基础技术进步助推移动互联网应用

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         移动互联网应用将是便携式消费电子的下一波关键推动力,这一观点正获得业界广泛的认同。

       目前,已经有许多产品集成了Wi-Fi接口,具备WAP功能的手机也早已成为主流,访问互联网在技术上不存在问题,但现实情况却是消费者并不经常使用移动互联网功能。问题到底出在哪里呢?

       答案就在于消费者无法从目前的便携式设备上获得满意的使用体验。人们大多认为手机是移动互联网应用的主要载体,但事实上,为语音通信设计的手机并不是最佳的选择。限于手机的外形因子,其屏幕一般小于3英寸,相对于普通网页尺寸,很难提供舒适的浏览体验;手机键盘一般只能提供数字键盘,对于字母输入,只能采取复合键的方法,因此在输入速度上大受影响,对于互联网访问这种输入频繁的操作来说,是一个很大的缺陷;此外,使用者通常在25厘米左右的距离上观看显示屏内容,这需要其握持的手臂与地面约呈45度角,对于长时间的使用来说,的确是一个非常累人的姿势。这一系列的不足直接抑制了消费者对于移动互联网的热情。

      在微软亚洲研究院,工程师们正在研发嵌入式版本的Windows IE浏览器,在浏览网页时,所有菜单都自动隐藏起来,将全部显示区域都留给网页,使用者可以利用滚轮键来快速移动网页。但这些改善依然比较有限。

       为此,Intel提出了移动互联网设备(MID)概念,其设计目标,按照Intel高级副总裁浦大卫的说法,将提供一种“不做任何妥协的互联网访问能力”,以区别于手机的WAP浏览功能。从目前业界推出的MID样机来看,屏幕多在4到6英寸之间;显示器分辨率达到WVQA级别以上;拥有全字母键盘;使用双手进行握持和操作;整机重量在半磅至一磅之间。

      无疑,MID提供了更好的人机交互接口和更佳的浏览体验,但许多人对该产品前景持有怀疑态度。“在MID产品留下深刻印象的同时,演示者硕大的口袋同样令人印象深刻。”一位与会者这样揶揄到。的确,对于习惯了手机大小便携设备的消费者来说,MID的尺寸还是大了些。此外,功耗更是一个头痛的问题,为了支持更大的显示屏以及更强的处理器,配备的电池容量不得不超过3000mAh,电池几乎和一部超薄手机一样大,这进一步降低了便携性。

        消费者的确可以接受比手机更大一点的便携式设备。如果在上海经常坐地铁的话,你可能对索尼PSP的普及程度感到惊讶。但是,PSP的尺寸也是绝大部分消费者能够接受的上限了,这是笔者在征询了许多使用者之后的结论。而这个有4.3寸屏幕、重260克的手持设备却只刚刚达到MID的下限!

        在开发移动互联网设备方面,业界面临着极大的挑战。尽管工程师们竭尽全力,但还是被迫承认:现有的器件性能已经很难满足消费者的要求了。可喜的是,持续进步的基础技术正为移动互联网应用的发展提供更为强劲的动力,下面我们将展望一些有可能在五年内投入大规模商用的新兴基础技术,并分析这些技术所带来的深远影响。

       显示技术进步提高便携性

        为了取得更好的显示效果,显示屏正变得越来越大,已经占据了便携设备尺寸的大部分,这成为其难以缩小的主要因素。近年来出现的柔性显示技术为解决该问题开辟了全新的道路。利用该技术,可制造出卷绕(roll-up)式显示器,从而将很大面积的显示器置于很小的空间内。

       OLED是研究较早的柔性显示技术,由于可以在塑料或箔片基底上制造,故可以实现很好的弯曲性能。OLED优势突出,由于是自发光显示,无需背光且亮度高,视角宽广,而功耗则有可能低至同尺寸LCD显示器的20%,还具有超薄和耐冲击等特点。由于不需要玻璃基板,OLED可以使用类似滚筒印刷的方式制造,有望以远低于LCD的成本实现工业化生产。

F1:索尼的OLED柔性显示器原型,厚度仅为0.3毫米,与一张纸相差无几  (图片来源:索尼)

       F1:索尼的OLED柔性显示器原型,厚度仅为0.3毫米,与一张纸相差无几 (图片来源:索尼)

       在2007年的CES展上,LG飞利浦和索尼公司均展出了基于该技术的彩色柔性显示器。“这种显示器的潜在应用是难以想象的,不仅让使用更方便,还可以节约自然资源,这象征着显示技术的下一代。”LG飞利浦CTO In-Jae Chung对OLED柔性显示技术给予极高评价。

       基于良好的市场前景,就连向来对前沿技术较为保守的台湾地区企业,也纷纷投入到柔性显示技术开发中。台湾工研院电光所近日邀集奇美、台虹等五家厂商,发起成立了柔性液晶薄膜研发联盟,以加速产业布局。台湾元太科技(PVI)、LG Displays和Plastic Logic更是宣布,将在今年下半年投产高分辨率柔性有源矩阵(AMOLED)显示器。大多数市场研究机构均预测5年后OLED市场可达百亿美元以上。

