電子書閱讀器當道　關鍵零組件雨露均霑

除了電子紙的關鍵零組件，電子書閱讀器亦需系統設計與電子零組件如IC等的配合，因此本文將分析電子書閱讀器產品內部關鍵IC的發展趨勢，並進一步探討台灣廠商在關鍵IC之發展機會。  

電子書閱讀器市場規模急速擴大  

2008年全球電子書閱讀器市場在亞馬遜網路書店(Amazon.com)Kindle產品大賣後，於美國市場蓬勃發展，Kindle更成為2008年耶誕節最佳禮物，在Kindle帶動下，2008年全球電子書閱讀器出貨超過一百萬台。2009年在Kindle熱潮下，出版業者、書商、電信業者與終端設備業者紛紛投入，市占率第一的Kindle推出9.7吋產品與國際版本；排名第二、市占率約10～15%的索尼(Sony)也陸續推出Pocket、Touch與Daily三種針對不同需求的終端產品，2009年全球電子書閱讀器市場較2008年成長178%，達三百萬台。  

展望2010年，在其他終端業者如漢王、邦諾書店(Barnes & Noble)、Plastic Logic、華碩等也推出電子書閱讀器產品，加上支援之內容也逐漸增加，2010年全球電子書閱讀器市場將達七百七十萬台，而全球電子書閱讀器市場在2008～2012年間的年複合成長率將高達78%(圖1)。

資料來源：MIC(01/2010) 圖1　2008～2012年全球電子書閱讀器市場規模

目前市面上電子書閱讀器主流產品為亞馬遜網路書店Kindle 2，市占率超過60%，再加上索尼、漢王，三家廠商加總之市占率已超過90%。由各廠商推出的電子書閱讀器產品規格分析，可歸納以下三點。  

6/9.x/10吋為主流尺寸  

為求輕薄與易攜帶，亞馬遜網路書店Kindle、索尼PRS系列、COOL-ER與Nook等皆將5吋與6吋定為電子書閱讀器閱讀螢幕開發規格，其中6吋與真實書本大小最相近，為求電子書閱讀器與實體書本差異最小化，6吋的電子書閱讀器成為2009年主流尺寸。  

電子書閱讀器被定位在可攜式而非口袋型產品，因此2009年開始有終端廠商將電子書閱讀器往較大尺寸發展。如富士通(Fujitsu)FLEPia彩色電子書閱讀器提升螢幕至8吋，亞馬遜網路書店推出9.7吋的Kindle DX。2010年消費性電子展(CES)上也有多家大廠發表更大尺寸的電子書閱讀器，如Skiff與Plastic Logic的QUE皆為10吋以上。其主要訴求為讓使用者能在重量僅微幅增加情況下，擁有更大螢幕的閱讀工具，減少長期閱讀對眼睛造成的疲憊感，符合不同消費者需求。  

3G/Wi-Fi/藍牙為主要聯網技術  

在亞馬遜網路書店成功透過AT&T網路進行書本下載與購買服務後，內建3G無線技術的電子書閱讀器成為各家大廠終端產品必備規格。除3G無線技術外，索尼Reader與邦諾書店推出的Nook皆內建無線區域網路(Wi-Fi)模組，讓使用者在家中或書店內透過Wi-Fi即可上網。  

觸控螢幕成為必備功能  

為讓電子書閱讀器能更便利使用與達到做筆記的功能，多家大廠如漢王、三星(Samsung)、索尼、Plastic Logic等在2010年CES展出具備觸控功能的電子書閱讀器。各家使用的觸控技術仍有所不同，電磁式觸控在需要觸控筆的裝置上仍占有一定優勢；至於電阻及電容式觸控則在廠商之產品定位與成本考量下，也有產品問世。無論使用何種觸控技術，觸控功能在消費者既定認知下，已成為電子書閱讀器必備的功能。  

