目前,已經有許多產品集成了Wi-Fi接口,具備WAP功能的手機也早已成為主流,訪問互聯網在技術上不存在問題,但現實情況卻是消費者并不經常使用移動互聯網功能。問題到底出在哪里呢?
答案就在于消費者無法從目前的便攜式設備上獲得滿意的使用體驗。人們大多認為手機是移動互聯網應用的主要載體,但事實上,為語音通信設計的手機并不是的選擇。限于手機的外形因子,其屏幕一般小于3英寸,相對于普通網頁尺寸,很難提供舒適的瀏覽體驗;手機鍵盤一般只能提供數字鍵盤,對于字母輸入,只能采取復合鍵的方法,因此在輸入速度上大受影響,對于互聯網訪問這種輸入頻繁的操作來說,是一個很大的缺陷;此外,使用者通常在25厘米左右的距離上觀看顯示屏內容,這需要其握持的手臂與地面約呈45度角,對于長時間的使用來說,的確是一個非常累人的姿勢。這一系列的不足直接抑制了消費者對于移動互聯網的熱情。
在微軟亞洲研究院,工程師們正在研發嵌入式版本的Windows IE瀏覽器,在瀏覽網頁時,所有菜單都自動隱藏起來,將全部顯示區域都留給網頁,使用者可以利用滾輪鍵來快速移動網頁。但這些改善依然比較有限。
為此,Intel提出了移動互聯網設備(MID)概念,其設計目標,按照Intel副總裁浦大衛的說法,將提供一種“不做任何妥協的互聯網訪問能力”,以區別于手機的WAP瀏覽功能。從目前業界推出的MID樣機來看,屏幕多在4到6英寸之間;顯示器分辨率達到WVQA級別以上;擁有全字母鍵盤;使用雙手進行握持和操作;整機重量在半磅至一磅之間。
無疑,MID提供了更好的人機交互接口和更佳的瀏覽體驗,但許多人對該產品前景持有懷疑態度。“在MID產品留下深刻印象的同時,演示者碩大的口袋同樣令人印象深刻。”一位與會者這樣揶揄到。的確,對于習慣了手機大小便攜設備的消費者來說,MID的尺寸還是大了些。此外,功耗更是一個頭痛的問題,為了支持更大的顯示屏以及更強的處理器,配備的電池容量不得不超過3000mAh,電池幾乎和一部超薄手機一樣大,這進一步降低了便攜性。
消費者的確可以接受比手機更大一點的便攜式設備。如果在上海經常坐地鐵的話,你可能對索尼PSP的普及程度感到驚訝。但是,PSP的尺寸也是絕大部分消費者能夠接受的上限了,這是筆者在征詢了許多使用者之后的結論。而這個有4.3寸屏幕、重260克的手持設備卻只剛剛達到MID的下限!
在開發移動互聯網設備方面,業界面臨著極大的挑戰。盡管工程師們竭盡全力,但還是被迫承認:現有的器件性能已經很難滿足消費者的要求了。可喜的是,持續進步的基礎技術正為移動互聯網應用的發展提供更為強勁的動力,下面我們將展望一些有可能在五年內投入大規模商用的新興基礎技術,并分析這些技術所帶來的深遠影響。
顯示技術進步提高便攜性
為了取得更好的顯示效果,顯示屏正變得越來越大,已經占據了便攜設備尺寸的大部分,這成為其難以縮小的主要因素。近年來出現的柔性顯示技術為解決該問題開辟了全新的道路。利用該技術,可制造出卷繞(roll-up)式顯示器,從而將很大面積的顯示器置于很小的空間內。
OLED是研究較早的柔性顯示技術,由于可以在塑料或箔片基底上制造,故可以實現很好的彎曲性能。OLED優勢突出,由于是自發光顯示,無需背光且亮度高,視角寬廣,而功耗則有可能低至同尺寸LCD顯示器的20%,還具有超薄和耐沖擊等特點。由于不需要玻璃基板,OLED可以使用類似滾筒印刷的方式制造,有望以遠低于LCD的成本實現工業化生產。
F1:索尼的OLED柔性顯示器原型,厚度僅為0.3毫米,與一張紙相差無幾 (圖片來源:索尼)
在2007年的CES展上,LG飛利浦和索尼公司均展出了基于該技術的彩色柔性顯示器。“這種顯示器的潛在應用是難以想象的,不僅讓使用更方便,還可以節約自然資源,這象征著顯示技術的下一代。”LG飛利浦CTO In-Jae Chung對OLED柔性顯示技術給予極高評價。
