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王霞

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TDDI的发展趋势

一、什么是TDDI
TDDI即触控与显示驱动器集成(Touch and Display Driver Integration )目前智能手机的触控和显示功能都由两块芯片独立控制,而TDDI最大的特点是把触控芯片与显示芯片整合进单一芯片中。
TDDI最早由人机界面厂商Synaptics所提倡,并于2015年3月推出针对手机和平板电脑的TDDI解决方案,成为全球首个TDDI产品。

                                                                       
TDDI带来的是一种统一的系统架构,原有的系统架构因为显示与触控芯片是分离的,这可能会导致一些显示噪声的存在,而TDDI由于实现了统一的控制,在噪声的管理方面会有更好的效果。
由于这一技术实现难度较大,前期仅有少数面板厂商投入生产由于华为小米,VIVO,OPPO等大厂的推动,现在已经各大面板厂全部进行投产。

二、什么是Touch以及Touch 种类
触摸屏(touch screen)又称为“触控屏”、“触控面板”,是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反  馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏作为一种最新的电脑输入设        备,它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。主要应用于公共信息的查询、领导办      公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。

从技术原理来区别触摸屏,可分为五个基本种类:矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台;红外线技术触摸屏价格低廉,但其外框易碎,容易产生光干扰,曲面情况下失真;电容技术触摸屏设计构思合理,但其图像失真问题很难得到根本解决;电阻技术触摸屏的定位准确,但其价格颇高,且怕刮易损;表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷,清晰不容易被损坏,适于各种场合,缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变得迟钝,甚至不工作。

按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,把触摸屏分为四种,它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。每一类触摸屏都有其各自的优缺点,要了解哪种触摸屏适用于哪种场合,关键就在于要懂得每一类触摸屏技术的工作原理和特点。下面对比下各类触摸屏的优缺点:


现阶段智能手机上所用到的触摸屏基本上为外挂式电容屏,原理上又分为自感电容屏或者互感电容屏。


三、智能手机的发展进程
1902年,一个叫做“内森·斯塔布菲尔德”的美国人在肯塔基州默里的乡下住宅内制成了第一个无线电话装置,这部可无线移动通讯的电话就是人类对“手机”技术最早的探索研究。
1938年,美国贝尔实验室为美国军方制成了世界上第一部“移动电话”手机


1973年4月,美国著名的摩托罗拉公司工程技术员“马丁·库帕”发明世界上第一部推向民用的手机,“马丁·库帕”从此也被称为现代“手机之父”。这部手机在1983年首次将贝尔实验室1947年提出的移动电话概念和70年代提出的蜂窝组网技术概念变为了现实。这个移动通讯业界的第一奠定了摩托罗拉手机部门在移动通讯业界20余年不可动摇的地位。


1995年,手机就是这个样子,拥有着“敦实”的机身和一根长长的天线,造型同现在的无绳电话有些相似。在当时,这可绝对是主人炫耀的资本。传说中的大哥大!


1997年,天线已经不复存在,因此这时候的手机样式得到了大幅改良。而且,在启用了内置天线的设计后,手机的大小也可以被有效控制。图片中的手机便是当年AT&T所主打的一款机型。


   1998年,虽然天线已经在大部分手机身上消失,但仍然有部分生产厂商“冥顽不灵”。但是,他们摒弃了手机以往的全黑设计,而是以五彩缤纷颜色来吸引消费者眼球。图片中的手机便是1995年推出的诺基亚5110机型,该机型提供了多种配色供消费者选择。


                                                         

   1999年,手机变得更加袖珍,图片中的手机是诺基亚3210,该机型拥有酷劲十足的配色、内置天线设计,并对屏幕成像进行了大幅改进。


   2000年,第一款触摸屏手机问世。虽然当时的触摸技术远比不上现在,但在当时,这也是技术上的一项重大突破,并被人们寄予了厚望。图片中展示的是一款摩托罗拉触屏手机,所配置的黑白触摸屏使得用户可以更轻松的进行操作。


   2002年,诺基亚发布的7650在世界上创立了五个世界第一:世界上第一款彩屏手机、第一款智能手机、第一款内置摄像头拍照手机、第一款滑盖手机、第一款五维摇杆手机,堪称超经典机型。

                                                                                                                                                                             
诺基亚第一款滑盖拍照手机7650

   2003年说起黑莓的6230,一定会让很多全键盘手机用户和黑莓爱好者们陷入深深的甜蜜回忆。在2003年之前,黑莓推出的产品更多地应该归类到PDA或者邮件管理器方面,而2003年推出的6230,以及紧随其后的7230、6710让黑莓正式跻身手机市场。


   2004年,上市的V3几乎成为了一个时代的标杆,在此之前摩托罗拉和三星等厂商在折叠机方面都有自己的风格,但V3一上市立刻成为席卷整个行业的明星,它拥有无可匹敌的超薄金属机身,彻底颠覆了当时人们对于折叠机的观念和看法,甚至2004年前后两年市场上的很多重点产品也被V3的光芒所彻底掩盖。



                                                                                                                                                                           
   在2005年,“Walkman”(磁带、CD和MD三种随身听类型)正因为MP3的强势而陷入低谷,甚至已经到了大家讨论“Walkman”这个名词是否还应该继续存在的时候,W800c的上市,除了为索尼爱立信打开了一个全新的时代,也多少挽救了“Walkman”这一经典品牌,并为它赋予了全新的意义。

