【導讀】在蘋果手機的帶動之下,線性馬達作為新一代手機用馬達技術(shù)逐漸被手機廠商所認可,小米6、一加5等手機在2017年先后搭載線性馬達。相比于目前主流的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達,線性馬達優(yōu)勢明顯,在觸覺反饋方面帶來的體驗大幅提升。
出于對用戶體驗的重視,蘋果在觸覺反饋方面一直處于全球領先的地位,從Macbook的Multi?Touch,到Applewatch的Force Touch,再到iPhone 6s/6s Plus的3D Touch,直到2016年iPhone 7/7 Plus的壓感式Home鍵。越來越真實的觸覺體驗與Taptic Engine密不可分,蘋果的Taptic Engine在振動馬達方面銳意創(chuàng)新,從轉(zhuǎn)子馬達到定制化高端線性馬達,為蘋果系列產(chǎn)品真實的觸覺體驗提供了物理基礎。
在蘋果手機的帶動之下,線性馬達作為新一代手機用馬達技術(shù)逐漸被手機廠商所認可,小米6、一加5等手機在2017年先后搭載線性馬達。相比于目前主流的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達,線性馬達優(yōu)勢明顯,在觸覺反饋方面帶來的體驗大幅提升。
蘋果力推真實觸覺反饋,引領智能手機走向線性馬達時代
1、蘋果力推3D Touch,憑Taptic Engine提供真實觸覺反饋
出于對用戶體驗的重視,蘋果在觸覺反饋方面一直處于全球領先的地位,早在2014年以前,蘋果Macbook便成功采用了Multi?Touch多指觸控技術(shù),可以實現(xiàn)輕點、輕掃、雙指開合等觸控功能。2014年蘋果將Multi?Touch升級為Force Touch,并應用于新款Macbook、Applewatch等產(chǎn)品上。
Force Touch與傳統(tǒng)的Multi?Touch長按/短按通過時間區(qū)分出不同的操作指令不同,F(xiàn)orce Touch技術(shù)基本原理是通過壓電薄膜或壓力傳感器捕捉壓力大小,提取電路的波峰波谷值來進行編碼??梢詫崿F(xiàn)沒有方向指向的壓力信息回饋,從而在功能上可以實現(xiàn)“用力長按”、“加速控制”、“壓力感應繪圖”等豐富的操作內(nèi)容。
2015年的iPhone 6s/6s Plus手機中,蘋果進一步將Force Touch升級為3D Touch,除了能夠感應到輕擊和按壓不同的兩層壓力,還能感應到第三層壓力——“重壓”,按壓深度的不同,最終系統(tǒng)判斷執(zhí)行的操作也不盡相同,正是因為這三層壓力,蘋果才將其稱之為“3D”。
但是,僅僅只有指令和屏幕功能變化的觸覺技術(shù)(Force/3D Touch)遠遠不能滿足手機使用者對物理回饋的需求。如果說Force/3D Touch技術(shù)改變了設備的輸入體驗,那么Taptic Engine改變的則是輸出反饋體驗,F(xiàn)orce/3D Touch與Taptic Engine是相輔相成的協(xié)作關系。
Taptic Engine是蘋果產(chǎn)品的振動模塊,采用LRA線性馬達電機,能在短時間內(nèi)達到振動的最佳狀態(tài),還能控制振幅以及頻率,這是普通ERM轉(zhuǎn)子馬達所做不到的。
Taptic Engine元件最早出現(xiàn)在2015年初發(fā)布的New Macbook筆記本電腦上,觸摸板應用了Force Touch以檢測觸摸板受力狀況,在此基礎上集成了Taptic Engine進行觸覺反饋。采用Taptic Engine的蘋果版“touch cover”帶來的鍵盤敲擊振動反饋比微軟 touch cover的零反饋體驗要強的多。
