以顯示設備的出售量做依據,除了PC用監視器外,就以TV最大,其市場潛力備受重視。監視器不外乎使用CRT或LCD面板,而TV的選擇性相對就比較多樣化,舉凡PDP、LCD、投影機及CRT都是當中選項之一。通常業界比較側重PC市場的發展,蓋其市場不僅出售量大,且毋須建立特定的行銷通路,PC卻不然。PC相關產品其價格十分敏感,在過度競爭的因素下,價格下跌速度也快;因此TV市場反而是比較穩定的環境。現究LCD、PDP和投影電視市場逐一作詳細分析。
目前家庭電視所使用的顯示器中,基本上分成六種(表一),包括直視型液晶電視、PDP電視、液晶後投影電視等,上述三種均是為了取代現有的CRT電視,使用目的相同,為日常生活的娛樂媒介。第四種為前投影電視,其螢幕可達100吋大畫面,通常以擬似電影的方式呈現;一反過去傳統,和現存電視較無替代關係。
CRT由於價格低廉,在電視機市場幾乎是呈現壟斷的局面,尤其在CRT逐漸平面化之後,更增加其附加價值,延長了生命週期。平面顯示器的價格較為昂貴,但因其輕薄的特性,在使用上較具親和力。欲滲透電視機市場,勢必在利基市場上作努力。建立一定的市場規模,方能奠定良好的基礎,逐步打開市場。
直視型液晶電視
目前為止,並無任何跡象顯示,有某顯示器能在可預測的將來主控整個電視機市場。畢竟電視機市場較多元化,不似PC那麼單純。PDP一向被視為最有可能在電視機市場上大放異彩,特別是在大尺寸壁掛電視上。不過,對於PDP未來走向的看法,正反意見兼有之;一般相信在2004~2005年間,其價格才可能漸為消費市場所接受。在PDP解析度瓶頸較高的情況下,應只可在大尺寸電視上有所發揮,屆時將和投影電視作競爭。
在1999年市場出現突破
以往業界並不太重視直視型LCD在電視上的發展潛力。主因是直視型LCD在動態影像的性能及視角廣度上,不易克服技術障礙;且大尺寸面板的製造上,良率的提升困難重重。不過,在1999年之後,這種見解已有所改變。當年台灣業界大力跨進PC用LCD的生產,而南韓業者亦大幅擴產;日本廠商在PC用領域上之勢力,注定日漸薄弱,轉進技術進入障礙高的TV用LCD,可以迴避價格競爭的壓力,創造較高的附加價值,區隔台、韓的產品。
在通路方面,台灣業界的實力亦漸薄弱,難和日、韓競爭。而日、韓中,則以日本在家電品牌的形象較好,握有較大勝券。另一關鍵性推動力為Sharp在日本國內市場大有斬獲,1999年約賣出5.1萬台,較1998年成長了近4倍,遂引起業界廣泛的重視;並使得松下、三菱和三洋等業者陸續跟進(表三)。LCD電視的區域市場發展走向和LCD監視器神似,初期都是集中在日本市場(表二),強調不佔空間的實用性,價格則偏高;必須等到價格滑落至相當程度時,方能為海外市場所接受。
三個發展階段
Sharp將直視型電視市場分成階段。第一個階段在1990~2000年。目標為提高市場對比產品的認知度,以發掘市場為方針。大型液晶電視(10吋以上)的初步上市是在1995年,在過去的5年已逐漸使消費者認識此產品,並使銷售點的營業面積跟著增加。
例如,1999年秋葉圓的大型電器量販店,石丸電氣,設立了液晶電視專櫃;2000年時,此風氣已擴展至其他賣場。消費者除了意識到液晶電視的存在之外,也了解液晶電視其性能凌越傳統電視的特性。Sharp在2000年10月發表的新技術,其視角達到170度,速度更高達15ms,亮度則為450 cd/m2,對比500:1。其整體性能表現和CRT相當。
