照相手機市場競爭激烈 相關軟硬體及零組件效能持續提升x

2004-10-28
照相手機遵循彩色手機過去2~3年衝擊手機市場之力道,2004年起大舉進犯;在各家手機大廠紛紛宣示,2004年至少60%以上之新機種將搭配相機模組之企圖下,市場熱鬧非凡...
照相手機遵循彩色手機過去2~3年衝擊手機市場之力道,2004年起大舉進犯;在各家手機大廠紛紛宣示,2004年至少60%以上之新機種將搭配相機模組之企圖下,市場熱鬧非凡,各相關技術與市場發展也是層出不窮。  

本文整理出近期有關照相手機之最新應用發展現況,並於最後深論台灣業者商機。  

2004年Q1手機市場排名最重要的幾項特徵有4:Nokia市佔率持續下滑、Motorola挽回逐漸喪失的市佔率、Samsung持續維持穩定爬升、Sony Ericsson重回前5名。  

當然攸關廠商市佔率變化的原因很多,但深入追查卻會發現照相手機推出速度快慢的確影響商機甚鉅;Nokia眾所皆知是因摺疊式與CDMA機種推出太慢而在亞太與北美市場丟失疆土,但是欠缺照相手機卻是其在歐洲不能保持過去大幅領先之重要關鍵;Samsung與Motorola能夠在市場上持續開疆闢土或是重回領先群,除了在於其發揮自有之供應鏈管理技巧外(Samsung強調自我紀律管理之韓式風格、Motorola則強調授權下放釋單之美式文化),業界普遍認定是兩家公司照相手機較早推出市場之結果。而Sony Ericsson能夠在走過合併磨合與放棄CDMA、重新聚焦GSM後,重回前5名,業界多半歸功是日本市場耕耘有成;而不可否認的,日系市場高達70% 以上之照相手機搭配比率,相信也是推動Sony Ericsson不斷進步並幫助其擴展其他區域市場之重要原因。  

綜觀全局,照相手機已是眾廠商期待3G來臨前,最後一個可以讓其市佔率或是營收「翻盤」的殺手級嬌客;原本市場領先者仍將持續挺進,而落後者不僅會快速趕上,對於市場之超樂觀期待更會毫不吝嗇。像是Nokia的最新內部調查就大膽預估,2007年全球廠商總計將生產超過8億支照相手機;而當年,全球照相手機之消費者更將攝影出超過一千億張的數位相片。  

5百萬畫素指日可待  

目前照相手機之畫素競賽已悄然上演,CIF到VGA等級在CCD機種停滯約花了近1年半時間,VGA到百萬畫素(Mega)約等待15個月,但是從百萬畫素(Mega)到2百萬畫素卻只花了9個月時間;類似地,CMOS機種幾乎是從VGA直接進入,目前正走入的百萬畫素約只花了9個月時間,而2百萬畫素產品預期也將只需9個月時間(圖1)。  

2004年2月的3GSM World Congress,曾有廠商實作出4百萬畫素之照相手機;但事隔不到3個月,在5月份舉行的第一屆Camera Phone Summit上,韓國三星更宣稱5百萬畫素將絕對可行,並且「認為」傳統數位相機最後將只侷限於專業用途。  

整體而言,歐、日系手機廠商咸認為2百萬畫素將是照相手機可以大幅取代數位相機之時機。但在廠商進度方面,日系廠商快則已於2003年Q4推出2百萬畫素機種(包含Sharp、Sanyo、Panasonic),其他也都將於2004年底前陸續跟進,預計日本市場將於2005年流行2百萬畫素。歐、美系百萬畫素CMOS機種繼領先者於Q1~Q2陸續推出後,2004年底將是眾廠商傾巢而出之時間點;同時期,部分領先廠商也將推出2百萬畫素之高階機種,然2 百萬流行時間點將等至2005年底浮現。但無論如何,以最保守方式估計,2006~2007年都將是2百萬畫素躍居主流之關鍵時間點(圖2)。  

除了2百萬畫素是目前手機廠商或是國內代工業者努力之目標外,目前已是上游零組件廠商開始研發設計3百萬畫素機種之際;包含鏡頭、感測器等,目前上游零組件廠商都已安排於2004年Q4推出工程樣品(Engineering Sample),預計向產業間兜售之開始時間點將落於12月,而2005年Q1手機設計業者將逐步開始作導入設計,而相關零組件之量產時間點目前大多暫時放在2005年Q2。  

動態影像愈顯清晰  

照相手機之另一發展趨勢是動態影像,業界已期待2004年照相手機之動態影像將由CIF每秒7 frames提昇到每秒15 frames,並於2005年達到30 frames之DV標準;而為了支援Video Instant Message,廠商也設計出能在手機中直接擷取動畫影像之軟體,省去使用者需將影片下載至PC處理之麻煩。  

當然,支援動態影像之另一個誘因是視訊會議,相關之測試也早已於各行動電話業者間展開,但目前問題除了手機本身之資料壓縮與耗電問題外,網路頻寬與IP化尚未成熟,是阻礙發展之兩大課題。  