隨后,在2015年的Apple Watch智能手表中也開始采用Taptic Engine技術(shù)。在Apple Watch中,Taptic Engine是設備通知系統(tǒng)的中繼,強化聲音提醒,給用戶帶來一個豐富的感官體驗。采用線性馬達的Taptic Engine不僅可以產(chǎn)生振動,還能控制振幅以及頻率,從而產(chǎn)生強弱分明且十分安靜的振動,甚至可以模擬出心跳那種頻率忽高忽低的振動效果。
在蘋果2015年款iPhone 6s和iPhone 6s Plus手機中,同樣內(nèi)置了Taptic Engine,設計上有所升級,能夠準確再現(xiàn)點擊、觸碰以及其他觸覺效果,有效地創(chuàng)建了一種引人關注的用戶體驗。
根據(jù)IT之家的拆解,iPhone 6s采用的是直線長條形Taptic Engine,iPhone 6s Plus采用的是方形Taptic Engine,二者的區(qū)別在于長條形Taptic Engine體積較大,導致電池體積受到壓縮,縮水95mAh,而方形Taptic Engine體積較小,可以盡量少影響電池體積和容量,由于設計難度大一些,成本比長條形Taptic Engine要高。
正是由于iPhone 6s/6s Plus在Taptic Engine方面的升級,使得iPhone 6s/6s Plus的引入了3D Touch功能,能夠在原有Force Touch輕按、輕點的基礎上,新增了重按這一維度的功能,比Apple Watch上的壓力觸摸屏技術(shù)更加敏感。
2、蘋果手機振動馬達演變史,從轉(zhuǎn)子馬達走向線性馬達
事實上,基于對產(chǎn)品用戶體驗細節(jié)的重視,在觸覺反饋方面,蘋果公司一向引領行業(yè)發(fā)展趨勢。
從iFixit針對iPhone的歷代拆解來看,在iPhone 6s/6s Plus之前的iPhone主要采用ERM偏心轉(zhuǎn)子電機的振動馬達。iPhone 4 GSM版采用轉(zhuǎn)子振動馬達,都有一個偏離中心的轉(zhuǎn)子,在它轉(zhuǎn)動起來以后,就能產(chǎn)生全方位的極致震顫體驗。施加正電壓電機旋轉(zhuǎn),施加負電壓電機制動。這種執(zhí)行器的特色在于成本低,而且技術(shù)成熟。
實際在iPhone 4s(以及iPhone 4的CDMA版)身上,蘋果嘗試過LRA線性諧振馬達,但由于當時線性馬達技術(shù)水平的限制,采用的是Z向圓形線性馬達,器件的體積較大,基于空間利用率的考量,在iPhone 5、5c、5s、6身上再度回到ERM轉(zhuǎn)子馬達。
隨著XY向長條形和方形線性馬達技術(shù)的成熟,在蘋果2015年款iPhone 6s和iPhone 6s Plus手機中,重新嘗試使用LRA線性馬達。
2017年蘋果更進一步,在全新一代的iPhone 7和iPhone 7 Plus手機,拋棄了傳統(tǒng)的物理按壓式Home鍵,取而代之的是一枚帶有壓力傳感功能的新型Home鍵。不同于以往的單擊、雙擊、長按三種基本操作,這顆按鈕將通過振動觸覺反饋為用戶提供觸感操作。之前的機械式Home鍵在使用過程中飽受詬病,成為售后返修的重災區(qū)。而壓感技術(shù)的使用徹底解決這一痛點。
盡管不能物理式按下,但通過細膩的Taptic Engine振動模擬,可以保證模擬的點擊手感,獲得實時觸摸反饋。這要得益于Taptic Engine線性馬達技術(shù)提供的先進觸覺反饋。
配合iOS 10,用戶使用舊設備(iPhone 6S/6S Plus)上的線性振動馬達和新設備(iPhone 7/7Plus)上的Taptic Engine都可以產(chǎn)生一種新的振動感覺,但是運行同一個振動時,iPhone 7/7Plus明顯會振得更“干脆”,也更強勁。能配合相關的動作提供更精確、更好的反饋,最好的例子就是系統(tǒng)設置中調(diào)整日期和時間滾輪的振動效果。這與蘋果不斷升級線性馬達技術(shù)密不可分。
3、線性馬達已經(jīng)打開市場,被多款創(chuàng)新型手機所采用
