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3D Touch的新機遇！

（2024年11月27日更新）

對于熟悉手機行業的讀者來說，3D Touch這不是什么新鮮事。例如，早在2015年，蘋果就推出了3D Touch功能的iPhone 6S，給用戶帶來不同的互動體驗。

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從應用的角度來看， 3D Touch為用戶提供額外維度的人機交互界面，人們可以支持3D Touch在設備的主屏幕上使用不同的壓力來獲得不同的結果。技術解釋意味著除了x軸和y軸的移動外，智能手機觸摸屏上還有z軸選項，為消費者提供更多的選擇。

據了解，主流3D Touch有兩種實現方法。第一種是電容觸摸 force sensor在這種模式下，電容觸摸負責XY量，force負責Z量；第二種模式全部使用force sensor實現的“force sensor only”方案。在這個方案下，通過多個方案sensor 算法實現XYZ量的識別。這兩種模式各有優缺點，如前者force sensor數量少，成本相對便宜，但適用場景有限；后者需要更高的成本，但理論上可以適應許多場景，包括金屬、厚手套和水操作，這是前者無法做到的。

毫無疑問，該技術可以給消費者帶來前所未有的新體驗。但由于這樣那樣的原因，3D Touch早年，我在智能手機領域經歷了從熱到冷的過程。然而，隨著技術的升級和新應用需求的興起，3D Touch又迎來了一波新的機遇。

從手機到汽車，3D Touch重返臺前

過去有分析師表示，3D Touch它之所以不是一炮而紅，是因為它在應用中沒有太多的剛性場景。誠然，對于用戶來說，直接用力按壓app圖標執行操作，單擊打開app雖然再執行操作有差距，但這些秒的差距并沒有那么大。

此外，早期3D Touch該方案的硬件成本及其對生產和結構設計的新挑戰和要求也阻礙了該技術的發展。當年第一次實現3D touch智能手機蘋果iPhone 6S為例。據了解，為了實現這個計劃，蘋果不得不給手機帶來一個堅實的背板來承載電容傳感陣列。同時，考慮到結構變形可能會顯著改變其靈敏度，制造商可能必須在結構上做出更多的投資和思考。更重要的是，3D Touch投資會帶來更高的成本，這讓很多廠商望而卻步Anpec代理步。

iPhone 6S的 3D Touch 電容式觸摸傳感器

具體到組件，如上圖所示，iPhone 6S除了傳感器，還需要額外的控制器。除此之外，作者還沒有得到太多關于蘋果息。然而，一些業內人士指出，市場上使用了傳感器 MCU設計不僅需要搭配多條長條FPC模塊，還要在中框開大孔，不利于散熱，其功耗和成本也很高。更有甚者，相關模塊是開發人員根據項目需要定制的尺寸，通用性差。壓感材料印刷容易導致微裂紋，一致性和良率不如硅材料。

在上述因素的影響下，3D Touch出乎意料的是，不如預期。

然而，近年來，手機游戲市場逐漸火爆，給了這項技術一個機會。數據分析平臺Sensor Tower根據1月11日發布的預測數據，2021年全球手機游戲市場(包括App Store和Google Play雙渠道，下同)內購收入將達到896億，未來增長速度也是喜人。因此，如何抓住這個機會，成為手機廠商工作的重點。這也是3D Touch重新照顧的原因。與普通應用程序不同，在游戲操作中，一點操作延遲的結果是完全不同的，這是3D Touch優勢。

除了手機市場，智能汽車的興起也給這項技術帶來了新的機遇。作為近年來的全球熱點之一，這一變化給汽車設計帶來了翻天覆地的變化，無論是攝像頭、激光雷達、車聯網、車內大屏幕，都給汽車用戶帶來了新的體驗。所以，和以前的智能手機一樣。我們正從傳統汽車向智能汽車邁進。智能表面作為智能汽車的產物之一，也引起了越來越多汽車制造商的關注。

眾所周知，在過去的汽車設計中，大多數汽車內部控制幾乎都是由機械按鈕控制的，無論是安全還是保守。但在近年來新興造車勢力的推動下，發生了新的變化。從中央控制屏幕到智能后視鏡，再到多功能方向盤和座椅控制，汽車開始引入越來越多的智能表面產品，包括關鍵產品force sensor，以及越來越大的顯示屏、電容觸摸、振動反饋、各種新材料等。電動自行車和摩托車行業也發生了同樣的變化，給相應的參與者帶來了機會。

