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2017年2月17日 星期五


Head Up Display HUD in any car



來源: 誇克顯示 作者:李文正



目前,智慧手機、平板電腦、車載顯示器,日益成為拉動全球中小尺寸面板需求增長的三大引擎。而車載顯示器成為繼智慧手機、平板電腦之後,成為全球面板廠商激烈爭奪的細分市場之一。

车载显示器成全球面板市场热点 竞争激烈

全球車載顯示器市場增長顯著
據汽車產業咨詢和分析公司LMC Automobile表示,2012年全球新登記車輛約為6800萬輛,同比增長4%。2013年全球輕型車銷量將達8350萬輛,較2012年的8120萬輛增長2.8%。

中國汽車工業協會數據顯示,2015全年汽車產銷2450.33萬輛和2459.76萬輛,同比增長3.25%和4.68%,增速比上年同期減緩4.01個百分點和2.18個百分點。中汽協常務副會長兼秘書長董揚表示,中國汽車市場的剛性需求是存在的。根據中汽協預測,2016年中國汽車全年銷量為2604萬輛(其中其國內銷量2540萬輛,出口量64萬輛),增速約為6%。

全球汽車市場的巨大銷量,也帶動了車載顯示面板的增長。IHS iSuppli預測,車用液晶顯示器出貨量,在 2016年將達到1.168億台,較 2012年的6,170萬台成長189%;期間整體液晶顯示器出貨量年平均成長率,則在15~23%之間。在2015年,車用液晶顯示器出貨量預期將首度超越1億台。如上圖所示。這些產品都是全彩色TFT-LCD顯示器。

近年全球汽車成長點,主要來自於蓬勃的中國市場,和經濟逐步復甦的歐美市場。NPD DisplaySearch中小顯示研究副總經理Hiroshi Hayase表示,導航機、音頻顯示幕、空調控制螢幕、後視顯示螢幕、油表和時速表等,為駕駛者提供了安全駕駛、油量、以及更多方便資訊等。

而這只是車載顯示器的必備顯示設備,而車載顯示快速發展的另一個主要因素,是混合動力汽車和電動車的發展,而舊款採用被動矩陣液晶顯示螢幕的替換,很大程度上也提高車載顯示市場需求。


美國NHTSA(高速公路交通安全管理局)2013年9月宣佈,將把車輛後退時的後方視野顯示系統,作為推薦項目追加到NCAP中,將使得該類顯示器,在中低端車輛的應用數量擴增,這是推動車用液晶顯示器出貨量,在接下來幾年成長的主要動力。

美國政府的這項法令要求,所有的車輛須在2014年開始,裝配後視鏡攝影機;IHS iSuppli中小尺寸顯示器,市場分析師Vinita Jakhanwal表示:該法令將增加液晶顯示器,在汽車內的應用數量。這類顯示器大多數,將裝載於汽車中央控制台,使汽車中控台顯示器市場出貨量,在2014年成長21%。

歐洲方面,作為推薦項目,將從2013年開始,在「Euro NCAP」中追加限速標誌辨識系統,2014年開始追加車道保持功能,和自動剎車功能,2016年開始,追加應對行人的自動剎車功能,這將會在儀表群顯示資訊,車載顯示器的採用會越來越多。 

此外,預計2014年中期歐洲,將放寬關於內後視鏡,和外後視鏡配備攝影機的規定。這樣一來,內外後視鏡配備顯示器的步伐,也將加快。

隨著數位汽車或智慧汽車的出貨量增加,汽車中控台部分的「CID(中央資訊顯示器)」、駕駛座位前的儀表部分「儀表群」,以及駕駛員前方視野顯示資訊的「HUD(平視顯示器)」三個方面車載顯示器配備,需求量將過億個。

據夏普預測,到2020年,車載顯示器市場中,面向CID和儀表群的顯示螢幕的配備數量,將超過1億個/年(圖3)。這個數字超過了汽車的年產量,也就是說,一輛車將普遍配備多台車載顯示器。其中的主角是液晶面板,不過部分HUD和CID也出現了採用DLP(數位光處理)投影機的動向。 尤其是在CID用途,顯示器廠商一致表示,將「使液晶螢幕成為標配」。