手機用傳統(tǒng)ERM轉(zhuǎn)子馬達技術(shù)成熟,成本較低,目前單顆成本在1美元左右,而新型的LRA線性馬達加工難度大,成本遠高于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達。根據(jù)ZOL和手機報等的分析,目前蘋果iPhone 7/7 Plus采用的高端XY向線性馬達單顆成本為8-10美元。高昂的價格是阻礙線性馬達大規(guī)模應用的重要因素,但是正如我們前文的分析,線性馬達在振動模式、觸覺反饋效果等方面巨大的優(yōu)勢,使得除了蘋果之外的其他手機廠也開始嘗試使用中低端線性馬達產(chǎn)品。
2017年4月,小米發(fā)布全新旗艦手機小米6,在微型馬達方面開始使用線性馬達,盡管出于成本方面的考慮,小米6的線性馬達與蘋果相比在器件性能方面有較大的差距,iPhone可以通過多級振動+軟件算法來實現(xiàn)3D Touch以及模擬Home鍵的觸感,而小米6則在震感以及功能上都有所欠缺,整體觸覺反饋效果仍有距離,但是相比于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子馬達仍是不小的進步。
2017年6月,一加5發(fā)布,采用類似于蘋果iPhone 4s所采用的圓形線性馬達,與目前蘋果線姓馬達采用XY軸向振動模式不同,一加5的線性馬達屬于Z軸向振動模式,在振動細膩度和體驗方面不及蘋果手機,但是與同檔次采用轉(zhuǎn)子馬達的手機相比,震感緊湊,即停即止的特點帶來優(yōu)秀的振動反饋,可調(diào)節(jié)輕度、中等、強烈三擋。
盡管出于成本方面的考慮,目前安卓系智能手機并未大規(guī)模使用先進的線性馬達,但是以小米6、一加5為代表的新手機已經(jīng)開始嘗試使用線性馬達,未來隨著線性馬達技術(shù)的進步,規(guī)模效應將得以體現(xiàn),相應產(chǎn)品的成本價格將逐漸被手機廠所接受,線性馬達有望得到大規(guī)模應用。
全面屏時代已經(jīng)到來,線性馬達應用空間被打開
1、手機進入全面屏時代,取消Home鍵大勢所趨,線性馬達迎來新機遇
自2016年底開始,手機顯示屏的競爭在三星、小米、LG等廠商的推動之下,已經(jīng)向18:9甚至18.5:9、19:9、20:9的長寬比挺近,高屏占比全面屏成為大趨勢。
2016年10月小米MIX概念手機的問世徹底激活高屏占比消費者市場。小米MIX采用6.4英寸夏普屏幕,屏占比高達91.3%,是首部屏占比超過90%的商業(yè)化智能手機,出色的外觀驚艷全球。由于在加工技術(shù)難度、良率與成本方面的較大壓力,小米MIX并未大規(guī)模銷售,但是小米MIX成功吸引了全球消費者的眼球,高屏占比開始成為消費者選擇手機的重要因素。
2017年3月,三星推出其最新的旗艦型機種Galaxy S8和S8+,標志著“高屏占比”的全面屏已經(jīng)成為頂級廠商的選擇。
作為全球智能手機的領頭羊,蘋果公司自然不甘人后,最新款iPhone大概率配備高屏占比顯示屏。2016年底根據(jù)臺灣Digitimes的報道,蘋果計劃在2017年第3季推出的首款AMOLED手機iPhone8,將采用5.8寸18.5:9的長寬比例亮相,面板由三星供應,為全屏幕手機再添風采。
隨著智能手機進入全面屏時代,標志性的Home鍵將被取消。但是機械式Home按鍵帶來的觸覺反饋對于手機而言是至關重要的,尤其對于在用戶體驗方面精益求精的巨頭,如蘋果、三星等。因此,虛擬按鍵將與振動馬達配合,從而提供媲美甚至超越機械式按鍵的觸覺反饋體驗,成為極有吸引力的方案。所以說,全面屏背景下,取消Home鍵將為振動馬達帶來新機遇。
2、人機交互體驗需要真實觸覺反饋的存在,線性馬達大有作為
