[原創] 全面屏手機給供應鏈帶來的挑戰|半導體行業觀察

上海和深圳的夏天總是伴隨著連續的陣雨而來，而今年夏天手機業最火的則是全面屏。

微博數碼博主@i冰宇宙創作了一張圖，直觀的為我們展現了小米MIX、三星S8和iPhone 8這幾款高屏佔比旗艦的區別。

什麼叫全面屏呢？

全面屏是指整個手機的屏佔比接近100%或者大於某個百分比。至於大於百分之多少目前還沒有一個國際通用的標準。之前手機的屏佔比大概在60-70%左右。而去年的小米MIX，LG G6，今年的Samsung Galaxy S8都宣稱為全面屏，而這些手機的屏佔比則在75%-85%左右，並沒有高於90%。

那屏佔比怎麼計算呢？

目前，大多數手機廠商在計算手機屏佔比時，利用的公式是「屏幕面積/前面板面積」。這樣的計算方法貌似合理，但實際上並不符合現實。我們知道，液晶屏由於技術問題，其兩側一定是有「黑邊」存在的（液晶屏的BM區）。可黑邊是不可能進行任何顯示的。 因此，屏佔比的準確演算法應當是「屏幕顯示區域/前面板面積」。比如小米MIX，按照第一種演算法其屏佔比應當是91.3%。 但按照後一種演算法，則應當是83.6%，而小米對外宣稱的屏佔比則是按第一種演算法得出的91.3%。 另外，曲面屏是無法採用此方式計算， 對於曲面屏手機，一般的做法是取其屏幕的最大橫截面面積來做為實際顯示面積，用「橫截面面積/前面板的面積」計算屏佔比。 所以Samsung Galaxy S8的屏佔比實際為84.2%，要高於小米MIX的屏佔比。

那我們先來看看，這些年，都有哪些高屏佔比手機呢？

可以簡單總結一下：高屏佔比的屏最早由Sharp推出，主打的是窄邊框的概念。2016年小米聯合Sharp推出了17.5：9 FHD的的高屏佔比，高比例的手機。緊接著LG和Samsung 也分別推出了18：9，18.5：9 的WQHD的高屏佔比的屏。而最近谷歌之父創辦的Essential 則推出了19:10 屏佔比接近85%的手機。

為什麼要用全面屏？

這些年手機屏幕一直都有往大尺寸方向演進。但屏幕過大時不利於用戶操作和體驗，所以發展到5.5寸後，屏幕的尺寸增加開始緩慢。在整機大小不改變的情況下，減小手機屏的邊框，長寬比例增大，增加屏佔比，可以讓用戶擁有更大屏幕的使用體驗。

而且將手機解析度從16:9改為18:9後，也便於用戶若同時打開兩款軟體時進行分屏操作。

若想將手機從普通的手機（上圖左二）做成全面屏手機的話，若只是上下左右做窄（上圖左一）樣子的話，外觀並不好看。而若更改屏幕的長寬比例（上圖右一）則可以做成跟現有手機比例相同的外觀尺寸。

全面屏給產業鏈帶來的挑戰

從上圖可以看出，若想將手機做成全面屏，就需要對整個相關的產業鏈都進行一次革新。除了AA區倒角會影響整機的UI設計是純軟體問題外，小編就在這裡跟大家分析一下其他跟元器件相關的問題點：

1.屏

目前手機都是四邊有倒角的，為了配合此倒角，LCM也需要做成倒角，一定程度增加了生產難度。另外窄邊框也是非常難做，需要採用特殊的工藝。

通過LCM特殊的邊框設計，再加上2.5D或3D蓋板可以將左右和上邊框做窄，但下邊框做窄則麻煩一些。之前的LCM都是將LCD driver IC放在玻璃上（COG Chip on Glass），從而造成了整個LCM有了寬下巴，只有將LCD driver IC 通過COF（Chip on Flim）工藝放在FPC上，才有機會縮短下巴的寬度

。目前用COG工藝，在屏下方至少需要留出3.5mm的邊框，而利用COF工藝則可以將邊框縮減至2mm以內。(補充說明，由於柔性AMOLED採用柔性基板，其主要原材料是PI膜（聚醯亞胺）。所以柔性OLED的Source IC封裝方式採用的是類似COF的COP（Chip On PI）封裝)

另外將邊框做窄的話，現有的TDDI 單晶元技術還不夠成熟，需要回到雙晶元架構才能實現更好的In-cell體驗。

目前來看，下半年各LCM供應商都已經開始備戰18:9的高屏佔比的屏。HD+(18:9的HD )主要集中在5.7和5.99兩個尺寸。FHD+的規格則是五花八門。而WQHD+由於對平台要求高，功耗大，規劃較少。而這些屏基本都會在今年下半年出來。