雖然10英吋以上的液晶螢幕,由於價格方面的原因,主要以高檔車為中心,但3.5~7英吋液晶螢幕,已經形成了當下的主流產品。 HUD方面,2020年將形成每年1000萬台規模的市場,約有一成的新車配備HUD。

從車載顯示器的尺寸分析,在2012年汽車顯示器出貨量中,約有37%來自7.x英吋領域,佔多數。寶馬、福斯、豐田、福特與通用汽車等,一線汽車廠商的車載導航,與資訊娛樂系統,大多選擇這個尺寸。使用7英吋中控台顯示器的平台,包括通用汽車IntelliLink、Nissan導航系統,與豐田Premium HDD導航。

7英吋觸控顯示器,可能也是新興的中控台雙顯示器潮流,所使用的主要尺寸。由於需求穩步增長,預計7.x英吋未來四年,將在汽車顯示器領域保持領先地位。

第二大汽車顯示器尺寸是3.x英吋,佔有19%的市場比重。7.x與3.x英吋合計,佔有56%的汽車顯示器市場,其餘比例被6.x、4.x和8.x英吋顯示器所佔據。

車載顯示器市場商機巨大 競爭激烈
車用顯示面板市場再細分,可分為儀表顯示面板、車用導航系統及車用電視等,從這幾項應用端來看,環境測試標準要比其他行業所使用的面板嚴格許多。


如TFT-LCD的液晶材料在低溫環境中,將會凝結、高溫會損壞、防塵與耐震測試等問題;因此,車廠通常要求面板操作溫度規格,必須要在攝氏-40℃至85℃之間,這對車用顯示面板廠商來說,嚴苛環境的考驗將會是最大挑戰。 

另外,就是車載顯示面板認證標準嚴格,。如QS9000、TS16949、美國汽車工業標準、JIS日本汽車工業標準,與ISO14000環保標準等多項認證標準,所需認證的時間相當冗長。可見,面板廠商想要吃下,這一看起來很美的市場大餅,可謂困難重重。

不過換個角度來思考,由於面板廠商進入汽車產業的門檻高,加上車用面板產品多樣少量,毛利甚高。面板廠商在產品設計階段就已經跟客戶一同開發,一旦正式進入客戶體系的供應鏈,只要品質能夠維持客戶所要求標準,被其它廠商取代的機會不高。

由於車載顯示器市場客製化程度較高,需要不同的顯示器規格,來匹配汽車的品牌價值。設計與生產通常具有較長的壽命週期,車載顯示器必須支持五年的汽車生產期。可見,一旦與汽車廠商聯手合作,商機潛力巨大。


隨著數位汽車和智慧汽車的日益發展,車載顯示發展趨勢為尺寸大型化、觸控代替按鈕、智慧互動,以及資訊更為豐富等。在這一趨勢下,車載顯示器將在汽車中控台部分的「CID」、駕駛座位前的儀表,以及駕駛員前方視野顯示資訊的「HUD」三個方面發生變化,市場需求強烈。

CID方面,隨著智慧手機和平板電腦的迅速普及,用戶對於在車內,訪問智慧手機等配備的多種功能的需求高漲,CID需要強化與這些終端的聯動。

而且,消費者習慣了高精細液晶面板,因此汽車內採用更大尺寸的高精細液晶面板的時機,已經成熟。而儀表群則是需要實現多樣化顯示。

因為各國均在實施的汽車安全評估「NCAP(新車碰撞測試)」,開始推薦採用顯示系統的安全功能。HUD方面,隨著汽車內的資訊激增,HUD將作為向駕駛員,提供駕駛所需資訊的顯示器,得到普及。

以後方和後側方的碰撞檢測為首,帶有全車速追蹤功能的巡航控制(自適應巡航控制:ACC)等,高級駕駛輔助系統(ADAS)越來越多地得到採用,汽車廠商開始重視HUD,無需駕駛員移開向前的視線,就能提供資訊的優點。可見,未來車載顯示器市場,將適應智慧汽車發展需求在CID、儀表群,和HUD將進一步改進和擴大。


