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[原创] 全面屏手机给供应链带来的挑战

7Tens ·2017-07-18 08:43·半导体行业观察
阅读:3819


上海和深圳的夏天总是伴随着连续的阵雨而来,而今年夏天手机业最火的则是全面屏。


微博数码博主@i冰宇宙创作了一张图,直观的为我们展现了小米MIX、三星S8和iPhone 8这几款高屏占比旗舰的区别。




什么叫全面屏呢?

全面屏是指整个手机的屏占比接近100%或者大于某个百分比。至于大于百分之多少目前还没有一个国际通用的标准。之前手机的屏占比大概在60-70%左右。而去年的小米MIX,LG G6,今年的Samsung Galaxy S8都宣称为全面屏,而这些手机的屏占比则在75%-85%左右,并没有高于90%。



那屏占比怎么计算呢?

目前,大多数手机厂商在计算手机屏占比时,利用的公式是“屏幕面积/前面板面积”。这样的计算方法貌似合理,但实际上并不符合现实。我们知道,液晶屏由于技术问题,其两侧一定是有“黑边”存在的(液晶屏的BM区)。可黑边是不可能进行任何显示的。 因此,屏占比的准确算法应当是“屏幕显示区域/前面板面积”。比如小米MIX,按照第一种算法其屏占比应当是91.3%。 但按照后一种算法,则应当是83.6%,而小米对外宣称的屏占比则是按第一种算法得出的91.3%。 另外,曲面屏是无法采用此方式计算, 对于曲面屏手机,一般的做法是取其屏幕的最大横截面面积来做为实际显示面积,用“横截面面积/前面板的面积”计算屏占比。 所以Samsung Galaxy S8的屏占比实际为84.2%,要高于小米MIX的屏占比。


那我们先来看看,这些年,都有哪些高屏占比手机呢?



可以简单总结一下:高屏占比的屏最早由Sharp推出,主打的是窄边框的概念。2016年小米联合Sharp推出了17.5:9 FHD的的高屏占比,高比例的手机。紧接着LG和Samsung 也分别推出了18:9,18.5:9 的WQHD的高屏占比的屏。而最近谷歌之父创办的Essential 则推出了19:10 屏占比接近85%的手机。



为什么要用全面屏?

这些年手机屏幕一直都有往大尺寸方向演进。但屏幕过大时不利于用户操作和体验,所以发展到5.5寸后,屏幕的尺寸增加开始缓慢。在整机大小不改变的情况下,减小手机屏的边框,长宽比例增大,增加屏占比,可以让用户拥有更大屏幕的使用体验。


而且将手机分辨率从16:9改为18:9后,也便于用户若同时打开两款软件时进行分屏操作。



若想将手机从普通的手机(上图左二)做成全面屏手机的话,若只是上下左右做窄(上图左一)样子的话,外观并不好看。而若更改屏幕的长宽比例(上图右一)则可以做成跟现有手机比例相同的外观尺寸。



全面屏给产业链带来的挑战


从上图可以看出,若想将手机做成全面屏,就需要对整个相关的产业链都进行一次革新。除了AA区倒角会影响整机的UI设计是纯软件问题外,小编就在这里跟大家分析一下其他跟元器件相关的问题点:


1.屏


目前手机都是四边有倒角的,为了配合此倒角,LCM也需要做成倒角,一定程度增加了生产难度。另外窄边框也是非常难做,需要采用特殊的工艺


通过LCM特殊的边框设计,再加上2.5D或3D盖板可以将左右和上边框做窄,但下边框做窄则麻烦一些。之前的LCM都是将LCD driver IC放在玻璃上(COG Chip on Glass),从而造成了整个LCM有了宽下巴,只有将LCD driver IC 通过COF(Chip on Flim)工艺放在FPC上,才有机会缩短下巴的宽度


。目前用COG工艺,在屏下方至少需要留出3.5mm的边框,而利用COF工艺则可以将边框缩减至2mm以内。(补充说明,由于柔性AMOLED采用柔性基板,其主要原材料是PI膜(聚酰亚胺)。所以柔性OLED的Source IC封装方式采用的是类似COF的COP(Chip On PI)封装)



另外将边框做窄的话,现有的TDDI 单芯片技术还不够成熟,需要回到双芯片架构才能实现更好的In-cell体验。


目前来看,下半年各LCM供应商都已经开始备战18:9的高屏占比的屏。HD+(18:9的HD )主要集中在5.7'和5.99'两个尺寸。FHD+的规格则是五花八门。而WQHD+由于对平台要求高,功耗大,规划较少。而这些屏基本都会在今年下半年出来。



