(作者:程思,薛晗)
带有大屏幕高分辨率彩色LCD面板、数码相机、MP3播放功能的高端手机市场正在茁壮成长。这种趋势对元器件厂商形成了压力,在控制成本的战略思想大行其道的年代,元件厂商唯有积极推出各种性能完善、尺寸小巧且价格低廉的新产品,才能吸引到客户,才能在市场站稳脚跟。
高质量的彩屏显示成为高端手机的基本诉求,已经使手机面板厂商暴露于聚焦灯下。而电容产品作为手机电源管理系统的重要一环,更是为其供应商备添压力。
LCD供应商改善彩色面板性能
市场调研公司iSuppli预测,今年手机所需的彩色LCD面板的出货量为5,330万块,到2006年将增长至7,700万。2004年彩色LCD将在手机市场中占据50%的份额。
其中,彩色STN(Color STN)仍然是市场的主流。但随着市场对高分辨率和高色彩对比度的产品需求的增长,有源矩阵LCD(AM LCD)产品的销量也在逐年上升,这类LCD面板主要采用了无定形硅、连续硅粒子技术(CGS)或低温多晶硅(LTPS)技术。例如,NiKKei Mechanical的统计数据就认为,今年第四季,手机应用的彩色STN面板的全球发货量将超过850万块,而LTPS面板模块的发货量也已经接近450万块。
高端的有源矩阵LCD面板主要应用在日本和韩国,这与当地的消费习惯紧密相关。比如在日本,由于部分手机开始配备内置的百万像素级数码相机,因此对图像显示质量的要求也越来越高。尽管目前标准的显示配置为QCIF(144×176像素)及QCIF+,但日本的部分手机制造商已开始采用QVGA(240×320像素)的显示屏。三星已开始向日本的制造商供应QVGA面板；东芝松下显示科技公司也开始制造LTPS的面板；夏普则开始制造基于CGS技术的2.4英寸QVGA格式面板。
飞利浦电子表示将于今年底开始生产LTPS LCD模块,该产品可将DC/DC转换器、电容等很多电路功能直接嵌入到显示器玻璃当中。该公司表示这种设计使显示器可以使用单一的电源电压,从而更容易集成到手机之中。飞利浦移动显示器公司的首席执行官Peter Hopper说:“这种做法正在日益成为主流趋势。”
飞利浦显示器的对比度可达到100:1,分辨率为176X220像素。Hopper表示这种显示器还可按用户要求定制,以便用于高端手机。同时公司将生产无定形硅和扭曲向列LCD,满足一些通用产品领域的应用。“我们认为在未来几年内多种彩色LCD技术将同时存在。”Hopper说。
与飞利浦不同,夏普公司供应的是CGS面板。其中,2英寸面板的产能达每月650万块,这种面板也在玻璃基板上集成了驱动器。夏普美国公司的显示器事业部副总裁Joel Pollack表示,CGS面板层数少于LTPS面板,因此在成本和性能上有竞争优势。“我们发现,LTPS面板将分辨率限制在了VGA(640×480像素)以下。”Pollack说,“而我们CGS面板可以达到VGA的分辨率。”不久前,夏普还推出了一款3.5英寸的透射式(Transmissive)TFT-LCD,亮度达每平方米100堪,在明亮的阳光下或者光线较暗时,均能提供最佳的显示效果。
三星则采用无定形硅技术生产分辨率高达320×240像素的2.2英寸面板。最近该公司又推出了一种1.8英寸有源矩阵TFT-LCD,由一个单片IC和背光驱动。这种设计使LCD的厚度比其它1.8英寸的面板至少减少1mm,从而降低材料费用。
另外,半透射式(Transflective)技术将更亮的显示和更低的功耗结合在了一起,因而逐渐引起了日韩厂商的重视。东芝松下显示、三星和三洋都已开始量产此类面板,并开始供应日本市场。台湾的友达光电也已经完成了半透射式面板的开发。该公司还计划于今年第四季推出采用LTPS技术的2.2英寸的手机用面板。
胜华科技是台湾地区主要的STN面板供应商。该公司已经从日本的鸟取三洋公司获得了技术转让,加上之前买下夏普的320x400mm的TFT LCD生产线,已经跨入了小尺寸TFT LCD面板制造商的行列。
与此不同的是,绝大多数大陆和台湾地区的面板厂商仍以生产彩色STN为主。他们认为,彩色STN还是彩屏手机的主要选择,这主要是因为彩色STN具有低廉的价格。尽管如此,各厂商也在努力提升技术实力。天马是大陆的彩色STN厂家,该公司目前的产品以128X160像素的1.85和1.86英寸彩色STN面板为主。该公司表示他们将提高模块的集成度,并通过直接面对客户的研发部门,认真细致地了解客户的需求,在制定产品的技术方案的同时,充分考虑选用性价比高的元器件。