       除柔性显示技术外,德州仪器另辟蹊径,于去年推出了极具创意的微型投影仪。这个名为Pico的投影仪可以投射出一个相当于笔记本电脑屏幕大小、DVD质量的彩色图像,而体积则非常小,约为4cm×3.5cm×1cm,足以装到手机大小的设备里。该投影仪光源采用了半导体激光器,不需要为投影进行对焦,能够在任意距离的平面乃至曲面上投射出清晰影像,这一点可以大大增加其在移动环境中的实用性。

       在今年的CES展上,美国初创公司Microvision也展示了一款微型投影仪,采用2轴MEMS扫描仪和激光光源(称为PicoPTM技术),可投射出12~100寸大小、848x480像素的WVGA级别 画面,该样机的光通量为10~15流明。

       “尽管移动多媒体订阅服务持续增加,手机制造商和内容提供商依然认为,窄小的手机屏幕阻碍着强烈的消费需求。但有了这种投影机,你可以以高分辨率观看、分享任何资源,从YouTube视频、Google搜索结果到PPT 演示,还可以把家庭照片放大显示。” 该公司CEO Alexander Tokman在介绍这款产品时骄傲地说。该公司已经计划今年年底前实现量产。

F2:由于采用激光光源,即使投射在人体背部的影像都是清晰的   (图片来源:Microvision)

      F2:由于采用激光光源,即使投射在人体背部的影像都是清晰的 (图片来源:Microvision)

       事实上,微型投影技术甫一出现,消费电子制造商们便已按捺不住对该技术的激动之情。“利用Microvision的PicoP技术,我们能够重新定义消费者通过便携多媒体设备欣赏影像内容以及与设备互动的方式。” 摩托罗拉移动设备事业部CTO Rob Shaddock兴奋地表示。目前,摩托罗拉已经与Microvision合作,将该公司研发的微型投影模块嵌入到手机当中,预计首款机型将于明年问世。此外,诺基亚、三星、佳能及东芝等公司都已经明确表示,有意将该技术运用到其新产品中。强大的需求无疑将加速微型投影技术的产业化。

       微型燃料电池为功耗问题带来全新突破

       功耗问题已经成为便携式产品开发最为棘手的问题之一,在移动互联网访问这样的高耗能应用方面,问题尤为突出。改进电池性能无疑是最直接有效的手段。但目前的锂离子电池几乎已经发展到了其理论极限。

      业界很早就注意到微型燃料电池的优势。理论上,燃料电池可提供比锂离子高出一个数量级的能量密度,能够瞬间完成充电(实为加注燃料),并且这是一种真正的清洁能源。尽管业界对微型燃料电池期待已久,但直到最近,人们才在实用化技术方面取得突破性进展。

       今年6月,意法半导体(ST)和法国原子能委员会下属的新能源实验室(CEA-Liten)展示了一款氢燃料电池原型,其燃料单元位于一个硅片的底部表面,反应界面则位于硅片的上表面,该硅片与一个仅有一支香烟大小的储氢筒连接在一起,可以提供500mWh/ cm3的能量密度。在输出功率方面,每平方厘米反应界面可输出400mW,CEA-Liten表示将在四年内进一步提高到1W/cm2,届时,仅仅一张邮票大小的燃料电池即可驱动一个功率达5W的设备。

      “便携设备数量的迅猛增长导致市场对能源的巨大需求,但是现有解决方案在性能、使用时间和环境影响方面还有待提高。我们相信通过在技术上实现优势互补,ST和CEA Liten将能够开发成本低廉并满足这些要求的新能源技术,并将开发成果实现产业化。”ST执行副总裁兼工业及多部门创新部(IMS)总经理Carmelo Papa表示。

F3:ST与CEA-Liten推出的氢燃料电池非常小巧,但可以提供500mWh/cm3的能量密度(图片来源:日经BP)

       F3:ST与CEA-Liten推出的氢燃料电池非常小巧,但可以提供500mWh/cm3的能量密度(图片来源:日经BP)

       ST计划于今年年底前在法国Tours建成一个工厂,试生产商业化产品。“我们将于2009年底或2010年初推出首批产品,产品将以外围配件—或者充电器,或者辅助电池—的形式出现。” ST能源业务部经理Igor Bimbaud乐观预测。

        此外,更多的公司在直接甲醇燃料电池(DMFC)研发上取得突破。索尼于今年5月在亚特兰大举办的小型燃料电池展上展示了一种微型混合燃料电池,该电池由DMFC和锂聚合物辅电池组成,后者用来弥补DMFC输出功率方面的不足。利用这种混合燃料电池,每10毫升甲醇可以为手机等便携设备提供14个小时的连续视频播放时间。索尼表示该产品将很快投入到实际应用中。

F4:索尼认为DMFC与锂离子混合电池是最具实用性的方案(图片来源:索尼)

        F4:索尼认为DMFC与锂离子混合电池是最具实用性的方案(图片来源:索尼)

       便携式燃料电池应用规范的制定也进展顺利。2006年,国际电工委员会(IEC)、国际民航组织(ICAO)和国际航空运输协会(IATA)分别起草了允许在客机中搭载和使用便携式燃料电池和燃料盒的新条例。燃料电池生态环境建设正逐步完善。

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