整合多功能軟體及應用  

除了手機硬體本身,軟體也是廠商努力重點,PC電子文件大廠Adobe就正在研發一項標準,該項標準能夠幫助內容開發業者,在手機上創造出更為專業用途之「圖案文件」;目前該項標準Adobe已暫時定名為「Scalable Vector Graphics Tiny Standard」。此標準預期將為高品質的線上內容(mobile content)做好準備。  

IBM也正在研發一種能夠將GPS與影像整合之專門技術軟體(Infoscope),此軟體將可幫助照相手機之使用者,當在使用相機時,能確實掌握週遭環境;預期這類即時訊息加上影像之功能,將可廣泛運用於顯示位址、保全與商業服務。  

除了高畫素競爭是廠商重點外,低價化或是更有創意之照相手機應用,也開始應用於市場。Mattel將推出美金25元的兒童用照相手機,而波音公司也預備使用照相手機當成乘客視訊服務與機內安全監控之標準配備;此外,歐、美部分之保全公司也安排保全人員配備照相手機,以便掌握突發狀況以及執行保全移動執勤時的遠端監控工作。  

相關零組件邁向精緻化  

由於現在手機要求之輕薄短小已成趨勢,如今在加入相機功能後,持續在已很狹小之空間中塞入相機模組,不僅考驗手機廠商,更是考驗零組件廠商。在相機零組件中,感測器、鏡頭與機械裝置算是最重要之三部份;尤其是當愈往高畫素前進時,與其搭配之感測器與掌握光線入射之鏡片面積,也將同步放大。而如何在面積同步放大之不利條件下,同時掌握手機微小化之要求並保持高畫素、高影像品質,自然即成為廠商逐鹿學問。  

感測器有賴更先進晶圓製程  

感測器廠商藉由調整感測器內之光電二極體(Photodiode)間距與外型、放入多顆電晶體和暫存器電路之特殊設計,期待能夠達到縮小體積但卻提高畫素之要求,當然這些細微化之動作仍有賴晶圓廠更先進之0.15、0.13或是奈米製程。此外,為了提高感測器之聚光能力,目前也流行在晶圓廠後製程上下工夫 (即Color Filter與Micro Lens)。  

由於感測器承擔絕大多數之影像品質責任,而晶圓製程上之能力將充分說明品質之好壞,因此將充分說明IDM大廠何以能夠在競爭中率先脫穎而出(如Micron、Samsung、Hynix、Toshiba)。  

設計業者搶食下游組裝大餅  

在鏡片組方面,3P是百萬畫素CMOS機種常用的組合,但是為了提高畫質,將玻璃鏡面塑造成非球面之模造玻璃即成為業界之方向,目前搭配模造玻璃之 1G2P產品,是百萬畫素鏡頭之頂級模範生。除此之外,Philips與Samsung也開始著手研究液態鏡頭(Liquid Lens),以應付300萬畫素以上之需。  

最後,鏡頭由於身兼光線入射與傳遞後端感測晶片成像之重要窗口,因此鏡頭或是鏡頭模組之設計,以及相關製程與製程所需之模具,自然成為最終鏡頭品質之優劣關鍵。  

由於可以掌握鏡頭物料關鍵,國內擁有鏡頭設計能力之廠商遂紛紛往下游發展,做起組裝工作,包含亞光與美錡等;亞光與美錡兩家本業都是從事鏡片工作,亞光掌握玻璃技術,美錡則是塑膠射出專才;兩廠商在掌握鏡片或是鏡頭上可說是國內組裝業者之領先權威,但是在相機模組組裝尚未達到規模經濟前,需忍受同業以低價搶食市場所造成之低毛利痛楚。  

相反地,國內部分照相手機模組商,並不能自我生產鏡頭模組,甚至還得自上游市場中拿取現材。這些缺乏自我設計鏡頭之組裝業者,在低階畫素還能應付,但是愈往高階發展,影像品質將受到挑戰。而此點也說明為何國內模組大廠如普立爾2003年決定合併傑麗,並將於2004年提高自我鏡頭使用率至40%。  

機械元件方面,主要考量在於近距拍攝、自動聚焦與變焦所須之馬達與搭配藏身鏡頭模組內之機構設計;而為了補充高畫素所需之高照光源,搭配LED的閃光燈功能,廠商多預備將2百萬畫素加進照相手機內。  

COB與CSP短期內仍是主流  

模組組裝之話題始終脫離不了COB(Chip on Board)與CSP(Chip Scale Package),雖然過去還有傳統Flip Chip(或稱LCC)技術,但在手機要求輕薄短小之要求下,COB與CSP即成為主流(兩者優缺點請參考表1)。當然國內少數業者也有開發COCC等新一代封裝技術,但是在該項技術尚不成熟之原因下,COB與CSP短期之內仍將是主流。  

