创新并不能保证成功:Mirasol的市场历程
最近有消息说高通会不再生产仿生Mirasol电子阅读器显示技术甚至对于一个习惯于动荡的行业来说，这都是一个冲击。
2012年7月，高通(Qualcomm)首席执行官保罗·e·雅各布斯(Paul E. Jacobs)在与通信行业分析师的电话会议上宣布了这一发人深思的消息，当时这家芯片制造商的其他业务总体上都是好消息。高通仍将生产和销售Mirasol技术作为其他某些未命名的应用程序，但该公司夺取电子阅读器/平板显示器市场的高风险努力似乎已经结束。用雅各布斯的话来说，这个策略与“可处理的机会”更好地结合在一起。
Mirasol显示技术是科技界生物灵感设计最明显的例子之一。基于结构色彩的原理，使用传统的硅芯片方法制造，这种反射显示器作为一种节能产品，在阳光充足的情况下使用，可以产生丰富的色彩显示。
业内人士多年来一直在关注该产品能否在竞争激烈的个人设备行业打破其演示阶段盒，获得市场份额。高通将不再生产自己的创新产品的消息，预示着主宰该市场技术的竞争将发生重大转变。
对于任何将创新引入动态消费市场的人来说，这种仿生技术的前景所面临的挑战是一个教训。这个故事对那些以自然为基础的发明具有特殊的指导意义。
Mirasol的工作原理
结构颜色是由经过选择的有色光波从纳米表面衍射而形成的，而不是由有色颜料吸收和反射所谓的白光。通常情况下，自然光会被表面分解或衍射，光中组成颜色的混杂波长会以不同的角度反射。有些波长会相互干扰，有些则不会。人们看到的合成颜色来自那些没有被这种干涉抵消掉的波长。
这种颜色在自然界中随处可见:孔雀的羽毛、甲虫的胸部、贝壳和浮油。大闪蝶(Morpho rhetenor)是这种天然光彩的捍卫者之一，这是一种长着闪闪发光的电动蓝色翅膀的昆虫。它翅膀的强烈颜色直接归因于其表面的几何形状，因此被称为“结构颜色”。
大闪蝶的翅膀表面一点也不均匀。它由微小的鳞片组成，鳞片又有脊，脊上有倾斜的架子或脊片，多达10-12层。脊之间的间距在0.5到5微米之间，而片层之间的间隙以纳米为单位测量。这些缝隙的大小是颜色波长的关键匹配。当测量波峰到波峰时，可见光范围从700nm的红色波长延伸到400nm的紫色波长。
自然白光照射在纳米架子上的深度不同，因此不同的颜色被反射回来的距离不同，因此在不同的时间返回。一些反射的颜色是同步的或相位的，而一些不是。没有的会相互抵消;这就是所谓的“破坏性干涉”。那些同相位的会使颜色更亮。大闪蝶翅膀上的颜色强度是由衍射光栅分解的蓝光同相反射的结果。
高通公司使用一种所谓的IMOD(干涉调制)技术来创造它的颜色。这种技术能够精确地调整颜色波长，这些波长会因为相互干扰而被抵消。剩下的颜色就是我们所看到的。MEMS(微机电结构)结构是产生这种效应的关键。
为了做到这一点，两个盘子被夹在中间，中间有一个很小的间隔。玻璃基板上的薄膜堆栈位于悬浮反射膜之上。当电荷通过阵列时，静电引力使两极板聚集在一起。除了紫外线外，所有的浅色都被吸收了，人们看到的是黑色。
然而，当电荷被释放时，就会出现三个宽度间隙中的一个，对应于红色、绿色或蓝色波长。将这些显示的颜色组合在一个像素数组中可以创建任何想要的颜色。这些板间隙可以每秒调整1000次。该技术是双稳态的，因此功耗低;能量用于改变而不是维持状态。
虽然被称为Mirasol技术的最终解决方案通常被比作蝴蝶，但它的技术发展来自于硅芯片制造技术对MEMS器件的适应和光波干涉的基础物理研究。蝴蝶堆叠的架子的形状没有被模仿，它的等级结构也没有被模仿，但它是一个模型，表明颜色效果可以在纳米尺度上实现。
Mirasol的市场之路
Mirasol彩色显示器的技术最初不是由高通公司开发的，而是由高通公司在2004年以1.7亿美元收购的一家小型初创公司Iridigm公司开发的。Iridigm成立于1995年左右，创始人是马克·迈尔斯(Mark Miles)和埃里克·j·拉森(Erik J. Larson)，他们是麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的老同学。