觸覺反饋是智能終端全新的升級,是未來智能終端升級的重要方向,這個升級也是人體感官的延伸。PC時代,鍵盤和鼠標這兩大交互設備的出現(xiàn),極大地推動了計算機在普通消費市場的應用。2007年蘋果手機橫空出世,配有的大尺寸觸控顯示屏幕,為消費者帶來了前所未有的用戶體驗,引領越來越多消費者選擇智能手機?;诋斚抡雇磥?,語音、觸覺、體感交互已經(jīng)成為未來發(fā)展的重要方向,語音可以解放雙手,體感可以豐富肢體體驗,觸覺可以進一步增強觸摸體驗。
未來,智能終端的升級過程主要包括如下幾個方面:
1)計算中樞的升級,傳統(tǒng)手機計算能力非常有限,智能終端配備的中央處理器已經(jīng)相當于一臺電腦,這是其他一切高級功能的基礎。
2)視覺升級,包括兩個部分,高像素攝像頭和大觸摸屏,它們讓手機具備了處理圖像的能力,同時在顯示效果方面更加真實逼真。
3)聽覺升級,包括三個部分——耳機,麥克風和音頻分析系統(tǒng),通過MEMS陣列、指向性麥克風等新技術(shù)提供三維立體聲效果。
4)觸覺升級,包括觸感,壓力感覺和振動反饋。觸覺反饋的關鍵是反饋,也即對觸覺的精細感覺(壓力感知膜)和多樣化的反饋(如線性馬達),可以不僅僅是振動,還可以是聲音和顯示。但是振動是提供貼身終端不可替代的一種反饋,未來的應用空間十分巨大,振動反饋模塊未來的空間不僅僅是手機,它可以拓展到很多互動娛樂場景和工具中去。
除了應用于手機上作為觸覺反饋的核心部件,微型振動馬達在可穿戴設備、游戲機控制器、VR體感手柄、感應手套等設備上也大有作為,線性馬達替代傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子馬達,從而提供更加出色的觸覺反饋效果。例如,蘋果力推的Appleatch便采用振動馬達,提供模擬心跳反饋;日本MIRAISENS公司在2017年3月展示了具有觸覺反饋的VR手柄,集成了微型振動馬達;日本Exiii公司在2017年4月展示通過振動馬達實現(xiàn)觸覺反饋的智能手套。
線性馬達性能優(yōu)越,技術(shù)壁壘高,掌握先發(fā)優(yōu)勢的公司將顯著受益
1、線性馬達相比于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達性能優(yōu)越
手機微型振動馬達的作用是讓手機產(chǎn)生振動效果。在線性馬達(LRA)出現(xiàn)之前,手機采用的微型馬達主要為轉(zhuǎn)子馬達(ERM),按照結(jié)構(gòu)可以分為圓柱形(Bar)和扁平形(Coin)兩種。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達利用電磁感應原理,電磁力來驅(qū)動馬達軸心的轉(zhuǎn)動,從而帶動偏心鐵或偏心錘的轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的離心力使得快速旋轉(zhuǎn)的馬達振動。因此,它是通過一個被稱作偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量傳動器(ERM)的小型馬達來實現(xiàn)振動。
轉(zhuǎn)子馬達有它自身的局限性,如啟動慢、剎車慢。ERM轉(zhuǎn)子馬達存在慣性,需要過驅(qū)動才能更快速地旋轉(zhuǎn),因此啟動慢、剎車慢。傳統(tǒng)ERM馬達觸發(fā)一個簡單的觸覺反饋,如點擊,需要耗時100到200ms,如果需要快速重復點擊,ERM馬達就會產(chǎn)生明顯延遲感,無法實現(xiàn)多個振動之間的層次感。
轉(zhuǎn)子馬達沒有一個方向性的導向,無法完成復雜的振動。傳統(tǒng)馬達缺乏振動的指向性,讓波頻和振幅一起耦合輸入控制電壓,使馬達僅能使用一個變量來產(chǎn)生不同的振動效果,只能得到不同的脈沖或者速度組合。
因此,隨著手機應用、觸覺反饋、游戲體驗的要求不斷提高,ERM轉(zhuǎn)子馬達已經(jīng)沒辦法滿足用戶的最新需求,特別是在振動的復雜性方面。近年來,一種新型的線性馬達(LRA)開始出現(xiàn)。
