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电容式触摸引擎向单芯片迈进 未来触摸行业新趋

发表时间:2020-08-06 19:45

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    全球智能手机和平板电脑市场快速增长,Gartner预测今年的智能手机销售量达到4.68亿支,比2010年增长57.7%;而IHS iSuppli的数据则预测,平板电脑出货量将从2010年的1970万部上升到2015年的2.423亿部。当前,85%以上的智能手机采用电容式触摸控制技术,而其中90%都转向采用投射式/互电容技术。
    投射式触摸技术的广泛应用也得益于电容屏良率的不断提升。尽管其应用曾经在尺寸、应用环境上存在一些短板,但半导体供应商Atmel的余养佳表示,投射式电容式的良率目前已经非常高,比如手机的3.5寸-4.5寸屏已经达到95%-98%的良率;即使10.1寸屏的良率也提升到了75%,8.9寸/7寸屏的良率则更高,因此当良率达到70-80%的时候,客户对投射式电容触摸屏是非常容易接受的。
    触摸控制器是这些设备为用户提供革命性体验的关键,因此智能手机和平板电脑的市场增长同时也大为推动了触摸控制IC的需求。Atmel是电容式触摸控制器市场领先者。据余养佳介绍说,2009年Atmel的触摸控制器市场才刚刚开始,而该公司2010年给华尔街分析师提供的消瘦数据就超过1.5亿美元;他预测2011年的Atmel触摸控制芯片的销售数据将达到3.5亿美元,增长幅度惊人。除了数码相机和一些办公室图像扫描仪会逐渐转向电容触摸控制,余养佳展望明年将会有一线品牌家电厂商的高端电器的控制会由电阻式触摸键升级为电容式触摸屏。
    他宣称Atmel当前在触摸屏控制芯片市场获得成功的技术优势主要有两点:一是基于AVR MCU架构的触摸控制的反应时间非常短;二是功耗非常低,比如其触摸控制芯片运行状态下的功耗一般比竞争产品低50%,待机时候则低于对手的1/4。
    然而,由于触摸控制器是依赖于混合信号和算法的方案,以及需要从经验上去优化模拟性能,他强调更需要从整个触摸模块的性能来考虑,例如除了功耗,触摸控制器对来自诸如LCD屏、充电器等方面的噪音过滤能力非常重要;另一个趋势就是触摸控制引擎的单芯片集成。
    对于10.1寸应用,大概需要75——80个控制通道,刚开始时,触摸控制芯片供应商都没能支持这么大屏的投射式触摸控制单芯片,因此2010年大都基于原有触摸芯片提供芯片组方案,比如Atmel提供mXT1386外加上3颗mXT154的引擎方案。2011年,Atmel推出maXTouch E系列。
    新的E系列触摸引擎包括四种单芯片方案。其中,mXT768E是业界首颗32位单芯片电容式触摸屏控制器,支持768通道的触摸感应,应用目标是12寸屏的平板电脑。mXT540E和mXT384E是进行性价比优化的,具有新的节点密度的32位单芯片控制器;而mXT224E则是面向手机市场的高性能升级版8位单芯片触摸屏控制器。它们的共同特点是具有增强的噪音排除和噪声抑制能力。而对于没有触摸引擎的MCU,Atmel提供触摸库形式实现触摸键功能,比如对于基于ARM架构的SAM9可加上Atmel的maXT224来实现。
    然而,为了实现更低的成本效益,整个业界都在考虑做更高程度的集成。比如LCD屏厂家想逐渐把ITO、触摸控制器等整合到屏上去;还有就是主板上,如果考虑把电源管理、陀螺仪、MEMS传感器等集成上去。余养佳表示目前整个供应链正在发生变化,例如刚开始时有主流芯片供应商给客户供应触摸模块,但2010年客户开始自己做供应链管理来采购触摸控制器、ITO和LCD屏等;而现在,厂家为了降低成本,则是有把触摸控制器集成到显示屏里面的趋势。

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