在2001年後則邁入第二階段,稱為生活風尚。代表性的例子是液晶電視可在室內自由移動,調增器和面板間用無線方式解決。SONY也有相同的概念,稱之為Home Mobile,從Internet到電視節目均可享受。SONY推出稱為「Air Board」的類似WebPad攜帶式面板,使用10.4吋SVGA LCD,具備電子郵件、Internet、DVD、TV、Video和Game等功能;並擁有Wireless LAN,面板可和本體分離,通訊距離約30公尺,可到處遊走在房屋內每一個角落。
2004~2005年則進入第三階段,達到徹底低價化和普及到各個家庭的境界。為了使LCD低價化,Sharp計畫將技術成熟且高生產性的面板投入生產,採用和TN模式的水平配向之垂直電場液晶模式ASV(Advanced Super-V)。三星亦有類似的低價化計畫,強調零件數目減少和生產革新的作法,2003年LCD的價格目標和CRT一樣,一吋10美元。
價格欠缺魅力 需特殊定位建立市場
理論上,無論在PC抑或AV領域上,LCD的價格降為CRT的2倍時,方能廣泛為市場所接受,這種論點對於LCD電視的市場開拓甚為不利。LCD在PC應用的歷史追溯到NB(Notebook)已有10年以上的時間,且監視器尺寸和NB螢幕尺寸相差有限,使得PC用LCD面板和CRT的價差較易縮小。然而LCD電視市場方在起步,欲達到相對於CRT之所謂合理價值,根本是緣木求魚。因此LCD電視勢必尋求較為特殊的市場定位,藉以區隔CRT,降低高價所導致的高進入市場障礙。
日本業界以為LCD電視勢必無法和放在客廳的28吋以上CRT電視機相抗衡,故現階段是把LCD電視設定為臥室所使用的「個人電視」,尺寸設為15吋~20吋之間。這種產品訂位易和LCD監視器相混淆,尤其是現在漸有不少LCD監視器亦配備AV界面。實際上,LCD監視器和個人化LCD電視還是有明顯的差異。前者為近距離使用,需高精細度且鮮明的面板,以文字顯示為主。螢幕長寬比為4:3;而LCD電視則為遠距離使用,以動態影像顯視為主,螢幕長寬比為16:9,響應速度、對比和亮度都要比LCD監視器之要求更高。
2005年後 方可有所作為
以現在20吋左右的LCD面板,平均每吋0.5萬日圓的製造成本,和30吋面板,每吋1萬日圓的製造成本兩者,欲在未來5年創造與CRT相對價格競爭力,實難達成。日本業界評估需建設專用的電視用LCD生產線,使用超大型基板,引進新的材料和製程是必要的。預料2003~2004年間,這種專用生產線才會普遍建設完成,並開始生產;2005年時正式投入市場。所以,2005年以後,LCD電視方能有所作為。
日本業界評估2005年液晶電視在所有電視的佔有率約4%~10%之間。持保守態度的4%看法,以為屆時液晶面板性能無法和CRT相抗衡(表四);而認為10%的樂觀派之見解,是以液晶監視器為例,14吋和15吋價格滑落至10萬日圓之後,市場遂急速擴大。預估17吋在2001年可降至10萬日圓,並使LCD佔所有監視器市場的10%以上。同理,液晶電視亦有相同情形。
PDP
PDP的設備投資額比LCD低,且有龐大的億台規模電視機潛在市場,故繼日本之後,南韓的兩大財閥三星和現代亦積極跨入。台灣則已有華映、達碁和南亞表達強烈參與意願。可是,至今為止PDP顯現的幾個徵兆,有趨於較負面的傾向,能否如意料大放異彩,仍為不定之數。
市場前景正反急見直陳
1999年的全球PDP出貨量,各業者所發表的數字並不一致,且相差頗大,在10萬~20萬台之間。不過據Electronic.Journal和矢野研究所的統計,比較正確的數字應在10萬台左右。2000年的出貨量方面,Electronic.Journal估計應為20萬台;當中八成是專業用,兩成在家庭市場,比矢野的16萬台略多。若折合全球電視機的出貨量,PDP的處境依然艱困,滲透率恐要到2003年才有1%的可能。儘管如此,日系業者仍計畫大規模投資,期以更大的量產規模抑制成本,擴大市場(表五)。