2.前攝像頭

做高屏佔比的手機，前攝像頭的擺放是很大的難題。目前中高端手機的前攝像頭都是8M以上，甚至是16M。8M AF攝像頭正常的模組尺寸則為8.5x8.5mm，對全面屏來說，擺件都會是個困難。

單純從Camera模組角度來講，有幾種方式可以減小模組尺寸:

A.大的模組廠如舜余會用半導體工藝的機器進行模組組裝，可以通過提高精度的方法，減小模組尺寸。目前通過這種做法，16M可以做到6.8x6.8mm，20M可以做到7x7mm。

B. 通過更改Lens的疊層，將模組做成凸自行，上半部窄的部分放在屏的旁邊，而下半部寬的部分則放在屏的下方從而減小可見區域的模組尺寸。當然這種情況則會增加模組厚度。

前兩種方法結合的話，可以讓整個模組更小。

C. 第三種方法則是將模組從正方形改成長方形。由於擺放是豎著放的，這樣並不能減小上邊框的寬度，但好處是減少橫向的寬度，以便放下更多器件。（比如可以放下原在Receiver上方的接近感測器。）

不過若真的做全面屏的話，上面幾種方法不能真正解決問題。做法目前看到有兩種:

第一種就是像Essential （如下圖）或者傳說中的iPhone 8一樣，開一個Notch(凹槽)，以便放在相關器件。

(上圖一為Essential 的解決方案，圖二為傳說中iPhone 8的解決方案)

另外一種就是將Camera放在屏的下方，不過現在還屬於試驗階段。其難度還是非常之大的。

3.指紋

指紋識別晶元的擺放對高屏佔比手機也是一個難題。目前小米，三星採用了最解決的辦法即將指紋擺放在背面。當然這樣的做法跟主流手機將指紋識別晶元放在正面相斥，看起來不夠高大上。

由於電容的穿透力較差，若真想將指紋識別晶元放在正面，又希望將手機下巴做窄，則需要 將指紋晶元做成Under Display 或者In Display才能從本質上解決此問題。而做到Under Display就需要超聲波指紋晶元能有更強穿透能力，或者需要LCM有更高的透光率以便於光學指紋穿透。而In Display則需要指紋廠商與LCM廠商密切配合，獲得LCM供應商的支持，才能克服所有問題。

4.聽筒

由於聽筒佔有面積較大，如何將聽筒小型化，甚至放在LCM後面，才可能解決全面屏正面空間小的問題。 在做高屏佔比手機時，聽筒已有一定的解決方案。之前夏普採用的骨傳導技術，去年小米採用的壓電陶瓷都為大家帶來了一個不錯的技術方向。只是目前無論骨傳導還是壓電陶瓷在低音性能上做的都不夠好，並且成本高都制約了其發展。在不影響音質的情況下，如何安置聽筒也需要看新的技術如屏幕激勵器/平面聲場技術的發展進展。

5.接近感測器

高屏佔比的屏對感測器也提出了要求。本來就在從兩孔（發射和接收為兩個孔）向單孔（發射和接收為一個孔）發展，現在則有可能像小米一樣採用Elliptic Labs的超聲波接近感測器。 使用超聲波感測器，無需開孔。唯一的不足是超聲波的穿透能力較差。目前來看其直接穿透屏幕存有較大衰減。因此，如何解決這一問題，便是手機廠商下一步需要思考的。

6.天線

由於上下邊框變得更窄，天線與金屬中框的距離更近，「凈空」比傳統屏幕更少。另外全面屏手機的受話器、攝像頭等器件需要更高的集成度，與天線的距離也更近，給天線留下的「凈空」區域比傳統屏幕更少 ，對射頻挑戰更高。而且原來後蓋三段式的方案也不美觀，為了獲得更好的天線空間，三環和順絡陶瓷蓋板，以及信利的玻璃蓋板則為手機天線設計提供了更好的環境。當然相關的成本也需要大規模量產來降低。 另外，5G時代，天線將會高度集成化和小型化，都將對全面屏是個利好。

據Sigma Intell的預測，搭配18:9的屏的智能手機在2017年全年約1.5-1.6億台，約佔2017年智能手機全年出貨量的10%。而到了2020年，搭配18:9屏的智能手機則將佔到全球出貨量的50%

蘋果新一代iPhone將引領全面屏風潮？

今年下半年推出的全面屏手機中有四款將最受關註：

Apple：

從往年慣例來看，現在滿天飛的Apple傳言基本屬實。Apple應該是通過在屏表面做一個Notch來擺放聽筒，前攝，光感和高大上的結構光的。唯一不太確定的就是指紋的擺放。用Under Display的話，技術不夠成熟；用結構光的人臉識別來代替指紋也並不靠譜。最靠譜的傳言則是將指紋放在後蓋面。不過，這樣的設計，用戶是否會買單呢？