電子紙為電子書閱讀器重要元件  

目前較受矚目的電子紙技術約有四種(表1)，分別是電泳/微膠囊(EPD/Microcapsule)、電泳/微杯式(EPD/Microcup)、膽固醇液晶(Ch-LCD)與電子粉流體(QR-LPD)。四種電子紙技術在電子書閱讀器的商品化進度，以元太科技所發展的電泳/微膠囊技術最為領先，市面上大部分的電子書閱讀器皆採用元太科技的電子紙。

達意科技所發展的電泳/微杯式電子紙技術，與元太科技相當類似，其在2009年初被友達購併後，可望在集團資源的挹注下，加速商品化時程，預計2010年會有採用達意科技電子紙的電子書閱讀器在市場上推出。  

2009年4月富士通推出市面上唯一的彩色電子書閱讀器，採用其內部開發的膽固醇液晶電子紙，這是膽固醇液晶電子紙技術至今在電子書閱讀器唯一的商品化實例。電子粉流體技術在台達電於2008年8月宣布與普利司通(Bridgestone)合作，藉以投入相關應用市場之下，亦受到相當關注；不過搭載電子粉流體電子紙的電子書閱讀器，目前僅在相關會展中發表過，尚未有商品化產品推出。  

電子紙仍有問題待解  

電子紙雖以模擬紙張的視覺效果為主、不須跟隨薄膜電晶體液晶顯示器(TFT LCD)的顯示表現，但從閱讀或電子書閱讀器使用者的角度來看，目前電子紙技術仍有兩個明顯的缺點。一是大部分商品化的電子書閱讀器僅能提供黑白顯示，尚不能閱讀彩色書籍或雜誌；二為大部分電子紙技術的畫面更新速度，緩慢至人眼可察覺，造成以觸控筆或手指輸入時，發生延遲現象。因此發展彩色電子紙技術與提升畫面更新速度，即為現階段電子紙廠商之技術發展重點。  

在彩色化的發展上，膽固醇液晶因具先天的優勢(R、G、B三色為既有顯示單元，白色是由三者混合而來)，是目前唯一已商品化的電子紙技術。其他技術的顯示單元僅有黑白，要能顯示彩色，必須改變產品結構設計或製程，且如何克服量產問題更是關鍵，因而搭載其他彩色電子紙的電子書閱讀器，可能要比預期花更多的時間始能上市。  

在提升畫面更新速度的發展上，不論元太科技或達意科技電子紙的反應時間都長達數百毫秒(ms) (表2)，元太科技是以顯示器控制器(Display Controller)內的電路技術降低畫面更新時間，可改善至約20毫秒，相當一般中尺寸TFT LCD的水準。膽固醇液晶電子紙的反應時間雖比較短，但因目前商品化的產品採被動驅動模式，導致畫面更新時間長達數秒。此陣營的廠商如三星及工研院，目前正在發展主動驅動模式，提升畫面更新速度，日前三星展示其主動式膽固醇電子紙，畫面更新時間可降至25毫秒，而電子粉流體電子紙亦是被動式驅動，但因反應時間很短，在一般10吋或以下的電子書閱讀器應用範圍，使用者應可接受其畫面更新時間。

電子書閱讀器提供元件商新商機  

如圖2所示，電子書閱讀器硬體架構可分為系統端與面板端兩個部分。其在面板端即電子紙的IC和TFT LCD面板大致相同，包含控制畫面顯示的控制IC、驅動面板的驅動IC及供給電源的電源管理IC (PMIC)等。而在系統端的IC則包含擔任系統主控角色的應用處理器(AP)、記憶體及無線通訊模組等。以下針對電子書閱讀器規格或效能有重要影響的IC，分析其發展趨勢，並探索台灣廠商之機會。