手機線性馬達實際上是一個以線性形式運動的彈簧質(zhì)量塊,將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能而不需通過中間任何轉(zhuǎn)換裝置的新型馬達。有別于普通旋轉(zhuǎn)離心式馬達的旋轉(zhuǎn)運動,線性馬達是直線運動的馬達,主要由電源輸出模塊與馬達本體兩大部分組成。線性馬達電源輸出為方波交流電,電機內(nèi)線圈的交變電流產(chǎn)生N-S變化,根據(jù)電磁原理帶動振子運動產(chǎn)生振動。
由于彈簧常量的原因,線性馬達必須圍繞共振頻率在窄帶(±2Hz)范圍內(nèi)驅(qū)動,振動性能在2Hz處會下降50%。另外,在共振狀態(tài)下驅(qū)動時,電源電流可銳降50%,因此在共振狀態(tài)下驅(qū)動可以大幅節(jié)省系統(tǒng)功耗。
相比轉(zhuǎn)子馬達,線性馬達的優(yōu)勢非常明顯:響應速度快(意味著可以做很細膩的振動反饋),壽命長,振動頻率與振幅可控,形成復雜的振動(通過對共振載波振幅進行調(diào)制,可以產(chǎn)生各種不同的觸覺反饋效果),批量一致性好,彈簧+磁鐵的組合可以顯著降低功耗。
目前線性馬達主要有三種形式:圓形、直線型、方形。其中圓形線性馬達振動方式是垂直的(Z向),運動行程很短,不符合手機輕薄化的要求,同時振動的力量,持續(xù)時間等等都不如直線型(XY方向)和方形線性馬達。直線型和方形的運動行程可以根據(jù)用戶定制,因此能在保持較高性能的同時,做到輕薄,厚度可以達到2mm以下。因此,直線型和方形線性馬達具有更廣闊的市場空間。
在前沿技術(shù)方面,蘋果將線性振動馬達技術(shù)發(fā)展到新高度:一般手機振動馬達達到滿負荷需要至少10次振動,而Taptic Engine僅需要一個周期就能快速啟停,另外一次“mini tap”可以達到10ms的振動微控,和“實時的反饋”已經(jīng)非常接近。Taptic Engine可以感應Home鍵上的按壓力度,并通過振動來進行力反饋,模擬近似真實的按鍵效果。
此外,還有一種全新馬達——壓電馬達(也可稱之為壓電傳動器),受到廣泛關注,其擁有極短的響應時間,很高的能效,并擁有比ERM和LRA都要小得多的體積,能夠帶來最為復雜、精細的觸覺反饋體驗。
壓電馬達基本上都由一個軟片(振動-電壓轉(zhuǎn)換器)組成,使用一個很薄的長條或者一個圓盤,讓它們彎曲然后再反彈回去,通過在兩端施加電壓形成振動。壓電型觸覺技術(shù)沒有任何頻率或者振幅限制,設計人員可以達到比使用LRA和ERM所達不到的波形。在某個設計中嵌入多個壓電模塊后,可產(chǎn)生高精度的觸覺反饋體驗,它可以讓觸摸屏的局部而非全部區(qū)域產(chǎn)生振動。
但是壓電馬達作為新興技術(shù),在技術(shù)方面并不成熟,多數(shù)方案要求約100-200伏峰值到峰值(Vp-p)的電壓來驅(qū)動,這對手機而言存在技術(shù)難度。多層壓電馬達可以將該系統(tǒng)電壓降低至50Vp-p,但價格昂貴,并不適合大規(guī)模商用。而且要將壓電馬達放置在觸摸屏上,會造成屏幕預留1-2mm的縫隙,會影響手機的整體外觀。因此,我們認為壓電馬達短期內(nèi)缺乏大規(guī)模商用的條件,有待技術(shù)的進一步發(fā)展。
綜上所述,隨著手機應用、觸覺反饋、游戲體驗、手機輕薄化等的要求不斷提高,ERM轉(zhuǎn)子馬達已經(jīng)沒辦法滿足用戶的最新需求,新型的LRA線性馬達在響應速度、功耗、振動模式等各個方面優(yōu)勢非常明顯,已經(jīng)代表著手機用馬達的發(fā)展趨勢。由于更加先進的壓電馬達在技術(shù)、成本、產(chǎn)品設計等方面的較大的難題,因此,我們認為未來智能終端觸覺反饋的核心是LRA線性馬達。
2、線性馬達技術(shù)難度大,少數(shù)廠商占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢
傳統(tǒng)微型馬達行業(yè)發(fā)展成熟,傳統(tǒng)大廠逐漸退出。傳統(tǒng)手機轉(zhuǎn)子馬達的供應商主要來自日本、韓國、中國。其中,日本微型馬達產(chǎn)業(yè)起步早,廠商技術(shù)實力強,主要的供應商有日本電產(chǎn)科寶Nidec、日本思考技研(已退出)、三洋電機(被Nidec并購);韓國微型馬達行業(yè)是伴隨著手機產(chǎn)業(yè)而崛起的,主要廠商有三星、LG(已退出);國內(nèi)的微型馬達行業(yè)雖然起步較晚,但隨著國產(chǎn)智能終端的崛起,發(fā)展相當迅速,涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的企業(yè),如金龍機電、瑞聲科技等。
傳統(tǒng)手機振動馬達獲利空間小,馬達巨頭紛紛轉(zhuǎn)向VCM相機音圈馬達。傳統(tǒng)手機用振動馬達市場由于產(chǎn)品成熟,技術(shù)壁壘不高,市場競爭激烈,器件單價低,導致傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達獲利空間不大,因此包括思考技研、LG電子等廠商紛紛放棄振動馬達業(yè)務,轉(zhuǎn)向新興的手機相機用VCM馬達。
相比于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子馬達,線性馬達采用全新的產(chǎn)品原理和結(jié)構(gòu),制造難度大。線性馬達將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能而不需通過中間任何轉(zhuǎn)換裝置,而傳統(tǒng)馬達是基于成熟的電磁感應原理,電磁力來驅(qū)動馬達軸心的轉(zhuǎn)動,因此線性馬達在器件的制作更為復雜,并且工藝方面還不成熟。
設計難度大,定制化特點明顯。由于不同的馬達在尺寸、頻率、裝配位置和固定方法等方面都是變量,要根據(jù)手機廠商的振動需要設計器件的具體參數(shù),因此器件具有非常明顯的定制化特性。例如,蘋果在其iPhone 7Plus手機上采用的線性馬達,出于節(jié)省空間和真實觸覺反饋的考慮,便與Nidec進行了深度的合作。
一方面,隨著部分傳統(tǒng)日韓廠商的退出,具備先進技術(shù)能力的手機用振動馬達供應商大為減少,另一方面,線性馬達較高的技術(shù)壁壘、深度定制的設計要求高,因此目前線性馬達的供應商并不多。我們認為,未來隨著線性馬達的逐漸應用,占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢、擁有成熟設計和量產(chǎn)經(jīng)驗的廠商將顯著獲益。
目前來看,線性馬達主要被蘋果公司所采用,其他公司采用的還不多,蘋果的供應商主要為Nidec、金龍機電、瑞聲科技三家,這三家公司也是目前為數(shù)不多的掌握線性馬達研發(fā)和制造能力的公司,已經(jīng)具有了先發(fā)優(yōu)勢。
3、觸覺反饋產(chǎn)業(yè)鏈,線性馬達制造商地位提升
在手機觸覺反饋產(chǎn)業(yè)鏈中,主要可以劃分為觸覺反饋算法與方案、觸控壓力傳感器、振動馬達、馬達驅(qū)動IC、終端代工廠五大部分。
1)觸覺反饋算法與方案,主要是為手機終端廠商提供觸覺反饋方案設計,典型的公司為Immersion,該公司通過自己的Touch軟件算法,讓振動馬達在硬件廠商的設備上擁有更優(yōu)秀的表現(xiàn),還為硬件廠商提供了端到端的 TouchSense 觸覺授權(quán)套件,目前在手機廠商中,三星、華為、LG、魅族、金立等多家廠商中都采用了來自Immersion的解決方案。蘋果系列產(chǎn)品的觸覺反饋方案由其自行設計。
2)觸控壓力傳感器,主要是智能手機所必須的觸控模組內(nèi)壓力傳感器產(chǎn)品,目前全球范圍內(nèi)供應商眾多,蘋果公司的供應商為TPK(宸鴻科技)、F-GIS(業(yè)成光電)。