Samsung：

Note 8也肯定高屏佔比的屏。不過Samsung可以自己生產多數器件，組裝也不像Apple在毫無節操的大陸公司，而是韓國公司貼片組裝生產，所以泄密的很少。相比小米MIX和夏普早期推出的高屏佔比手機，S8的外觀設計更為合理。不過受去年Note 7的影響，今年S8也賣的不好，估計今年Note 8的銷量也不容樂觀。

華為：

上半年的P10賣的不夠好，華為更加看重Mate10的銷量。但毫無疑問Mate 10也將採用高屏佔比的屏。不過如同Samsung一樣，Mate 10相關的保密措施做得也很好，很多信息並沒有被透漏出來。

OPPO：

HOV三家的OV去年年底為衝量，將貨積壓在渠道商手裡，導致上半年光忙著清庫存而出貨慘淡所以OPPO也希望通過下半年緊隨Apple發布R11來衝量。高屏佔比的屏則是R11的重要亮點。

目前來看，Samsung和Apple在2019年將引領18：9高屏佔比屏手機的市場，預計各佔33%和30%的市場份額。而在2017年下半年，除了Samsung和Apple外，相信會有超過15款新智能手機配置18：9的高屏佔比的屏。

從品牌手機廠商來看，最早做高屏佔比的夏普今年下半年推出的手機將大比例採用高屏佔比的屏。而小米委託方案公司製作的紅米手機項目也將大範圍改成全面屏，並於下半年量產。

（上面四張圖源自閃/信息）

新手機形態對產業格局的影響

高屏佔比的屏對手機格局的影響：

1.高屏佔比的屏間接帶動了屏的大小和解析度。對於去年總算漲價的LCM供應商來講，此波高屏佔比的屏也帶動了LCM供應的新增長點。一方面新的外觀設計會帶動新的提貨需求；另外一方面全面屏增大了LCM的尺寸，比如原來做5的手機，改成18：9的話，需要做成5.5，做5.2『則變成了5.72，做5.5』則變成了5.99『手機，間接降低了LCM的產能，使得LCM供貨不足。所以最近小尺寸LCM也掀起了一波漲價。

2.由於解析度提升，要求手機DRAM的頻率和容量也有所提升。從而提高了整機的Memory 的容量。最便宜的HD+手機的Memory也有可能會採用16GB+16Gb，甚至32GB+24Gb的Memory。

3.由於屏和Memory的成本的增加，使得手機整機的成本變貴，其他的配置也將一併上升。攝像頭也將採用13+2M以上的後雙攝配置以及8M以上前攝配置。

4. 手機天線的難度變大，金屬後蓋可能會被玻璃或陶瓷後蓋所取代。

對於指紋的擺放，各家的想出來的解決辦法也不一樣。小編做了5個圖（如下圖），在這對比一下。

圖A：目前標準的正面指紋擺放方式。

圖B：將LCM局部打薄，然後將電容指紋塞至蓋板下方，使得整機的下巴變短。

圖C：如小米的超聲波式的正面指紋擺放方式（如電容式的是一樣的）

圖D：就是MWC上OPPO和Qualcomm聯合發布的正面指紋擺放方式。即利用了超聲波穿透能力強的特點，將超聲波指紋放置LCM的下方。

圖E：若想將光學指紋穿透Display，實現Under Display，就是使Display的透光率提高。若將LCM下半部分的解析度降低，也可以使LCM部分透光率增強。從而實現光學指紋識別。

據傳言，OPPO R11 不會選用圖D的超聲波式指紋識別，而是採用了圖C的形式。畢竟Qualcomm做到UnderDisplay的超聲波指紋識別晶元據說得明年第一季度才能量產。而華為則綁定供應鏈，採用了圖B的方式，實現短下巴的高屏佔比手機方案。

高屏佔比的屏是目前對手機外觀最有影響的亮點。所以無論是品牌手機客戶還是屏的供應商都積極備戰。下半年將會有非常多的手機採用高屏佔比的屏。而高屏佔比的智能手機壓縮了前置元器件的擺放空間，所以對前置相機，前置指紋識別，手機天線以及Receiver等器件帶來了挑戰。不過這樣也對手機元器件的發展產生了動力和方向。隨著各元器件技術成熟，手機的外觀也將會有新的變化，真正的全面屏也將會出現。不過是高屏佔比的屏還是全面屏都將帶動智能手機的出貨增長。

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