上的障礙還在其次,主要是生產工藝上,看你能不能把它製造出來。」杜小華向記者表示。由於出貨量猛增,這家深圳企業在2010年中數次增加產能。

    而蘋果在A股的另一個產業鏈夥伴,則是南玻A。

    南玻A在其2010年半年報中表示,「應用於蘋果第四代手機所需的電容式觸摸屏產品經過客戶三階段的嚴格審查認定,從今年(2010年)6月下旬開始已經量產」。

    而在此之前,南玻A已經通過日本光王,間接成為蘋果的供應商。根據國泰君安的調研報告,南玻A的ITO導電膜玻璃間接給iPhone供貨,中間的合作商為日本光王。

    正是在這一背景下,南玻A試圖突破玻璃基板的瓶頸,從而直接生產觸摸屏。目前,南玻A計劃2011年底在河北投產產能3萬噸超薄玻璃生產線。這一超薄玻璃生產線將做到0.33mm,從而可以滿足iPad的要求。

    由於蘋果採購量巨大,訂單穩定,且採購價格也相對較高,通常能夠給蘋果供貨的觸摸屏組件生產商,都會獲得不錯的業績。

    IDC台灣顯示技術分析師徐美雯指出,獲得蘋果訂單的廠商會在技術上受到蘋果的指導,並且獲得一些蘋果的發明專利授權,因此會有較大的優勢。

    「其他廠商想成為蘋果的供應商,還是有些難度的。」IDC台灣顯示技術分析師徐美雯分析道,蘋果供應商的認證週期很長,而且對生產工藝、產量等有著相當高的要求。
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