基于良好的市場前景,就連向來對前沿技術較為保守的臺灣地區企業,也紛紛投入到柔性顯示技術開發中。臺灣工研院電光所近日邀集奇美、臺虹等五家廠商,發起成立了柔性液晶薄膜研發聯盟,以加速產業布局。臺灣元太科技(PVI)、LG Displays和Plastic Logic更是宣布,將在今年下半年投產高分辨率柔性有源矩陣(AMOLED)顯示器。大多數市場研究機構均預測5年后OLED市場可達百億美元以上。
除柔性顯示技術外,德州儀器另辟蹊徑,于去年推出了極具創意的微型投影儀。這個名為Pico的投影儀可以投射出一個相當于筆記本電腦屏幕大小、DVD質量的彩色圖像,而體積則非常小,約為4cm×3.5cm×1cm,足以裝到手機大小的設備里。該投影儀光源采用了半導體激光器,不需要為投影進行對焦,能夠在任意距離的平面乃至曲面上投射出清晰影像,這一點可以大大增加其在移動環境中的實用性。
在今年的CES展上,美國初創公司Microvision也展示了一款微型投影儀,采用2軸MEMS掃描儀和激光光源(稱為PicoPTM技術),可投射出12~100寸大小、848x480像素的WVGA級別 畫面,該樣機的光通量為10~15流明。
“盡管移動多媒體訂閱服務持續增加,手機制造商和內容提供商依然認為,窄小的手機屏幕阻礙著強烈的消費需求。但有了這種投影機,你可以以高分辨率觀看、分享任何資源,從YouTube視頻、Google搜索結果到PPT 演示,還可以把家庭照片放大顯示。” 該公司CEO Alexander Tokman在介紹這款產品時驕傲地說。該公司已經計劃今年年底前實現量產。
F2:由于采用激光光源,即使投射在人體背部的影像都是清晰的 (圖片來源:Microvision)
事實上,微型投影技術甫一出現,消費電子制造商們便已按捺不住對該技術的激動之情。“利用Microvision的PicoP技術,我們能夠重新定義消費者通過便攜多媒體設備欣賞影像內容以及與設備互動的方式。” 摩托羅拉移動設備事業部CTO Rob Shaddock興奮地表示。目前,摩托羅拉已經與Microvision合作,將該公司研發的微型投影模塊嵌入到手機當中,預計機型將于明年問世。此外,諾基亞、三星、佳能及東芝等公司都已經明確表示,有意將該技術運用到其新產品中。強大的需求無疑將加速微型投影技術的產業化。
微型燃料電池為功耗問題帶來全新突破
功耗問題已經成為便攜式產品開發為棘手的問題之一,在移動互聯網訪問這樣的高耗能應用方面,問題尤為突出。改進電池性能無疑是直接有效的手段。但目前的鋰離子電池幾乎已經發展到了其理論極限。
業界很早就注意到微型燃料電池的優勢。理論上,燃料電池可提供比鋰離子高出一個數量級的能量密度,能夠瞬間完成充電(實為加注燃料),并且這是一種真正的清潔能源。盡管業界對微型燃料電池期待已久,但直到近,人們才在實用化技術方面取得突破性進展。
今年6月,意法半導體(ST)和法國原子能委員會下屬的新能源實驗室(CEA-Liten)展示了一款氫燃料電池原型,其燃料單元位于一個硅片的底部表面,反應界面則位于硅片的上表面,該硅片與一個僅有一支香煙大小的儲氫筒連接在一起,可以提供500mWh/ cm3的能量密度。在輸出功率方面,每平方厘米反應界面可輸出400mW,CEA-Liten表示將在四年內進一步提高到1W/cm2,屆時,僅僅一張郵票大小的燃料電池即可驅動一個功率達5W的設備。
“便攜設備數量的迅猛增長導致市場對能源的巨大需求,但是現有解決方案在性能、使用時間和環境影響方面還有待提高。我們相信通過在技術上實現優勢互補,ST和CEA Liten將能夠開發成本低廉并滿足這些要求的新能源技術,并將開發成果實現產業化。”ST執行副總裁兼工業及多部門創新部(IMS)總經理Carmelo Papa表示。