以當前車用顯示的發展態勢來看,日本、韓國、台灣及大陸等地都擁有各自的優勢。

日本仍是車載面板最大生產國,尤其是高端車載面板;據Displaysearch統計數據顯示,2012年在全球車載顯示器市場中,JDI市佔率高達32.8%、夏普市佔約27.1%,兩大廠合計市佔將近6成。LGD排名第三,市佔率約15.3%,友達市佔率約7.7%、京瓷市佔6.5%、群創市佔率約5.2%。

日本仍為車載TFT-LCD面板最大生產國,尤其是高端車載面板;美國和歐洲在中端和小尺寸車載面板上,取得不錯進展。2012年,JDI成為最大車載TFT-LCD廠,夏普和樂金顯示分別為第二和第三位。

日本車載面板的需求主要由Panasonic、Alpine和Pioneer等汽車導航廠商所主導;而美國和歐洲車載面板市場,則主要由德國大陸集團(Continental AG,)、BP/Bosch、福特和江森自控(Johnson Controls)等組件廠商所驅動


DisplaySearch發現,日本的車載顯示需求,傾向於汽車導航系統,而美國和歐洲則傾向用在汽車主控台。

車載顯示器市場的快速增長,除日本面板廠外,自然也吸引其它面板廠商加入。台灣的友達、群創等供應商,韓國LG顯示器等供應商,也正在分配工廠產能來生產更多的車載顯示器。

據市調機構統計,今年首季全球車用面板市場出貨量第一名仍為日本顯示器(JDI),其次是群創,領先昔日的車用面板大廠日本夏普。全球車載顯示器市場競爭日益激烈,全球主要面板廠商都在加緊進入這一細分市場,獲取豐厚利潤。

在全球的車載顯示器市場中,日本和台灣企業的市佔率合計佔有80%以上。日本的JDI、夏普和台灣的友達、群創等企業是其代表。

1、日本
去年夏普、JDI兩家公司的車載顯示器產品,均提供高度的客製化,也能滿足汽車廠商,與汽車顯示系統整合商的各種技術要求。總體來看,由於日本廠商把大量,第三代及第四代工廠的產能,用於生產車載顯示器,他們在完成大訂單方面,做得很成功。目前,JDI車用面板全球市佔率達到3成以上,位居全球首位。


今年,日本JDI計劃擴增車用面板產能,目標為在2016年度,將車用面板營收,擴增至1000億日圓的規模,將較2012年度增加約7成。

JDI計劃投下數十億日圓,改良茂原工廠、石川工廠及鳥取工廠的生產設備,目標為在2015年度,將上述3座工廠的車用面板產能,比重提高至6成以上(目前為4成左右),將車用面板年產能,提高至100萬片(以4.5代玻璃基板換算;上述3座工廠的合計值)。

夏普光電在中小尺寸面板領域積極開拓,開發一系列車用面板,包括5.8英吋到10英吋的車用面板,不僅能滿足車上耐久性的要求,也符合汽車廠嚴格的車規要求。 

今年夏普也開始調整工廠面板產能,把8代線以下的產能,逐步調到中小尺寸領域,在智慧手機、平板,以及車載顯示面板方面,加大釋放產能。

日本JVC於2013年5月中旬,開始銷售採用平視顯示器(HUD)顯示駕駛輔助資訊的車載導航機「MDV-737HUD」。這一帶平視顯示器的車載導航機已經量產,這款新產品的車載導航機,部分在印度尼西亞生產,HUD在日本生產,二者配套銷售。

可見,日本在車載顯示器方面,一直走高端市場路線。

2、台灣
在車載顯示面板領域,台灣實力較強,僅次於日本。群創、友達、華映、彩晶、普騰、元太等廠商在研發、出貨量等方面較強。以近年來群創、友達和華映在車載顯示器領域取得巨大的成績。據DisplaySearch車載顯示器報告,預估2016年台灣車載顯示面板,全球市佔率將提升到13%以上。