資料來源：MIC(01/2010) 圖2　電子書閱讀器系統方塊示意圖

面板端關鍵IC設計因電子紙技術而異  

電子書閱讀器面板端的IC中，控制IC與驅動IC隨不同電子紙的技術，而須有不同的設計，控制IC在電子書閱讀器的畫面表現上，扮演著關鍵的角色。由於電子紙的顯示原理與TFT LCD不同，故控制方式亦有相當差異，一般的電子紙技術如電泳或膽固醇液晶，須將與電子紙特性相關的資料，一般稱為找查表(Look-up Table)儲存在Flash，控制IC依照此資料，使各畫素呈現正確的灰階或色階，而TFT LCD的控制IC則不須搭配Flash。再者，現今大部分電子紙技術有畫面更新速度過慢的缺點，除了從顯示技術本身改進外，由控制電路著手亦可為解決之道，因此，電子紙控制IC亦可能肩負提升畫面更新速度的任務。  

目前市面上的電子書閱讀器大都採用元太科技電泳/微膠囊電子紙，而大部分元太科技電子紙均搭配愛普生(Epson)的控制IC，觀察愛普生對元太科技電子紙控制IC的產品規畫(表3)，可得電子書閱讀器顯示器控制器大致之發展趨勢。

在支援的畫素與灰階方面，愛普生新產品S1D13522反而降低規格至XGA等級(1,024×768)與十六灰階，由於兩規格已可囊括電子書閱讀器大部分產品需求，因此毋須過度設計導致成本提高。  

在畫面更新時間方面，愛普生運用電路設計技術將元太科技電子紙原本數百毫秒的畫面更新時間降至20毫秒、相當於中尺寸TFT LCD應用的水準，為電子書閱讀器產品畫面更新速度樹立標竿，亦對後進者構築競爭障礙。  

針對記憶體搭配需求，新產品將2MB同步動態隨機存取記憶體(SDRAM)整合於內，且亦可利用系統端的Flash，使得在控制IC的外部，可不須再搭配任何記憶體，降低面板端的成本。  

至於使用者介面的支援，新產品順應電子書閱讀器人機介面的發展趨勢，增加對手指觸控輸入的支援。同時也增加子母畫面(Picture-in-Picture)等用於一般TFT LCD的顯示功能，使電子書閱讀器在畫面呈現上可比傳統書籍更多變化，提升電子書閱讀器的附加價值。  

雖然愛普生已將外部的記憶體整合至EPD控制IC中，致力降低系統廠商成本，但另一方面，系統端的應用處理器廠商亦以同樣思維，著手整合EPD控制IC，使獨立的電子紙控制IC面臨生存威脅。  

由於電子紙控制IC的運作須搭配內置於Flash的面板驅動資料，而此資料掌握於面板廠商，故電子紙控制IC是否如一般TFT LCD置於面板端，取決於電子紙廠商的態度。目前元太科技與達意科技除在既有面板控制IC廠商中選擇合作夥伴，亦為了在電子紙技術的競爭取得優勢，而願意將其電子紙驅動資料授權給應用處理器等其他廠商，使這些廠商得以整合電子紙控制IC至其產品中。短期來看，電子紙控制IC因具相當技術難度而有獨立生存空間，但長期而言，很可能在電子紙廠商的授權策略下，被系統端的應用處理器所整合。  

相較於電子紙控制IC與TFT LCD控制IC在設計上頗有差異，電子紙驅動IC與液晶面板的驅動IC相當類似，因此投入電子紙驅動IC的廠商，幾乎皆為液晶面板驅動IC廠商。  

就灰階規格而論，目前主流產品只須做到十六灰階即可。未來若要支援彩色，以一般彩色書籍的顯示品質為參考基準，約為RGB各4～5bit，不超過6bit，故彩色電子書閱讀器的主流色階規格應不會超過二十六萬色(RGB各6bit)，也就是現今中尺寸TFT LCD的水準。  

就驅動電壓而論，各電子紙技術則有相當差異，使驅動IC須選擇不同的製程設計。微膠囊電子紙的驅動電壓僅需15伏特，可使用和TFT LCD相同的製程；電泳/微杯電子紙之驅動電壓為30伏特，因此須選擇可承受更高電壓的製程；而膽固醇液晶與電子粉流體兩種技術的驅動電壓又更高，分別為40伏特與70伏特，所需的特殊高壓製程，台灣的晶圓代工廠目前並未提供，因此，這兩種電子紙恐面臨特殊製程成本較高、無法充分運用本地供應鏈等，對其發展較為不利的因素。  