F3:ST與CEA-Liten推出的氫燃料電池非常小巧,但可以提供500mWh/cm3的能量密度(圖片來源:日經BP)
ST計劃于今年年底前在法國Tours建成一個工廠,試生產商業化產品。“我們將于2009年底或2010年初推出首批產品,產品將以外圍配件—或者充電器,或者輔助電池—的形式出現。” ST能源業務部經理Igor Bimbaud樂觀預測。
此外,更多的公司在直接甲醇燃料電池(DMFC)研發上取得突破。索尼于今年5月在亞特蘭大舉辦的小型燃料電池展上展示了一種微型混合燃料電池,該電池由DMFC和鋰聚合物輔電池組成,后者用來彌補DMFC輸出功率方面的不足。利用這種混合燃料電池,每10毫升甲醇可以為手機等便攜設備提供14個小時的連續視頻播放時間。索尼表示該產品將很快投入到實際應用中。
F4:索尼認為DMFC與鋰離子混合電池是實用性的方案(圖片來源:索尼)
便攜式燃料電池應用規范的制定也進展順利。2006年,國際電工委員會(IEC)、國際民航組織(ICAO)和國際航空運輸協會(IATA)分別起草了允許在客機中搭載和使用便攜式燃料電池和燃料盒的新條例。燃料電池生態環境建設正逐步完善。
MEMS為消費者帶來全新的使用體驗
MEMS也許是魔幻魅力的技術了,說到底,人們需要某種東西來架設與那些冷冰冰的電路之間的溝通橋梁,而這恰恰是MEMS的魔力所在。它可以感知你的聲音和動作,將你的意圖傳遞給處理器。利用MEMS,我們可以創造出許多令人驚訝的新奇應用,阻礙MEMS應用的或許只是我們的想象力。
例如,利用先進的三軸MEMS加速度計和陀螺儀,可以允許消費者通過上下左右傾斜設備整體來移動網頁,大大提高瀏覽舒適性;如果在開會時手機鈴聲響起,你不必手忙腳亂地往外取手機,只需拍一下手機,它就會轉為靜音,因為MEMS會將振動轉化為一個操作信號;在GPS盲區通過慣性導航來實現輔助定位;通過自定義個性化動作如晃動來實現某個指定功能等;利用MEMS麥克風,即使在嘈雜的鬧市也保證只有使用者的聲音被輸入;而利用MEMS壓力傳感器,可以替代鍵盤實現觸摸操作,使產品外殼設計更加簡化。
此外,有些種類的MEMS器件將有助于優化電路設計。MEMS諧振器可以替代石英晶振;利用MEMS可變電容和電感可實現高性能的CMOS射頻單芯片等。
目前,一個三軸MEMS加速度計平均售價(ASP)約為1.5美元,根據ABI Research公司的調研報告,到2010年,其ASP將跌破1美元大關,進入大規模應用階段。事實上,業界普遍看好MEMS市場的潛力,在飛思卡爾、ADI以及ST等實力廠商的推動下,MEMS的價格有望更快下降。
F5: Apple公司可能通過簡單的軟件升級,在iPhone中至少增加15種MEMS加速計應用(圖片來源:飛思卡爾)
未來的移動互聯網設備可以提供滿意的使用體驗
通過綜合運用上述新技術,我們可以想象,五年后的移動互聯網設備體積不超過PSP的大小,卻擁有6英寸的顯示屏,還可以通過附帶的投影儀播放全高清視頻,而續航能力超過10小時;消費者使用觸摸式鍵盤方便地與MSN上的好友聊天,并互相交流各種新創的操作方式……
在視創新為生命的消費電子行業,基礎技術的進步意義重大,需要對其保持足夠的敏感。摩托羅拉曾因對數字通信技術發展的忽視而成就了諾基亞在手機業的霸主地位;索尼對MP3的輕視將音樂播放器寶座讓位于蘋果;柯達對數碼影像技術的誤判則幾乎葬送了自己……消費電子工業的發展史昭示了一個規律:基礎技術的每一次突破都會帶來一次行業洗牌的機遇,終重塑整個行業的競爭格局。