2.前摄像头


做高屏占比的手机,前摄像头的摆放是很大的难题。目前中高端手机的前摄像头都是8M以上,甚至是16M。8M AF摄像头正常的模组尺寸则为8.5x8.5mm,对全面屏来说,摆件都会是个困难。


单纯从Camera模组角度来讲,有几种方式可以减小模组尺寸:

A.大的模组厂如舜余会用半导体工艺的机器进行模组组装,可以通过提高精度的方法,减小模组尺寸。目前通过这种做法,16M可以做到6.8x6.8mm,20M可以做到7x7mm。


B. 通过更改Lens的叠层,将模组做成凸自行,上半部窄的部分放在屏的旁边,而下半部宽的部分则放在屏的下方从而减小可见区域的模组尺寸。当然这种情况则会增加模组厚度。



前两种方法结合的话,可以让整个模组更小。


C. 第三种方法则是将模组从正方形改成长方形。由于摆放是竖着放的,这样并不能减小上边框的宽度,但好处是减少横向的宽度,以便放下更多器件。(比如可以放下原在Receiver上方的接近传感器。)



不过若真的做全面屏的话,上面几种方法不能真正解决问题。做法目前看到有两种:


第一种就是像Essential (如下图)或者传说中的iPhone 8一样,开一个Notch(凹槽),以便放在相关器件。


(上图一为Essential 的解决方案,图二为传说中iPhone 8的解决方案)

另外一种就是将Camera放在屏的下方,不过现在还属于试验阶段。其难度还是非常之大的。


3.指纹


指纹识别芯片的摆放对高屏占比手机也是一个难题。目前小米,三星采用了最解决的办法即将指纹摆放在背面。当然这样的做法跟主流手机将指纹识别芯片放在正面相斥,看起来不够高大上。


由于电容的穿透力较差,若真想将指纹识别芯片放在正面,又希望将手机下巴做窄,则需要 将指纹芯片做成Under Display 或者In Display才能从本质上解决此问题。而做到Under Display就需要超声波指纹芯片能有更强穿透能力,或者需要LCM有更高的透光率以便于光学指纹穿透。而In Display则需要指纹厂商与LCM厂商密切配合,获得LCM供应商的支持,才能克服所有问题。


4.听筒


由于听筒占有面积较大,如何将听筒小型化,甚至放在LCM后面,才可能解决全面屏正面空间小的问题。 在做高屏占比手机时,听筒已有一定的解决方案。之前夏普采用的骨传导技术,去年小米采用的压电陶瓷都为大家带来了一个不错的技术方向。只是目前无论骨传导还是压电陶瓷在低音性能上做的都不够好,并且成本高都制约了其发展。在不影响音质的情况下,如何安置听筒也需要看新的技术如屏幕激励器/平面声场技术的发展进展。


5.接近传感器


高屏占比的屏对传感器也提出了要求。本来就在从两孔(发射和接收为两个孔)向单孔(发射和接收为一个孔)发展,现在则有可能像小米一样采用Elliptic Labs的超声波接近传感器。 使用超声波传感器,无需开孔。唯一的不足是超声波的穿透能力较差。目前来看其直接穿透屏幕存有较大衰减。因此,如何解决这一问题,便是手机厂商下一步需要思考的。


6.天线


由于上下边框变得更窄,天线与金属中框的距离更近,“净空”比传统屏幕更少。另外全面屏手机的受话器、摄像头等器件需要更高的集成度,与天线的距离也更近,给天线留下的“净空”区域比传统屏幕更少 ,对射频挑战更高。而且原来后盖三段式的方案也不美观,为了获得更好的天线空间,三环和顺络陶瓷盖板,以及信利的玻璃盖板则为手机天线设计提供了更好的环境。当然相关的成本也需要大规模量产来降低。 另外,5G时代,天线将会高度集成化和小型化,都将对全面屏是个利好。


据Sigma Intell的预测,搭配18:9的屏的智能手机在2017年全年约1.5-1.6亿台,约占2017年智能手机全年出货量的10%。而到了2020年,搭配18:9屏的智能手机则将占到全球出货量的50%




苹果新一代iPhone将引领全面屏风潮?

今年下半年推出的全面屏手机中有四款将最受关注:


Apple:


从往年惯例来看,现在满天飞的Apple传言基本属实。Apple应该是通过在屏表面做一个Notch来摆放听筒,前摄,光感和高大上的结构光的。唯一不太确定的就是指纹的摆放。用Under Display的话,技术不够成熟;用结构光的人脸识别来代替指纹也并不靠谱。最靠谱的传言则是将指纹放在后盖面。不过,这样的设计,用户是否会买单呢?