實際上,市場人士對PDP的發展有兩極化的看法,樂觀或悲觀。前者以為PDP在技術漸趨成熟後,價格即會大幅滑落,市場擴張可立竿見影。後者則常會以過去的預測,1999年可達100萬台出貨量,結果卻等到2003年才可能實現為例,說明PDP市場遠景被誇張代的現象。PDP未來的走向如何,有幾個變因需要探討,包括景氣的復甦,將會影響製造商投資的意願,和PDP面板設計技術與製造技術的改良程度,以及數位影像節目內容的充實與否等。
由於1999年下半年起,電子產業逐漸擺脫不影氣,有利於PDP業者的投資,的確有較正面的效應(表六)。依照日本四大業者的規劃,在新投資的驅動下,1999年總月產能為2.1萬片(表七),到2002年時可提高至12.25萬片。最值得注意的是,SONY在2000年4月加入富士通日立Plasma Display(FHP),出資比率為全部的15%,富士通和日立則各為42.5%。
SONY原本和Sharp、Philips共同開發PALC,有鑑於PALC遲未能商品化,迫使SONY先取得PDP的來源,以確保充份支援客戶的面板來源;但PALC仍會持續開發。依SONY的說法,PALC的性能優於PDP,在同尺寸的情況下,PALC的亮度和對比較PDP佳。故SONY定位PDP為普及機種用,PALC為高階。
然而也有技術評論家指出,依1999年10月的東京電子展,PALC和PDP的規格來比較,PALC未必比PDP來得好。(42吋PALC對比160:1,亮度450cd/m2;PDP對比300:1~500:1,亮度400~500cd/m2)。不過PALC性能究竟能否比PDP好並不重要,SONY此舉背後的動機所引發的問題,才最值得探討。
PDP經學方式和LCD相差大
SONY最主要的電子事業重心並非在零組件,而在終端產品。該公司和家電色彩濃厚的日系業者一樣,零組件係供應內需,行有餘力再外售。但在本身無法確切掌握零組件的自我技術時,自然會另尋來源,方能即早完成系統的設計。野村總合研究所即警告PDP的發展情境,將和LCD大大不同。
PDP主打的市場是電視機,此一產業在後段電子電路的設計上扮演相當吃重的角色,和顯示器之間規格、性能上的搭配非常重要,其關連性遠勝於Notebook PC和監視器之於顯示面板的關係。這正是為何監視器業者不必得有CRT或LCD的生產事業。
但是全球各大電視機製造商不是有自己的CRT製造廠,就是有長期合作的夥伴,如SONY、松下、東芝等。SONY投資FHP,真正的背景因素即在此。而日本PDP業界本是百花齊放,如今整合成只剩四家,甚至三菱都不得不暫停生產,擬透過和華映的合作,另行排出低價產品,便可說明PDP事業經營的困難。若有意加入PDP的新興業者,仍抱持LCD經營的思考方式,恐將無法在市場上生存。
PDP對消費者的最大誘因,自然是應用的必要性。以往日本業界將1998年的長野冬季奧運,視為短期內刺激PDP在國內家庭市場銷售量量的主因。長期來看,PDP仍需有固定的數位影像應用之需求,方能驅使消費者有較大的購買意願。可能的數位影像來源包括DVD player和數位電視的開播,才能豐富較高畫質的軟體內容(表八)。
DVD player受惠於價格的明顯下降,在未來數年預期會有不錯的成長。但距離VHS出租市場全面被DVD取代,仍需相當長的時間(表九)。至於數位電視方面,雖然1999年全球數位直播電視的用戶已達2000萬戶,但真正要發揮全面性效益,仍需等待數位電視地面廣播服務的普及。唯據預測,直到2004年此一Set-Top Box出貨量不到1000萬台,勢必等到美國在2006年,全面終止類比電視廣播後,其正面的效應才會全然開展。故欲以應用面來刺激消費者對PDP的購買慾,仍極不容易。正本溯源之道恐還是在成本的大幅降低和性能的提昇上著手。