台灣顯示器控制IC廠商機會大增  

由於電子書閱讀器重要零組件--電子紙的關鍵技術被元太科技與達意科技等掌握，而其主要IC供應商為台灣IC設計公司，因此目前已有產品導入台灣面板廠的台灣IC設計公司，在電子紙面板端IC市場皆具目標客戶即為現有客戶的優勢。因從液晶面板驅動IC跨入電子紙驅動IC較少技術瓶頸，台灣驅動IC廠商將可充分掌握電子書閱讀器所帶來的新市場機會。事實上，數家台灣驅動IC廠商已為電子紙廠商如元太科技與達意科技等開發電子紙驅動IC，且部分產品已可量產。  

多數台灣驅動IC廠商擁有TFT LCD控制IC設計能力，雖然電子紙控制IC與TFT LCD控制IC有相當差異，但相對於其他沒有面板控制IC設計經驗的台灣IC廠商，台灣驅動IC廠商投入開發電子紙控制IC的學習曲線可望較短。在電子紙控制IC獨立存在的空間受擠壓狀況下，台灣驅動IC設計公司可選擇與應用處理器廠商策略聯盟，負責電子紙驅動部分的設計，合作開發整合型IC，以縮短產品上市時間。已有應用處理器設計能力的大型的驅動IC公司，若能整合內部資源，開發內含電子紙控制功能的應用處理器產品，即可涵蓋電子書閱讀器大部分IC需求，獲取更多商機。  

此外，電子紙模組亦需電源管理IC，部分台灣電源管理IC設計公司已打入液晶面板供應鏈，應可順勢投入電子紙電源管理IC市場。不過，還須評估未來電源管理IC是否會被電子紙模組內的其他IC整合。  

電子書閱讀器AP多以ARM IP為主  

電子書閱讀器系統端最主要的晶片為基於安謀國際(ARM)架構的應用處理器，主要供應商為飛思卡爾(Freescale)、三星及邁威爾(Marvell)，德州儀器(TI)於2010年加入此市場。以2009年占有全球電子書閱讀器約70%市占率的Kindle為例，其Kindle 1採用邁威爾的XScale 255，之後推出的Kindle 2及Kindle DX則採用飛思卡爾iMX31L；三星則搭配部分白牌、台灣自有品牌及中國大陸品牌出貨。  

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飛思卡爾

飛思卡爾因身為Kindle 2及Kindle DX兩項最暢銷產品的應用處理器供應商，而為2009年電子書閱讀器最主要的應用處理器廠商，推估2009年其市占率約70%。飛思卡爾推出四款適用於電子書閱讀器的產品，依照中央處理器(CPU)速度之不同，分別為400MHz之iMX257、454MHz之iMX233、532MHz之iMX31及800MHz之iMX515(圖3)，用於Kindle內的是iMX31。針對電子書閱讀器市場，該公司也為iMX233、iMX25系列、iMX31及iMX51系列提供參考設計，使代工廠能快速讓電子書閱讀器終端產品問世。 資料來源：飛思卡爾，MIC整理(01/2010) 圖3　飛思卡爾應用處理器產品發展與規畫 一般而言，CPU速度具備400MHz即可符合電子書閱讀器產品需求，但以市場上最多廠商使用的iMX31為例，除CPU速度較iMX233及iMX25系列快速外，更增加繪圖加速器及128KB L2 Cache，讓存取速度也較快速。至於新一代的iMX51系列，除擁有更快運算速度外，更具備OpenVG 1.1，能夠簡短電子書閱讀器顯示PDF檔案時間。 飛思卡爾計畫在2010年針對電子書閱讀器市場推出新一代應用處理器，將整合EPD控制IC，且具備OpenVG 1.1規格，透過此整合晶片，終端製造廠商將可減少整體晶片成本，亦可省下EPD控制IC周邊記憶體使用量。