   2007年,是手机技术得到高速发展的一年,在这一年里诞生了不少新技术,而且也产生了很多可以引发大家思考的新闻,总的来说就是极其不平静的一年。苹果iphone的横空出世、Google Android平台的公布对业界都有震撼的影响力。                                             

   2007年,没有多少人群会相信Android会在随后的三年内会追赶上诺基亚的脚步,更别说是超越。2007年1月9日,史蒂夫·乔布斯在Macworld大会上向公众正式介绍了iPhone智能电话,第一代iPhone分为4GB容量与8GB容量版,售价分别为499美元与599美元。2007年11月,第一代iPhone在英国、法国和德国上市,并于第二年春天在澳大利亚上市。彻底舍弃机械按键,转用有电容式触摸屏代替,掀起一场触摸屏革命


   2010年的手机行业发生了诸多变化,有很多事件甚至颇具历史意义。在2010年,苹果iPhone4问世,全新的Windows Phone 7操作系统诞生,iOS及Android的市场份额急速扩张,曾引领全球智能手机市场的Symbian及BlackBerry的市场份额则不断被侵蚀;在2010年,摩托罗拉重返众人视线,HTC进军大陆市场,诺基亚重整旗鼓欲反击智能手机战场;


   2012年,手机市场里迎来了不少不容忽视的产品,其中既包括诺基亚808这样的奇葩,也包括三星N7100这样的经典延续。

   iPhone5配备800万像素摄像头,具有f2.4光圈,可拍摄分辨率为3264x2448的照片,硬件上虽然和前代产品并无区别,但是iPhone 5还有一个新特性——全景拍摄,此外由于A6处理器的使用,iPhone5拍照和照片处理速度更快。而手机的前置摄像头也升级至120万像素背照式CMOS,iPhone5配备8pin新接口,体积比原来缩小了80%。全新的8pin接口体积缩小了80%,更耐用,也更易用。苹果iPhone5支持 4G LTE,可兼容3G网络。
                                                                                                                                                                    


全面屏的出现并非偶然,而是“窄边框”这一设计理念达到极致的必然结果。手机尺寸虽不断增长,但要达到手感舒适与便携性,只有窄边框、高屏占比 才能实现更好的显示效果,因此窄边框一直是手机外观创新的重点。根据旭日大数据统计预测,2017年全面手机渗透率将达到7.98%,出货量预计超过 1.2亿部,而到了2020年全面屏手机渗透率将达到52%。而根据调研得知,国内一线手机厂下半年高端机种将一律采用TDDI与全面屏。因此TDDI必然伴随全面屏的增长而迅速增长。

从国内的面板方面来看,在2017 第二季度国内新开的18:9面板中,5成以上搭配TDDI,高阶机种超过6成。由于国内缺少oled面板资源,因此在低温多晶硅(LTPS)、与非晶硅 (a-si)面板中,TDDI占比都在50%以上,而且我们预计这个占比随着TDDI的量产增加而持续提高,从而导致市场对TDDI需求的持续增长。

一直以来由于TDDI芯片单价偏高,导致整体In-Cell面板模组报价居高不下,但随着面板厂与IC设计厂商持续针对产品进行优化,TDDI IC降价速度加快,也可望加速提升整体In-Cell的渗透率。预计2018 年,In-Cell方案的渗透率将达37.6%,其中搭载TDDI IC的In-Cell产品比重也有机会提升至 22%。据旭日大数据统计,自2016年第二季度TDDI芯片开始快速成长,2017年将成长200%,整体市场达到1亿颗。预估到2020年,全球 TDDI数量规模将达到5.76亿颗。

2017年TDDI出货量将达到1.6亿颗,增大幅度由2016年的837%缩减到113%,正式宣告TDDI由基数过小导致增长较高的时代结束,我们预计到2020年之前,TDDI将保持在30%左右的速度增长,这预示着TDDI正式步入产品的高速增长期。

相比于传统TDDI性能优势更加明显
在传统的触控屏中,显示屏叠层和显示面板中有很多层。常见的做法是,将触控传感器作为一个单独或独立的层,覆盖到叠层式层压显示面板中的显示屏 上。TDDI带来的是一种统一的系统架构,原有的系统架构因为显示与触控芯片是分离的,这可能会导致一些显示噪声的存在,而TDDI由于实现了统一的控 制,提升了性能。主要的优势有:
  • 一流性能 。提升整体感应的灵敏度,减少了显示噪声,提供了一流的电容式触控性能。
  • 外型更薄。触控传感器集成到显示器中,可以使屏幕更薄,满足了手机薄型化的设计需求。
  • 显示器更亮 。触控屏层数减少,进一步提升面板透光率,可以使显示器更明亮,或者在亮度不变的情况下,电池寿命更长。
  • 降低成本 。为设备制造商减少了组件数量,消除了层压步骤,提高了产量,降低了系统总体成本。
  • 简化供应链 。只需从一个厂商获得触控和显示产品,简化了设备制造商的供应链。


2018年以华为,VIVO,OPPO,小米为代表的国产厂商,为了适应潮流,追求超薄,超占比,窄边框率先采用TDDI技术。并一举引领市场潮流,TDDI为之大热。主要代表机型以华为Mete 20, Vivo的X21; OPPO R17为代表。TDDI应时代发展而生,并对手机行业进行了进一步的革命性改革。

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