技術履有突破 唯量產規模難達經濟效益
眾所皆知,業界普遍認為PDP-TV必須降價至平均每吋1萬日圓(表十),才可能廣為消費大眾所接受。在1999年時,PDP TV的每吋平均單價在2.4萬~3.6萬日圓之間,相較於HDTV用CRT之1萬日圓,和後投影機的0.6~0.8萬日圓,顯然差距甚遠。日本業界之見解,以為PDP必須達到足夠的生產規模,才是降低成本的最佳方法;正如CRT一般,年產量逾2億支(TV和PC用途),成為最便宜的顯示器。
然而,PDP最大的困境是解析度無法和LCD抗衡,故無法全力攻下PC用監視器市場。利用PC的龐大市場和新舊產品替換快的有利條件,創造短期內PDP眾多大的需求量;而只能在生命週期極長的電視機市場上殘喘,這種限制頗令PDP製造商深感無奈。
在性能方面,近年來的技術突破,頗鼓舞PDP未來的發展。富士通繼1999年推出ALIS技術後,2000年6月中旬,發表峰值亮度控制技術(APLC,Advanced Pcak Luminance Control),使峰值亮度較以往提高50%。達400cd/m2,對比則增加45%,達580:1,電力消秏降為370W(表十一)。松下亦在同時發表其Real Block驅動方式,可將對比從過去的500:1,提高為3000:1,電力消耗則是降低至295W,為全球第一個將42吋PDP降至300W以下的業者。對比、亮度和電力消秏,一直是PDP業者急欲突破的地方,但三者都有相關連性,難以面面兼顧,以技術層次來看,松下和富士通將持續領先。
投影電視
實際上,愈來愈多的証據顯示投影機在電視的用途上(投影電視),在2001年後會開始發揮市場潛力(表十二)。以後投影電視為例,其價格為CRT直視型的60~80%,PDP電視的1/4而已,顧現其價格的競爭優勢。後投影電視使用CRT投射,在1997年即逾100萬台出產量;相較之下PDP電視預測要到2003~2004年才能破100萬台,兩者的市場規模差距達7年之久。現在業界普遍欲以LCD、DMD和LCOS的投射來替代CRT投射,在成本和外型(體積、重量)上更具競爭力。
依野村總合研究所的預測,2003年使用非CRT的後投影電視出產量,將超過CRT投射之機種,達1300萬台。正因如此,後投影電視的蓬勃發展被認為將嚴重壓抑PDP的生存,而台灣業界投入前者開發成功的機會將比後者大。PDP不只需要滿佈專利荊蕀的面板設計技術,更需要投入大筆資金和人力在量產工廠上,屬於資金和技術均密集的型態;至於投影機的各相關零組件均可由協力廠商提供,毋需太大資金在生產上,設計技術障礙固然不小,整體難度還是比PDP低很多,連小公司都可以涉足。
掌握關鍵零組件 方能掌握進入市場的契機
台灣業界投注在投影機,可追溯到九○年代初期,工研院主義的開發案。當時的市場誘因起源於數位電視,投影機為唯一可行的解決方式。當然這種背景因素,已隨產業趨勢和技術時空變化不復存在。PDP,甚至直視型LCD都是數位電視可用的顯示面板,差別只在市場定位的區隔而已。現在 都熱絡,幾乎為歷年之高峰,其動機亦不再受制於數位電視此一單純用途而已。
近年來台灣業界投入投影機的主要緣由大致如下:
零組件來源多樣化
投影機的架構並沒有標準化可言,一旦使用某廠牌的零組件之後,產品設計就難以變更,受到宰制。早期只有日本廠商提供的LCD為主要的來源。聯友光電或是另一選擇,唯國內廠商需求量不大,該公司無意投注心力於其上。日本業者既是LCD面板供應商,同時也投注於投影機的生產;對於台灣業者進軍投影機市場,深抱疑心,肯大力供貨且支援者少之又少。