‧	三星
	三星在2009年透過與台灣代工廠商合作，出貨給白牌業者及中國大陸品牌廠商，而占有部分電子書閱讀器應用處理器市占率。在飛思卡爾獲得Kindle 2採用後，三星也積極投入電子書閱讀器市場，2009年三星採用低價策略(圖4)，成功進入如COOL-ER、Pocketbook等電子書閱讀器品牌廠商。其推廣的產品以S3C2416為主，針對訴求較多功能的電子書閱讀器，則以S3C6410為主。 資料來源：三星，MIC整理(01/2010) 圖4　三星AP產品發展與規畫 隨著邁威爾與飛思卡爾皆推出整合EPD控制IC的應用處理器，三星可能也會針對單一電子書閱讀器市場推出整合型產品，或是推出超低價應用處理器搭配不同電子紙技術，則為另一較安全且可行之方法。

相較於其他新興可攜式電子產品如行動聯網裝置(MID)、Smartbook、平板裝置等，除特殊高階機種外，電子書閱讀器應用處理器毋須支援太多的多媒體技術，高效能CPU並非必需，且介面亦不複雜，對台灣IC設計廠商而言，在技術上的進入障礙有限。不過，台灣大型IC設計廠商，通常把目標放在主流、量大的3C市場，以電子書閱讀器至2012年預估市場規模仍不足兩千萬台來看，目前應處於觀望狀態。  

對在夾縫中求生存、不斷尋求利基市場的台灣中小型IC設計公司，電子書閱讀器市場仍具發展空間。雖然台灣中小型IC設計業者在資金與製程技術等遠不如國際廠商，但在電子書閱讀器市場預料將出現許多中國大陸本土品牌或白牌，且零售價格將持續降低，因此台灣IC廠商可善用其成本及服務的優勢，從中低階產品及新興市場切入，特別是原來已發展數位相框應用處理器的廠商，因其系統架構與電子書閱讀器較為類似，過去累積的技術與經驗有助於產品開發，而電子書閱讀器在教育市場的成長性受各界看好，產品曾導入教育相關應用如電子學習機等的IC廠商，也可能因通路關係而占有優勢。  

元太科技與達意科技不排斥應用處理器廠商整合EPD控制IC，而IC廠商也推出此整合型IC來看，應用處理器整合EPD控制器可望成為未來主流。不過，如此不但增加產品開發難度，產品只能搭配特定電子紙亦存在相當風險，因電子書閱讀器才剛邁入初期成長階段，元太科技能否持續維持其領導地位，尚有變數，因此，欲投入電子書閱讀器應用處理器的廠商，恐須觀察後續市場競爭者變化，審慎訂定產品發展策略。  

無線通訊模組提升元件整合度  

電子書閱讀器因須透過網路下載內容，因此也造就無線通訊模組的市場契機，以下將一一介紹。  

記憶體亦因電子書閱讀器而受惠  

以目前主流規格分析，電子書閱讀器在面板端及系統端皆有動態隨機存取記憶體(DRAM)需求。由於面板端DRAM使用容量受到面板解析度影響，Kindle 2選擇搭配16MB行動SDR。但為求成本下降，元太科技電子紙的EPD控制IC廠商愛普生已針對低階電子書閱讀器市場推出內建2MB DRAM控制IC，以減少面板端成本，利用成本下降阻絕系統端應用處理器廠商將EPD控制IC整合入其產品內。至於其他電子紙技術則將假偽型靜態隨機存取記憶體(PSRAM)也列入其記憶體使用規格，因此台灣利基型記憶體廠商如南科、華邦、鈺創、晶豪科等亦有機會切入此市場。  

以Kindle為例，系統端DRAM需求為128MB Mobile DDR，隨著應用處理器晶片大廠飛思卡爾、邁威爾等紛紛將元太科技電子紙控制晶片整合至應用處理器後，對於DRAM容量需求也將隨之增加。  