清除技術障礙，為未來做好準備

站在這個新風口的供應商，尤其是手機3D Touch供應商能否成功取決于他們的人機接口（HMI）傳感解決方案能否取得突破，成為該技術能否回歸主舞臺的原因。

正如前面所說，前面的3D Touch創建方案有很多困難。Qorvo收購的NextInput最近表示，通過其極具競爭力的方案，可以給行業帶來新的幫助。

資料顯示，NextInput 成立于 2012 年，移動應用，真正的無線立體聲 (TWS)、基于微電子機械系統的消費、汽車、物聯網、機器人、醫療和工業市場 (MEMS) 傳感器解決方案。NextInput的 MEMS 強度傳感器和紅外 (IR) 檢測傳感器取代了按鈕和電容式觸摸解決方案，創造了新的用戶界面可能性。

2021年五月，Qorvo宣布完成對NextInput收購。按照他們的說法，通過這次收購，Qorvo 的 MEMS 進一步擴大了技術產品組合，公司也可以利用它 MEMS 加快部署傳感器強度感知解決方案。

Qorvo移動產品事業部總裁 Eric Creviston 更直言:更直言:NextInput 團隊為Qorvo移動產品業務帶來的客戶，移動產品業務帶來了新的力量 MEMS 傳感器創新產品。NextInput 不但鞏固了 Qorvo 領先的技術和產品也為下一代人機接口解決方案帶來了新的機遇。”

例如，面對手機市場，他們提供了多種優勢的解決方案，主要依賴于它QM98000芯片。

據介紹，這是一種使用MEMS工藝創造標準IC，具有自動補償校準、超低功耗、內置溫度傳感器、溫度補償邏輯等特點和功能，具有線性度、一致性和高可靠性；最高采樣頻率為1KHz超快響應。值得一提的是，該芯片不僅集成了傳感器和模擬前端MCU；它還具有極好的靈敏度，只能使用一個Sensor 信號可以覆蓋半屏。再疊加1.33x1.43x0.22mm最小尺寸的行業包裝，Qorvo這顆芯片在3D Touch市場很有話題性。

Qorvo還指出，基于芯片的長條模塊直接取代了現有的市場解決方案。其提供的Standoff設計可以在中間保護設備，防止極端碰撞。因為中框開孔只露出來QM考慮到芯片尺寸小，98000芯片使該方案具有開孔小、散熱方便等特點。此外，其信號強度支持單芯片覆蓋半屏，因此模塊距上框僅15mm，符合新一代手機壓感設計要求。

能夠擁有如此優越的產品性能，NextInput過去的經歷有關。據了解，他們是3D Touch在客戶服務方面，游戲手機應用的先驅除了硬件外，還提供軟件、結構、算法和生產測試等全方位支持。在此方案的加持下，Qorvo該產品已廣泛應用于多個品牌的智能手機。

乘著這個氣勢，Qorvo還推出了汽車規級解決方案。據了解，該方案是最早通過汽車行業的同類產品AEC-Q100認證和國際知名認證Tier 1廠商PPAP level 3.認證，除了超高質量，靈敏度、線性、超低功耗、小尺寸都是性能的最高水平。產品包括基線自動補償校準、超低功耗控制、內置溫度傳感器和溫度補償邏輯等關鍵算法的傳感器和模擬前端，客戶可以直接獲得數字信號量，無需開發信號轉換和處理算法。由于設計如此簡單成熟，Qorvo它可以很容易地幫助汽車的多個應用程序實現體驗升級。

在實際應用中，如文章開頭所說，Qorvo實現汽車有兩種不同的方式。與傳統機械按鈕的開關不同，force sensor在適當的寄存器配置后，可以通過檢測力值實現單個按鈕的多級觸發或識別用戶意圖，真正實現智能表面功能，也可以提供整個系統的功能安全（ISO262622)等級，尤其是安全功能要求的汽車按鈕。

Qorvo進一步指出，在汽車應用中，Force sensor only它還可以支持更多樣化的表面材料（包括金屬）、厚手套和水環境操作。Force sensor 電容觸摸方案可以從根本上解決單個電容觸摸技術容易干擾和誤觸發的問題。