近來這種LCD獨佔投影機市場的局面已經被打破,TI所開發的DMD以及多家小型歐美業者推出的LCOS,技術上逐漸成熟,廣被採用。這些歐美製造商本身並不生產投影機,因而有激烈的意願支援台灣業界開發投影機。
由資訊業延伸觸角至家電業
數位電視進展緩慢不利於投影機的市場開發,投影機的高單價亦難推進家庭市場。相對地,在Notebook PC日益普及以及簡報會議的需求頻繁,投影機在PC平台的初期應用市場最為可觀,台灣業界遂積極鎖定簡報用市場,行銷通路亦不少障礙,逕可利用現行PC的。待此領域站穩腳步後,再逐步跨入家電具領域。
經驗累積至相當程度
過去幾年,光學系統設計重要性與日俱增,反應在數位相機、投影機等產品上,台灣業界不得不投入開發,目前已累積一定的經驗,建立足夠的信心。
DMD聲勢日隆 突破日商箝制
突破日本業界在投影機零組件供應的箝制,可追溯到TI的DMD之開發成功,導入所謂DLP技術。TI雖早在10餘年前就完成DMD的初步開發,但開始漸被市場接受是最近幾年才發生的。DMD相對於日系主導的LCD面板技術,具有高光利用效率之優點,孔徑比可達90%,總效率約為64%。
又DMD是利用光反射,和透過型的多晶矽TFT-LCD不同;畫素和畫素間的間隙,以及接壤反射鏡的間隙只有0.8μm小,螢幕放大投射和取得高精細度影像較為容易。此外DMD放大器之冷卻效率亦比TFT-LCD高,可以使用較高功率的光源,達到高亮度化。DMD的優勢也使部份日本業者,將此技術運用在後投影電視上,以日立、松下和三菱為代表,其商品化細節則尚未揭露。
據了解,此三家製造商應該會在2000年耶誕節前後,在北美推出。螢幕尺寸在55~70吋間,亮度400~500cd/m2,對比500:1~600:1,價格每吋1美元上下,鎖定高收入家庭的家庭劇院系統市場。台灣業界亦有多家業者採用DMD在前投影機上,如明碁。
日本業界宣稱2000年為DLP後投影機元年,正式大舉攻進市場則為於2001年,象徵了日本業界將DLP從OA領域跨越到AV領域的里程碑;而台灣業界則正進入DLP的OA範疇中。不過DLP卻被賦予50~70吋高階的產品定位,難和LCD、CRT投影機及PDP分庭抗禮(表十三),主要是因DLP所使用的DMD晶片組的價格居高不下。DMD晶片、驅動IC、ASIC和控制用軟體等所組成的晶片組,佔掉所有後投影機成本的三至四成,同時其成本竟是LCD投影顯示模組的3倍弱,成本比率之高,由此可見。
TI一直欲致力DMD的低價化,但成效並不顯著。以1920*1080的高精細度DMD晶片為例,其晶粒面積過大,導致良率過低。但將其晶片縮小之後,反造成光利用效率低,使得亮度降低,遂陷入兩難。此外現在光源壽命6000小時,亦有提高至10000小時的必要。
LCOS潛力雄厚
相對之下,LCOS(LC on Silicon)為光閥之投射顯示技術的興起,將對TI的DMD造成甚大的挑戰壓力。業界以為體積甚小的LCOS,在2001年切入1吋100美元的HDTV後投影機市場後,將改變投影機市場的生態,使AV用領域市場大開。簡言之,DMD將定位在55吋以上的高階市場,55吋以下的中低階市場可由LCOS概括承受,PDP最大的勁敵不是DMD,而是LCOS。
LCOS之光學模組的小型化,製造成本較低,是最大的優勢。當然小型化的光學系統亦易使後投影機薄形化。透過CMOS製程的微縮化,LCOS的畫素間距可由過去的20μm縮小至10μm,有利於光學系統的縮小。現在主流的透過型多晶矽TFT-LCD光閥較大,不易達到此水準。TI雖宣稱DMD亦可達到10μm,卻仍無量產的計畫。若以產品的定位而言,DMD未必得達到10μm間距不可,以做為薄形化的手段。