應用處理器大廠推出整合電子紙控制晶片的產品，最重要的目的即是降低電子紙閱讀器的成本，因此在DRAM產品之介面，也從當初只支援Mobile DDR介面轉變成為支援DDRII、Mobile DDR等多種介面，讓代工廠商在DRAM選擇上能從較高單價的行動產品，依產品定位的不同轉變成為售價較低之標準型的DDRII。  

隨著應用處理器大廠設計出支援標準型DRAM介面之產品後，台灣DRAM廠商可望從原本僅限於三星、爾必達(Elpida)、海力士(Hynix)等大廠壟斷的市場獲取部分商機。而系統端對DRAM容量需求也多大於128MB，因此台灣DRAM廠商仍以力晶、南亞、華邦等生產標準型DRAM廠商機會較大。  

電子書閱讀器相關廠商競相投入  

電子書閱讀器在2008年由Kindle掀起旋風後，2009年開始快速成長，至2012年預估市場規模約達一千八百萬台，而成為眾所矚目之消費性電子新應用，此新應用創造新的IC市場，吸引相關廠商投入，搶食市場大餅。  

電子書閱讀器內部所需的IC(含IC模組)，以面板(電子紙)控制IC、驅動IC、應用處理器、無線通訊模組與記憶體等，對產品規格或效能影響較為重要。其中，又以控制畫面顯示的電子紙控制IC與擔任系統主控角色的應用處理器最為關鍵，兩者廠商的產品動向，亦牽動其他IC的發展。  

目前TFT LCD面板控制IC除少數類比面板外，均置於TFT LCD模組內，因技術競爭未底定，電子紙廠商願意將相關技術資料提供給應用處理器廠商，使其得以開發整合電子紙控制功能之應用處理器IC產品。若應用處理器廠商可順利跨越愛普生EPD控制IC的效能表現，未來應用處理器很可能取而代之，使電子紙模組內的IC僅有驅動IC而不含控制IC。  

由於電子紙的關鍵技術已被元太/E-Ink與友達/達意科技等台灣面板廠商掌握，而台灣面板廠商在IC採購上向來以本地的供應商為主，因此，目前已有產品導入液晶面板的台灣IC設計公司，在電子紙面板端IC市場皆具目標客戶即現有客戶的優勢。尤其是電子紙的驅動IC，在設計上與TFT LCD應用差異不大，台灣液晶面板驅動IC廠商應可充分掌握此商機。  

雖然電子紙控制IC與既有面板控制IC有相當差異，但相對於缺乏面板控制IC設計經驗的驅動IC廠商而言，發展電子紙IC產品仍有優勢。而在電子紙控制IC獨立存在的空間受擠壓之狀況下，台灣驅動IC設計業者可與應用處理器廠商策略聯盟，合作開發整合型IC，以加速產品上市速度。大型的驅動IC公司還可整合內部資源，直接發展整合型應用處理器，提供更完整的電子書閱讀器應用IC產品線。  

相較於其他新興產品如行動聯網裝置(MID)、Smartbook等，開發電子書閱讀器應用處理器的技術門檻較低，對於台灣中小型IC設計公司，電子書閱讀器市場相當適合其發展。雖然中小型IC設計業者之資金與技術等不如國外廠商，但在電子書閱讀器將出現白牌市場、價格持續降低的情況下，台灣IC廠商可由中低階市場切入。特別是原有產品在數位相框或教育相關應用等之IC設計公司，較有優勢獲取電子書閱讀器應用處理器商機。  

此外，業者對電子書閱讀器中低階市場的預期，已使應用處理器的DRAM介面可降低規格至DDRII，因此，台灣DRAM廠商均可投入此市場。而國內相關無線模組廠商，亦可用既有產品及在可攜式應用如手機等的經驗，跨入電子書閱讀器的新市場。  

(本文作者任職於資策會MIC)