3)終端代工廠,主要為富士康、和碩等制造廠,將振動馬達、馬達驅(qū)動IC、觸控模組、壓力傳感器等不同器件組合,進行終端產(chǎn)品的制造。
4)馬達驅(qū)動IC,主要為振動馬達工作所必須的驅(qū)動IC芯片,主要供應商有德州儀器、Dongwoon、RadnTech、Imagis等公司。根據(jù)Chipworks的拆解報告,蘋果觸覺反饋驅(qū)動IC由德州儀器提供。
5)振動馬達制造商,目前全球范圍內(nèi)線性馬達成熟供應商不多,蘋果產(chǎn)品的供應商為Nidec、金龍機電、瑞聲科技。馬達的原材料主要為磁性稀土材料(汝鐵硼為主)、金屬材料(鋼條、銅、鋁等)、塑料和陶瓷等,馬達制造商將電機、外殼、線路等組裝。
傳統(tǒng)手機用振動馬達方案成熟,產(chǎn)品標準化設計,因此馬達制造商與終端廠商之間不存在密切依賴關系,馬達制造商制造出的轉(zhuǎn)子馬達主要劃分為圓柱形和扁平形等幾種類型,終端企業(yè)會根據(jù)自家的振動方案進行選擇。
但是線性馬達普遍需要定制,具體器件的參數(shù)、功能需要終端廠商根據(jù)自家的觸覺反饋方案進行設計,因此在線性馬達產(chǎn)業(yè)鏈中,馬達制造商的重要性提升,終端廠商會直接與馬達制造商進行緊密的合作。例如,在蘋果iPhone 7/7 Plus中所使用的線性馬達便與以往存在較大差異,蘋果公司與Nidec在器件的設計方面進行了深度的合作。
相關企業(yè)分析
1、瑞聲科技——蘋果線性馬達重要供應商
瑞聲科技依靠聲學業(yè)務起家,是全球知名聲學器件供應商。聲學業(yè)務涵蓋了微型音箱、揚聲器、受話器和麥克風, 已具備立體聲、防水等性能,市場競爭力一流。在聲學器件方面,公司是蘋果的重要供應商,并且為三星、華為、OPPO、VIVO、小米、金立等主要手機廠商供貨。
公司形成聲學、觸控馬達、射頻結(jié)構(gòu)件及光學業(yè)務的平臺型企業(yè)布局,為客戶提供一體化解決方案。2013年公司全面開展射頻業(yè)務,涉及手機天線、NFC、無線充電等領域,隨后又布局觸控馬達業(yè)務。公司現(xiàn)有產(chǎn)品種類豐富,涵蓋了聲學、觸控馬達、無線射頻及光學等最新的微型技術(shù)解決方案,廣泛應用于智能手機、平板電腦、可穿戴設備及筆記本電腦等多個領域。
公司除了為蘋果供應聲學元器件以外,也供應觸覺反饋線性馬達等核心零部件。瑞聲科技是觸覺反饋市場上少有的規(guī)模性企業(yè),目前公司已有橫向線性馬達及Z方向線性馬達兩大類產(chǎn)品,線性馬達技術(shù)成熟,可滿足3D Touch觸控反饋的高要求,公司還與頂級的驅(qū)動器、軟件及算法公司合作,以達到觸控反饋的最佳表現(xiàn)。
2、歌爾股份——線性馬達已經(jīng)批量出貨
歌爾股份是國際領先的以消費電子聲學元器件為核心的電子元件提供商。公司以聲電器件為核心,發(fā)展出了包括光電器件、電子配件和整機類電子產(chǎn)品等硬件產(chǎn)品,并擁有智能穿戴、無人機、機器人等產(chǎn)品的研發(fā)和服務能力,主要客戶涵蓋蘋果、三星、索尼、微軟、谷歌、Facebook、華為等國際一流終端廠商。
2017年2月,公司在全景網(wǎng)平臺公開消息稱,獨立自主開發(fā)的線性振動馬達已經(jīng)量產(chǎn)。包括Z向與X向線性馬達,同比其他產(chǎn)品具有尺寸靈活,振感強度優(yōu)秀,響應速度快,諧振頻率低等特點。目前已開發(fā)生產(chǎn)四種規(guī)格X向線性馬達與兩款Z向線性馬達,配合高端智能產(chǎn)品市場,如:智能手機、智能穿戴、智能遙控器以及智能手柄實現(xiàn)智能振動反饋功能。