主張DMD小形化的看法,是以為可藉犧牲些微性能,換取成本優勢,有助於擴大市場。但反方看法則認為只有日本市場非得薄形化不可。在美國市場薄形化並非必要,DMD既然鎖定在55吋以上市場,日本國內市場自然有限,能發揮DMD優異的性能比薄形化更形重要。因此,LCOS是目前直接以小型化、薄形化且低成本為訴求的投射式顯示元件唯一選擇。在PDP尚未蔚成風氣,DMD又只能侷限在高階市場上,LCD又未能在性能上有所突破的情形下,LCOS無疑是驅動投影機市場的最佳選擇。
2001年LCOS大筆揮軍進入市場
已投入LCOS開發的業者頗多(表十四),但在10μm畫素間距前後已率先投入生產的業者,據了解要以Displaytech和Three-Five Systems(TFS)為代表。Display tech自2000年秋開始量產0.78吋,畫素間距13.2μm之1280*968畫素的LCOS,使用強誘電型液晶之場序列(Field Segaential)方式,可以單片方式應用在投影上。
Displaytech已獲HP支持,提供界面設計支援,並和Citizen的關係企業Miyota合作,由該公司協助進行後段組裝的支援。2000年夏開始Miyota將先行量產觀景窗用LCOS,累積足夠經驗後,再投入投射用LCOS。TFS則自2000年8月起開始量產畫素間距12μm的0.78吋SXGA之LCOS,將運用在3片式後投影電視,使用TN模式液晶。TFS的晶圓製造將採外包方式,本身則已具備TN、STN面板生產能力。
向以多晶矽TFT-LCD為能解決方式的日本業者,已漸體會出LCOS的潛在威脅,而開始積極動作,SONY已在SID2000中發表10μm畫素間距的0.9吋,1920*2000畫素的LCOS,可支援UXGA和HDTV的解析度;日立亦在開發TN模式之LCOS。最早投入量產的首推JVC,早在1997年便投入畫素間距13.5μm的LCOS商品化,2001年初則將量產10.4μm間距的LCOS,0.7吋大小,1400*1050畫素。
在台灣方面也有多家公司投入,如碧悠便和英國的MicroPix合作,電子所也擁有此技術開發多年。業界對於台灣以LCOS為基礎的投影機工業未來發展,抱持相當樂觀的看法,主因是LCOS的開發者眾,選擇性多;同時台灣本土業將陸續建立LCOS元件的生產機制,如最重要的CMOS製程,和後段液晶注入等工程。而聯電集團旗下的晶圓代工廠和聯友LCD事業則可以支援,目前聯電咸被業界認為可能是全球最大的LCOS之CMOS製造商,乃因該公司長期為Kopin代工LCOS,使用在觀景器上。
投影機蓬勃發展可期
目前儘管LCOS和DMD在市場上有所區隔,但部份LCOS業者卻認為LCOS未來的競爭力將超越DMD。LCOS和DMD均屬反射型態,部份特性近似,但LCOS在製造成本上則具備了絕對優勢。部份業者強調,即使在高階的投影機上,LCOS在性能上可迫近DMD,但價格卻只有使用DMD引擎機種的八成。
LCOS在投影機的開發時程仍不夠長,潛力尚未完全發揮,尤其是在光學系統方面,預計2001以後,方有較多的支援。在2000年6月所率行的IQ「INFOCOMM International 2000」中,XGA的OA用投影機,仍以多晶矽LCD為主流,攜帶式XGA亦然,在展出的39種機種中,只有2種是DMD。
日本業界仍持續在多晶矽LCD上開發,如SONY推出以0.7吋XGA型為投影元件的機種,替代1999年全美最暢銷的SVGA機種。此新面板號稱是全球第一個,唯因孔俓較小,比上一機種的亮度差。DLP投影機則呈現兩極化發展,除了在高階大型投影之產品外,薄型的機使用0.9吋XGA DMD,重量只有1.3公斤,為1999年的一半,更令人耳目一新。而不管是使用那一種投射顯示元件,投影機所展現的多樣化產品型態,確是其蓬勃發展的表徵。