群創從2007年起,深耕頂級車用面板市場,2012年出貨900萬片,在車用面板市場迭創佳績,掌握BMW、保時捷、積架、福特等汽車原廠大單;美國Tesla的新款電動車,內裝17英吋大顯示器,取代傳統儀表板,也採用群創的車用面板。

群創2013年首季車用顯示面板,全球出貨量已擠下夏普,市佔率自去年的第四名竄升到第二,僅落後JDI 2個百分點。隨著今年車前、車後市場同步成長,群創可望從去年900萬片的出貨量,拉升到今年1400萬片以上,將挑戰JDI龍頭寶座。

群創指出,包括中控台、儀表板、後座娛樂用面板,以及車用抬頭顯示面板4大車用面板產品中,以CID面板顯示器成長最快,此乃車用影音、導航資訊需求增加所致。

受到智慧手機改變消費者使用行為影響,2014年汽車市場上,將可看到具上網功能的車載顯示器,將間接帶動車用面板升級,或刺激新的消費需求。群創以高品質CID面板,取得歐美頂級車認證,成功站穩頂級房車,CID面板OEM市場領導地位。

汽車在高溫、高震動下長途行駛,儀表板面板需通過高溫、高濕、長時間的高標準測試,此外通過電磁干擾(EMI)檢測也是重要評比。群創以低溫多晶矽液晶顯示器(LTPS)技術開發10.25英吋儀表板面板,通過歐美客戶高規格認證,成功打入供應鏈。

全彩1.8英吋抬頭顯示器,也是群創進入車用抬頭顯示器,面板市場的主力產品,這一全彩抬頭顯示器(HUD)面板,它能將行車相關資訊,直接投射在擋風玻璃上,且直接進入駕駛人的視線範圍內,駕駛人再也不必於儀表板或顯示器,和遠方視線之間徘回,大幅提升行車安全。未來這款車用面板,在近年內貢獻營收顯著。

友達在大尺寸面板方面,有全球競爭優勢外,針對成長速度快的車用面板,並陸續推出幾款符合車規要求的LCD面板,包括6.5、7、8英吋等各尺寸面板,並推出8.4英吋穿透半反射a-Si LCD面板,開發出Mobile、POS、ATM、KIOSK等技術應用領域

台灣普騰電子轉型專攻汽車影音電子產品,拿下大陸車廠大單,今年營收可望倍增至10億元。普騰大陸杭州廠,緊鄰東風裕隆車廠,已進行擴產就近供貨。普騰供應台灣、大陸及GM澳洲等車廠,都有不錯的成績。

華映成功轉型為中小尺寸面板廠,耕耘車用面板有成,2013年出貨量將達720萬片,較去年成長75.6%;今年挑戰出貨逾1000萬片。

可見,台灣面板廠商在車載顯示器市場方面,出貨量巨大,未來上升潛力巨大。

韓國的LGD的車載顯示器全球市佔率15%左右,目前正開發車載AMOLED顯示面板,以取得該市場先發優勢。


大陸廠商的車載顯示器多是單色小尺寸的車載顯示面板,產品處於初級階段,車載液晶顯示器,與其它一般顯示器的要求苛刻,技術門檻較高,大陸車載顯示器廠商,目前處於追趕階段。所以全球車載顯示器市場,競爭多集中在日本和台灣兩地廠商之間,台灣廠商主要開發歐美市場。

IHS iSuppli認為,汽車顯示器市場中的競爭,未來五年預計會增強,供應商必須跟上市場動態的變化,並洞察關鍵趨勢,這樣才能抓住新出現的商機。

中大尺寸觸控車載顯示器成為主流趨勢
目前,汽車的中控區域都還是傳統結構——實體按鈕式,少量汽車的高配版出現了觸控螢幕,但是觸控功能較弱,基本是處於配合使用狀態,大部分功能還是通過實體按鈕來實現。


這樣的設計理念,很大程度上限制了內飾設計,空間使用率低,阻礙了前排的乘坐空間。同時,中控需要設相應的功能區,如中控螢幕、空調區、車輛控制區等,將使中控區域複雜化,不利於用戶操作。用戶必須在琳琅滿目的按鈕中,找到對應按鈕操作,還必須適應不同車型的中控按鈕安排。