Samsung:


Note 8也肯定高屏占比的屏。不过Samsung可以自己生产多数器件,组装也不像Apple在毫无节操的大陆公司,而是韩国公司贴片组装生产,所以泄密的很少。相比小米MIX和夏普早期推出的高屏占比手机,S8的外观设计更为合理。不过受去年Note 7的影响,今年S8也卖的不好,估计今年Note 8的销量也不容乐观。


华为:


上半年的P10卖的不够好,华为更加看重Mate10的销量。但毫无疑问Mate 10也将采用高屏占比的屏。不过如同Samsung一样,Mate 10相关的保密措施做得也很好,很多信息并没有被透漏出来。


OPPO:


HOV三家的OV去年年底为冲量,将货积压在渠道商手里,导致上半年光忙着清库存而出货惨淡所以OPPO也希望通过下半年紧随Apple发布R11来冲量。高屏占比的屏则是R11的重要亮点。


目前来看,Samsung和Apple在2019年将引领18:9高屏占比屏手机的市场,预计各占33%和30%的市场份额。而在2017年下半年,除了Samsung和Apple外,相信会有超过15款新智能手机配置18:9的高屏占比的屏。



从品牌手机厂商来看,最早做高屏占比的夏普今年下半年推出的手机将大比例采用高屏占比的屏。而小米委托方案公司制作的红米手机项目也将大范围改成全面屏,并于下半年量产。


(上面四张图源自闪/信息)



新手机形态对产业格局的影响

高屏占比的屏对手机格局的影响:


1.高屏占比的屏间接带动了屏的大小和分辨率。对于去年总算涨价的LCM供应商来讲,此波高屏占比的屏也带动了LCM供应的新增长点。一方面新的外观设计会带动新的提货需求;另外一方面全面屏增大了LCM的尺寸,比如原来做5'的手机,改成18:9的话,需要做成5.5',做5.2‘则变成了5.72',做5.5’则变成了5.99‘手机,间接降低了LCM的产能,使得LCM供货不足。所以最近小尺寸LCM也掀起了一波涨价。


2.由于分辨率提升,要求手机DRAM的频率和容量也有所提升。从而提高了整机的Memory 的容量。最便宜的HD+手机的Memory也有可能会采用16GB+16Gb,甚至32GB+24Gb的Memory。



3.由于屏和Memory的成本的增加,使得手机整机的成本变贵,其他的配置也将一并上升。摄像头也将采用13+2M以上的后双摄配置以及8M以上前摄配置。


4. 手机天线的难度变大,金属后盖可能会被玻璃或陶瓷后盖所取代。


对于指纹的摆放,各家的想出来的解决办法也不一样。小编做了5个图(如下图),在这对比一下。


图A:目前标准的正面指纹摆放方式。


图B:将LCM局部打薄,然后将电容指纹塞至盖板下方,使得整机的下巴变短。


图C:如小米的超声波式的正面指纹摆放方式(如电容式的是一样的)


图D:就是MWC上OPPO和Qualcomm联合发布的正面指纹摆放方式。即利用了超声波穿透能力强的特点,将超声波指纹放置LCM的下方。


图E:若想将光学指纹穿透Display,实现Under Display,就是使Display的透光率提高。若将LCM下半部分的分辨率降低,也可以使LCM部分透光率增强。从而实现光学指纹识别。


据传言,OPPO R11 不会选用图D的超声波式指纹识别,而是采用了图C的形式。毕竟Qualcomm做到UnderDisplay的超声波指纹识别芯片据说得明年第一季度才能量产。而华为则绑定供应链,采用了图B的方式,实现短下巴的高屏占比手机方案。



高屏占比的屏是目前对手机外观最有影响的亮点。所以无论是品牌手机客户还是屏的供应商都积极备战。下半年将会有非常多的手机采用高屏占比的屏。而高屏占比的智能手机压缩了前置元器件的摆放空间,所以对前置相机,前置指纹识别,手机天线以及Receiver等器件带来了挑战。不过这样也对手机元器件的发展产生了动力和方向。随着各元器件技术成熟,手机的外观也将会有新的变化,真正的全面屏也将会出现。不过是高屏占比的屏还是全面屏都将带动智能手机的出货增长。


今天是《半导体行业观察》为您分享的第1338期内容,欢迎关注。

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