Iridigm已经开发出了一种可行的、打破范例的创新，其形式是一些粗糙的原型，但经过几年的磕磕绊绊的开发和很少的资本，进展缓慢。他们的一位来自圣地亚哥的投资者提出全盘收购该公司。这是高通。
高通将其业务更名为高通MEMS技术部门，并花了近四年时间开发其屏幕技术，现在被称为Mirasol。它是作为Pixel Qi和Color e-Paper的替代品出现的，这是基于完全不同的范例的竞争性技术。该计划是为了引入智能手机、平板电脑和电子阅读器的低功耗彩色显示屏时代，并配备可以在阳光下阅读的设备。
这是一个拥挤而充满活力的领域，具有一系列相互竞争的技术，代表着一个具有明显利润潜力的新行业。2009年，电子阅读器的销量约为490万台，预计年复合增长率高达58%。2010年4月苹果iPad的推出使得功能整合的趋势似乎不可避免。消费者现在期待的是制造商很快就能提供的东西:互联网、视频、彩色图形、文本，所有这些都能在一个移动的、直观的设备上快速提供。市场加速发展的原因是内容的可获得性不断扩大，以及越来越多的硬件和软件的引入，这使得内容更容易访问。
随着这种能力趋同的趋势，成功的标准也发生了变化。用户现在想要在一台设备上阅读、浏览网页、看电影、用语音和文本交流，该设备还会告诉他们他们在哪里，以及如何到达他们要去的地方。在一个成功的、经过优化的包中平衡这些功能似乎成了游戏的主题。在这个技术驱动的市场中，竞争是激烈的，因为没有一种技术可以做到所有:提供低成本、长寿命、丰富的色彩、可视性和速度。IMOD的主要竞争对手有五个:
液晶显示器(LCD)．作为整个显示屏市场的领先者，LCD拥有包括iPad在内的大多数主要品牌。这是一种发射技术，可以提供明亮的颜色，但会消耗更多的能量，在明亮的阳光下显得褪色。
电泳显示(环保署)．epd通常使用数百万个带电胶囊悬浮在两个平行电极板之间的透明流体中。当电荷被施加到板内的像素上时，带正电的胶囊显示白色，带负电的胶囊显示黑色。大多数电子阅读器，包括亚马逊的Kindle、索尼的Reader和巴诺Nook，都使用了这项技术。此后，E-ink开发了E-ink Triton，一种带有叠加色滤光片的EPD。
半透反射式的LCD-Pixel气．这是一个传统的LCD，增加了一个额外的操作模式，一个低功耗，反射单色显示器。该设备在LCD模式下使用背光和偏振器，在所谓的电子纸模式下则使用反射。
有机发光二极管(OLED)．OLED是一种由多层具有电致发光特性的不同有机半导体材料组成的发光二极管。显示器的功率消耗与图像的亮度成正比，每个像素需要几个晶体管，这就减少了光阑，增加了对功率的需求，使设计更加复杂。oled被用于各种相机、电话和小型电视。
电润湿(EWD)．edd使用三种光模式(透射、反射和半透射)和彩色油作为光开关，随着两个电极上电势的变化而移动。Liquidvista是该技术的行业领导者，但仍在规划2010年的商业产品。
当高通收购Iridigm时，它认为这是一项颠覆性技术，运营和制造成本都更低。高通无线与互联网集团执行副总裁兼总裁Paul Jacobs在一份声明中表示:“包括相机、MP3播放器、摄像机、GPS接收器和游戏机在内的消费电子产品向无线设备的融合，推动了3G CDMA的采用。”“我们对Iridigm的收购将加快iMOD技术推向市场的时间，这符合高通的整体战略，即快速增加无线设备的能力，同时降低成本、尺寸和功耗。”
该公司在加利福尼亚州的圣何塞建立了最先进的研究和开发设施，并花了数年时间完善制造技术。2009年，该公司与Foxlink (Cheng Uei Precision Industry Co.)成立了一家合资企业，生产这种显示器。发展缓慢，2011年宣传的第一季度Mirasol电子阅读器的发布被推迟，并在那年夏天被取消。CEO雅各布斯对他们现有的产品不满意，他说他们将“专注于它的下一个版本”。Mirasol被认为是“永恒的雾件”，生产问题的传言也在不断发酵。