與消費電子領域用觸控螢幕相比,汽車領域用觸控螢幕應具有以下特徵:
1、觸控螢幕大尺寸化,
2、支持多點觸控,
3、具有高可靠性,
4、具有高耐用性。

其中,大尺寸化和多點觸控主要是為了滿足用戶的體驗感,這兩點和消費電子領域相似,高可靠性和高耐用性,則是對觸控螢幕要求的升級,是汽車領域所特別強調的。這些特徵集中體現了汽車領域對中控觸控螢幕的具體要求。

據最新的資料,豐田、福特及凱迪拉克等公司,也在新車型中嘗試採用觸控螢幕中控。但目前已大批量生產的車型只有Tesla Model S。

豐田汽車近期申請了全觸控車內娛樂介面專利,凸顯了對汽車中控觸控螢幕化的重視。而豐田汽車對在儀錶盤中,加入類似智慧手機介面進行了嘗試。

隨著汽車智慧化風潮興起,車內搭載觸控功能螢幕也成為主流,車用面板每年2位數字成長,市場潛力驚人。為了應對這種趨勢,面板廠商在車載顯示器領域,開發新的技術,以佔據有利市場地位。


日本JDI開發出了可在2D和3D顯示之間切換的12.2英吋液晶螢幕。該面板主要用於車載用途。此次開發的液晶螢幕,在3D顯示技術中採用了可變視差格柵方式,不僅能夠在2D和3D顯示之間切換,還可以改變3D視認區域。而且,為了使3D視認區域達到最優化,還實現了顯示螢幕,與追蹤視認者頭部位置的頭部追蹤系統的聯動。

此外,JDI針對車載設備用途,也開發的曲面顯示器。畫面尺寸為12英吋,像素數為2560×1440。為了實現與汽車內裝設備一體化的感覺,而設計為曲面。

為了從任何角度看,均可再現深黑及艷麗的顏色,採用了名為「IPS-NEO」的最新IPS方式。另外還導入了Pixel Eyes技術,實現了觸控輸入,而且戴著手套也可操作。JDI車用「Innovation Vehicles」為12.2英吋產品、分辨率為1920 x 720、也內建觸控功能。


日本JVC開發的車載導航儀「MDV-737HUD」新品,該產品以方便駕駛員,直觀瞭解駕駛輔助資訊的形式,提示導航資訊,比如,當靠近要轉彎的十字路口時,會大大地顯示右轉或左轉箭頭;在城區複雜的十字路口,用3D圖表表示路上的車線和標誌等。地圖資訊等導航機的詳細資訊,與原來一樣顯示在導航機的液晶顯示螢幕上。並配備了三維角速度傳感器,汽車定位準確度很高。顯示螢幕採用7英吋,寬螢幕透射TN型液晶面板。

未來,車載觸控面板將成為一種標配,不過受到駕駛環境,以及室外強光、高溫的影響,電阻或電容式車載導航機的觸摸螢幕的觸控靈敏度時常受到干擾。未來車載觸摸螢幕技術,或許是紅外線式的產品。


首先紅外線觸摸螢幕透光率高,與安裝了電容和電阻式觸摸螢幕的顯示器相比,畫面色彩度更飽滿、對比度好,用戶視覺舒適度提高;

其次,紅外線觸控螢幕不需要觸控壓力,戴上手套也可操作自如。多點觸控最多可達10個點,無論你用什麼物體,都可以進行觸控。白天在日光下的可視度很高,功耗低,價位適中,相較於電容螢幕、電阻螢幕性價比很高。

第三,工作及儲存溫度,滿足車載的各種嚴酷工況,極寒極熱地區,均能讓用戶操控流暢,而且反應高速精準,現場體驗流暢迅速,較之電阻螢幕和電容螢幕有完勝的架勢;

第四,紅外線觸摸螢幕防垢防水。污垢小於0.6mm工作正常,即使在這個紅外線螢幕表面灑上水,只要簡單擦拭一下,即可正常工作,完全不會受到影響。

綜上來看,車載紅外線式觸摸螢幕產品或許成為未來市場主流。


                                                                                                                                                                                                                 


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