信利半导体则是大陆另一家主要的彩色STN模块供应商,自去年三月开始量产以来,该公司已经推出了用于手机的多种尺寸(1.5-1.8英寸)彩色LCM。该公司的其它研发项目包括128×96点的小型薄型彩色STN模块及96×64点的彩色STN子板。
电容厂商减小体积、提升容量
随着手机中越来越多的附带MP3播放和数码相机功能,大电流、低等效串联电阻(ESR)成为电容产品的必要要求。并且,手机数据传输速率的提高,就需要更多的能量维持手机的正常运转,因此电容的容量也需要增大。此外,伴随着电容性能的不断增加,人们也要求它们的体积越来越小。
面对这些要求,电容厂商们都以不同的方式予以回应。Vishay国际公司注重缩小钽电容产品的体积。该公司钽电容与MLCC电容部全球产品市场总监 Jean Racine说:“共形敷膜(conformal-coated)和无引脚等高密度封装技术,可满足高端手机对电容的技术要求。无论是节省PCB的占板空间还是降低元件高度,这两种方法都十分有效。”
共形敷膜技术实际上是通过静电原理,将极细的环氧粉沉积到元件的外壳上,从而获得非常薄的封装层。Racine说:“环氧粉的颗粒大小决定了成品的尺寸,因此可灵活地实现新尺寸和low profile尺寸。例如,采用3216(A型)尺寸封装的33μF 10v、47μF 6.3v和68μF 6.3v电容,就是此类产品。”
而无引脚封装则采用了与生产分立半导体类似的裸片技术,从而获得十分精确的小尺寸封装。Vishay就采取这种技术开发出2012(P型)封装的10μF 10v、33μF 4v和47μF 3v电容。该公司表示今后还将用这种技术推出1608(J型)的10μF 6.3v电容。
“共形敷膜及无引脚封装技术为手机设计者提供了一个设计高端产品的有效方案,从而满足不断增长的功能要求。”Racine还强调,“全球消耗的钽电容中约有15%是用于手机。其中用得最多的是2012(模压封装)和模压或共形敷膜的3216(A型)和B型(3528)产品。预计首枚应用于手机的1608钽电容将于今年底或明年推出。”
村田制造所(Muruta)则寻求提升电容的容量。该公司计划以小体积的多层陶瓷片式电容来夺取原来由铝电容和钽电容占领的市场。其最新的陶瓷电容最高容量可达到6.3V下100μF,面向手机、个人音视频播放机等便携式设备应用。村田制造所的电容产品经理Geoff Brock说,“低ESR是我们电容产品的一大优点,它们的ESR值甚至能低于mΩ级。相比之下,钽电容的ESR数量级就显得较大。并且,它们的自热性能更优化,因此减少了线路板的热损耗,并且它们不像钽电容那样有极化问题。”
“钽电容在高频时还可能丢失容量,而陶瓷电容没有这样的缺点。”Brock继续说,“在某些应用中,采用一颗4.7μF的陶瓷电容来取代10μF的钽电容,会降低终端产品的成本和体积。”
另外,电容网络及阵列(capacitor array)由于也可减少元件数,并节省高密度PCB上的占用空间,因此日渐流行。日本数家领先电容供应商均积极进行电容阵列的开发。容值为1mF的0603(1608)片式电容和两件式0805(2012)片式电容阵列,正日益广泛的用于手机的LCD面板当中。
例如,TDK公司提供了M25系列产品。这种陶瓷片式电容网络有厚度为0.66mm、容值为10pF到100nF的产品,以及厚度为0.9mm、容值为220nF到1μF的产品。其中,1μF产品的厚度与原有的0.47μF产品一样,容值却是后者的两倍之多。TDK公司的发言人Nobuyuki Koike称,设备厂商可用单个此类器件替代两个0603(1608)片式电容,从而节省了PCB空间,并能提高生产效率。此外,M25系列产品采用了高精度成型技术,大幅减少了串扰,非常适用于退耦及旁路应用。Koike预计,今后手机应用市场对电容阵列的需求还会进一步增长。
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