同年11月，该公司宣布计划在台湾建立自己的制造工厂，并计划投入9.75亿美元，计划于2012年投产。为韩国教保电子阅读器(Kyobo e-Reader)设计了限量版5.7英寸显示屏。总共有四家亚洲公司订购了该显示器:Havon、Bambook、Kyobo和Koobe。所有这些阅读器或平板电脑都是基于谷歌Android操作系统平台构建的。
到2012年初，高通又收购了一家显示器初创公司和另一项技术。这次是马萨诸塞州安多弗的Pixtronix公司。据报道，该公司以1.75亿美元至2亿美元的价格收购了这家公司。该公司开发了一种名为PerfectLight的低成本显示技术原型。显示屏由一个基于mems的数字微快门激活，该快门对RGB LED背光进行调制。
这种发射技术与Mirasol的反射机制形成了鲜明的对比，至少在纸上，具有Mirasol所没有的一些特性。高切换速度使其适用于全速视频和电子阅读。Pixtronix声称，这款显示器提供了超过170度的视角，超过3000:1的对比度和24位色深。Mirasol在颜色显示、观看角度、对比度和视频刷新速度方面都不如LCD阅读器。此外，Pixtronix声称其耗电量仅为同等尺寸和分辨率液晶显示器的四分之一。
2012年夏天，雅各布斯向行业分析师宣布了他的决定。尽管高通刚刚斥资7亿美元建立了一家制造厂，并投入了8年的研发时间，但它仍将停止Mirasol电子阅读器显示屏的生产。
IMOD从白光中提取颜色的技术不需要消耗太多的能量，这仍然是一种非常创新和潜在有用的设备。然而，它的盈利应用似乎不在当前的主流移动设备市场。明亮的颜色和速度似乎胜过了节能和日光观赏，但Mirasol没有达到预期的高度可能还有其他原因。
尽管这个市场是由技术创新驱动的，充满了有希望的竞争者，但仍然存在着巨大的利益壁垒。与摩托罗拉(Motorola)、宏达电(HTC)、三星(Samsung)和LG等大公司的合作更加稳固。虽然Mirasol的生产存在不确定性，但液晶显示器的制造已得到充分理解，同时仍允许改进。
Mirasol的成功障碍
在Mirasol的长期发展过程中，通过降低半导体功耗、使电池更轻、将其背光从CCFL(冷阴极荧光灯)转换为LED，稳固的LCD竞争者变得更具竞争力。虽然需要节能的逻辑仍然是合理的，但它似乎变得不那么重要，也不再是对高通产品的一些缺点的制衡。
同样，在这段开发时间里，对设备的要求也发生了变化:尽管高通预见到了融合功能，但它创造了更广泛的性能标准，并提高了视频刷新速度等指标的门槛。每一项竞争技术都必须优化其整体性能，但似乎没有一项技术能做到这一切。这似乎创造了一款在任何标准下表现都低于充分性的游戏，这意味着竞争的结束。据说Mirasol只能播放60赫兹的视频，这耗尽了电池，而这项技术本应节省电池。
生产成本是成功的关键，最终将与任何潜在客户为显示器所获得的价值进行权衡。例如，上面描述的EPD技术统治着电子阅读器的黑白世界，占据了非平板电脑市场的95%。
尽管可能会被平板电脑等多功能设备所取代，但电子阅读器之所以成功，是因为它们具有清晰的图像、宽视角、反射特性和更长的电池寿命。它们也非常实惠。主要原因是它们可以使用卷对卷印刷技术制造，在这种技术中，基材可以被喷涂、微浮雕、填充和密封，然后切割成型;所有这些都在一个连续的生产序列中。
相比之下，Mirasol的生产显然需要在玻璃基板、夹层支柱和波长间隙的铺设上有更精确的公差，需要建造一座7亿美元的专用制造工厂。
Mirasol IMOD技术作为一种理念继续为仿生设计师和问题解决者提供课程。这是“免费冲浪”的一个很好的例子，利用自然环境现象来节约能源——在这种情况下，通过对形式和空间的精确控制，获取免费的、无处不在的光线作为颜色。这是对大闪蝶例子的一个极好的翻译，因为它模仿了光衍射的原理，而不是一味地模仿方法。最后，这项技术的发展需要将几个不同的想法和过程结合成一个全新的组合:最好的创新。
然而，这种创新似乎并没有创造出变幻莫测的移动显示器市场所要求的价值。可以肯定的是，这个市场将继续发生变化，而随着这种变化，将出现一系列新的成功参数。观察这个技术市场的过程，以及生物灵感的创新如何适应它的动态，也将继续是一个迷人的主题。