模組組裝業者目前碰到的另一個客戶詢問需求為「上蓋出貨」,即是在摺疊式照相手機中,直接以上蓋包裹相機鏡頭、主螢幕、次螢幕、Back-end IC、軟板方式出貨給手機組裝業者(圖3)。由於手機上蓋牽扯LCD面板與部分手機系統,模組組裝業者將面臨面板與手機設計之人才或知識經驗挑戰;現階段而言,由於此項趨勢牽扯過多之手機技術,並使後續手機測試與調整程序糾纏不清,業者多是被徵求詢問,實際承接案例並不多見。  

筆者預期就算此等趨勢持續發展,短期之內台灣模組組裝業者能夠承接之案例仍多需仰賴面板模組廠商主導,或是委由手機原有設計廠之規格設計與物料選用,角色上仍處被動。  

規格發展迅速 消費者行為促使電信業者角色渾沌  

照相手機從日系市場擴展至韓國與亞太,並橫跨亞洲大陸至歐洲,其前後橫跨時間愈來愈快,雖然科技產品進步著實代表生活水準步調又邁進一大步,但手機廠商似乎不太去思考消費者真正需求,只顧一味追逐高畫素與搬入數位相機功能。甚至,手機業者並不認真考慮日益重要的電信業者態度,因為根據了解,包含日系早已進行照相手機服務之兩大業者(J-Phone與NTT DoCoMo),其因為傳送數位相片之數據營收並未提昇,儘管消費者使用照相手機照相之頻率愈來愈多,但是絕大多數都是拍攝下來再做後續處理(如沖印、編輯或保存),並非為了即時傳送與分享;當然電信業者緩慢的網路佈建與高昂的數據通信費,相信也是阻礙消費者調整消費行為之重要關鍵。  

若從另一個角度來看,手機業者或許也是觀察到消費者使用行為在初始預估與真正現實之差距變化,而加速照相手機之規格進化。而於此推理,照相手機號稱手機發展史上的第二個殺手級應用(第一個為語音),然背後真正推動主導者仍在於手機業者,這對於近期嘗試躍居手機供應鏈主角的電信業者,無異是個值得觀察之警訊。  

領先業者持續領先產業生態將會改變  

照相手機進步速度超乎預期,然其精密之光學、半導體技術,以及需搭配強調規模的量產能力,對廠商而言都是一再往上堆疊之瓶頸障礙。就以感測器而言, CMOS VGA等級儘管有多達20家業者有能力推出產品,但到了百萬畫素,卻只剩下4~5家業者可以提供(Micron、OV、Hynix、IC-Media、Samsung);再以國內模組組裝業者而言,2003年到現在,累積號稱將跨入模組組裝之廠商一度多達20~25家,但經過一年洗禮,真正持續投資,並且可以獲得有效益訂單業者卻不到10家(普立爾、群光、光寶、智伸、敦南、亞光、美錡、天瀚、鴻海陽信);再如同照相手機鏡頭,原本光學三雄不是各個都擅長(如今國就久攻不下),而領先業者(包含大立、玉晶)與二線業者之差距卻也愈差愈大。  

快速擺開領先優勢與拉大差距快速反應在照相手機之頭幾年發展歷程上,而展望將來,參照本文前述之各項發展,更精密之光學技術要求與搭配更進步之半導體設計或是晶圓製程功力,並且更具規模之量產能力,仍然將挑戰各類業者;而可以想見,為了在短期間內獲取更多之「彈藥法力」,廠商間之合作聯盟(甚至合併)與上下游之多角化經營,將更快速見到。而快速反應所出現之產業生態改變,如IDM大廠是不是將具有更多上游IC設計晶圓代工與下游組裝量產優勢,光學鏡頭廠商橫跨模組組裝(如亞光與美錡)是不是就一定最終獲勝,相信勢必是產業間注目之焦點。  

台灣業者商機持續疑問  

雖然產業生態大者恆大現象愈趨明顯,但是對於台灣業者之商機未必是好事一樁,如同前述顧慮日美韓IDM業者會不會「整碗捧去」之疑慮,台灣手機業者在全球組裝代工比例仍屬低檔(2004年12~15%),連帶也將影響照相手機相關上游業者之實力延展。  

儘管大立、亞光、玉晶與美錡之鏡頭已有外銷歐美甚至日本之實力,但這是因鏡頭多與感測搭夥與調配,無須手機業者太多關照之結果;對於模組組裝與感測器業者,卻因需與手機業者周旋,以及台灣代工業者ODM接單比例不多之影響下,費盡心力。  

一般而言,台灣手機代工業者因多走OEM路線,內部零組件多由手機大廠決定,而使國內起步稍晚的模組組裝業者或感測器業者難以滲透;台灣模組組裝業者與感測器業者比較有機會的,仍是可由手機代工業者自行決定物料的ODM或是「環境」較單純的品牌/貼牌市場,然這幾塊市場台灣各手機業者因扮演角色輕重不同,也將影響與其搭配之零組件業者是否可以大紅大紫。  

筆者認為,對於台灣模組組裝或是感測器業者,選擇擁有較大市場之品牌或是走向大區域貼牌對象之台灣手機廠商做「依靠」,應該是現階段之首選組合。  

(本文作者為拓墣產研分析師)  

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