多領域領先能力、垂直一體化布局、頂尖設計與制造能力。歌爾經(jīng)過多年蓄力,已 經(jīng)從單一的電聲器件企業(yè)發(fā)展為聲學、光學、軟件等多領域樹立領先優(yōu)勢,同時通過垂直一體化布局除電聲器件外還深度介入MEMS傳感器、馬達、攝像頭模組、鏡頭、天線 等關鍵零部件領域,在自動化生產(chǎn)與精密設計領域更是擁有深厚團隊、工藝、設備積淀, 公司已經(jīng)搭建了世界一流的研發(fā)供應平臺,具備為客戶提供多元化解決方案的能力。
3、金龍機電——蘋果線性馬達重要供應商
金龍機電是目前國內(nèi)最大的微特電機生產(chǎn)企業(yè)。公司專注于超小型微特電機的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售業(yè)務,產(chǎn)品包括Ф4、Ф5、Ф6、Ф7 等系列圓柱型超小微特電機、扁平型超小微特電機、新型變焦馬達(VCM)、線性馬達等,廣泛應用于移動通訊設備、高端日用消費品、醫(yī)療設備、智能電動玩具、保健器材、機器人等領域。
公司成功研發(fā)全球領先、高附加值的線性馬達并且大批量投產(chǎn),成為蘋果系列產(chǎn)品重要供應商。自2014年下半年以來,公司取代了日本三洋電機成為蘋果產(chǎn)業(yè)鏈的振動馬達供應商,為蘋果系列產(chǎn)品提供線性馬達。根據(jù)公司在全景網(wǎng)互動平臺上透露的消息,2016年公司在手機用微特電機行業(yè)的市場占有率約為18%。公司生產(chǎn)的觸覺反饋線性馬達通過富士康、和碩等代工廠給蘋果供貨。
公司生產(chǎn)的手機用微特電機已獲得多家大型手機生產(chǎn)企業(yè)的采購認證。核心客戶主要包括華為、中興通訊、OPPO、VIVO、小米、魅族、富士康、比亞迪電子等國內(nèi)外知名企業(yè)。公司在傳統(tǒng)馬達領域深耕多年,技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量等均處于行業(yè)領先地位。
成功收購甲艾馬達、博一光電,分別從橫向、縱向拓展產(chǎn)品線。整合了微特電機及觸摸顯示產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)了從移動通訊終端單一部件提供商向多種部件綜合系列產(chǎn)品提供商的轉(zhuǎn)變,躋身高端科技企業(yè)行列。甲艾馬達的馬達產(chǎn)品主要用于游戲機手柄、光驅(qū)、電動血壓計等,與公司現(xiàn)有產(chǎn)品形成互補。博一光電以液晶模組為主要產(chǎn)品,可與公司原有的觸摸屏和蓋板玻璃產(chǎn)品形成結(jié)合,為下游客戶提供觸控顯示一體化產(chǎn)品。
4、歐菲光——有望切入觸覺反饋模組制造領域
歐菲光是國內(nèi)領先的消費電子攝像頭與指紋識別模組龍頭。公司成立于2001年,當前的主營產(chǎn)品為觸摸屏、攝像頭模組、指紋識別模組等,并積極布局智能汽車領域。公司2010年布局電容式觸控屏,2013-2016年成為全球出貨量最大的薄膜式觸摸屏供應商;2012年公司進入影像系統(tǒng)領域,2016年底攝像頭模組單月出貨量全球第一;2014 年公司進入生物識別領域,2016年四季度開始指紋模組單月出貨量位居全球第一。
在觸摸屏方面,歐菲光是行業(yè)龍頭,具備進入3D Touch模組制造領域的技術(shù)實力。公司觸控顯示業(yè)務涵蓋觸控sensor、film和glass電容式觸摸屏、蓋板玻璃、全貼合LCM 組件等,應用領域從手機、平板、筆記本電腦延伸至汽車電子、工業(yè)控制和可穿戴設備等領域。公司在觸摸屏領域的龍頭地位穩(wěn)固,根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)旭日產(chǎn)研的數(shù)據(jù),2017年5月公司觸摸屏的出貨量達到13KK,領先主要競爭對手。根據(jù)公司年報,未來在觸控領域?qū)⒅匦姆糯笙乱淮|摸技術(shù),包括3D Touch技術(shù)、觸覺反饋技術(shù)等。
(來源:海通電子研究)