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[導(dǎo)讀]3G芯片向高集成度發(fā)展 主流廠商解決方案略勝一籌

編者按:在3G時代,集電話、照相、商務(wù)、音樂、游戲于一體的智能手機將繼續(xù)快速發(fā)展,高速率數(shù)據(jù)傳輸和智能應(yīng)用成為智能手機的重要特征。有人認為3G手機與2G/2.5G手機的根本區(qū)別就體現(xiàn)在多媒體應(yīng)用的集成程度上。作為產(chǎn)業(yè)的核心,3G芯片及其對應(yīng)的解決方案自然也備受業(yè)界矚目。就技術(shù)而言,更高的集成度無疑是芯片設(shè)計者永恒的目標,而CMOS RF技術(shù)的應(yīng)用則進一步打通了邁向單芯片手機的道路。但任何一項技術(shù)的應(yīng)用都是以市場為依歸的,業(yè)內(nèi)企業(yè)在追求高集成度的同時還應(yīng)該綜合考慮成本、功耗等因素。此外,在技術(shù)研發(fā)過程中,芯片設(shè)計企業(yè)選擇與手機廠商充分合作的確是明智之舉,這不僅在市場方面是一個可靠的保障,在技術(shù)上也不無裨益。 


博通公司高級市場總監(jiān)Michael Civiello 

高度集成優(yōu)化芯片功耗及體積 

在2008年,我們預(yù)計HSDPA將在手機中廣泛部署,同時HSUPA將在網(wǎng)絡(luò)中開始部署。到2009年,我們期待看到HSUPA手機成為主流。HSUPA常常被視為終極蜂窩調(diào)制解調(diào)器技術(shù)。目前HSPA網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)擁有9億多用戶,而且很多網(wǎng)絡(luò)運營商正計劃未來幾年內(nèi)在全球大規(guī)模部署HSUPA網(wǎng)絡(luò)。至于WiMax技術(shù),盡管已在固定無線中有成功案例,但我們還沒有看到其在多模手機中使用的需求。 

下一代3G/3.5G手機,功能有很大的增強,如廣泛的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和Web服務(wù)、多媒體功能、高分辨率視頻和數(shù)碼相機等。隨著先進的多媒體引擎的出現(xiàn),我們預(yù)計將應(yīng)用先進的顯示技術(shù),包括HVGA、WVGA顯示屏,以及Direct TV-Out能力。同時,為了節(jié)省空間和第二個存儲子系統(tǒng),將把應(yīng)用處理器集成到基帶引擎中。針對智能手機,應(yīng)用處理器和基帶調(diào)制解調(diào)處理器正集成到一起,這是實現(xiàn)更低成本解決方案的關(guān)鍵,也是實現(xiàn)一個存儲子系統(tǒng)共享,進一步降低成本和大小的方式。這些將都是手機芯片的主要發(fā)展趨勢。 

在3G/3.5G手機以及智能手機中,會遇到的主要挑戰(zhàn)是:更大的顯示器將需要更多的功率,因此,在向前發(fā)展的過程中,手機中的功耗將變得更加重要。通過將多種特性集成在CMOS技術(shù)的單芯片中,可以幫助我們解決許多問題,并可支持更多所需的新技術(shù),而不會降低電池壽命。針對上述挑戰(zhàn),我們認為集成到單芯片上是幫助實現(xiàn)新一代設(shè)備的解決方案。值得注意的是,BCM21551 HSPA片上系統(tǒng)包括所有調(diào)制解調(diào)器和應(yīng)用處理器的全部數(shù)字及模擬功能,還包括多頻2G和3G RF收發(fā)器、一個500萬像素的相機ISP、藍牙和FM收發(fā)器。BCM21551還支持7.2Mbps的HSDPA速率以及5.8Mbps的HSUPA速率。 

目前,手機上有非常多的連接性技術(shù),如何解決這些技術(shù)RF系統(tǒng)之間的相互干擾就是一個主要的問題,我們認為解決的途徑是將這些功能集成到一個芯片上,這樣就可以優(yōu)化各個無線電子系統(tǒng)的完全控制。采用非常智能的無線電控制方式,可以減小干擾,同時處理共存。它還可以進行特定無線電模塊的共享,因此使得整個解決方案更小,成本更低,功效更高。 

在2G和3G手機的低功耗設(shè)計方面,由于無線電占總功耗的很大一部分,因此能夠智能地控制這些功能,并且在單芯片方案中共享資源將有助于降低功耗,減少相互干擾。同時,將所有功能都通過一個處理器和一個軟件引擎來控制,可以最有效地優(yōu)化整體解決方案。此外,通過共享一個存儲子系統(tǒng),空間、功耗都可以達到優(yōu)化。 

在我們的單片EDGE解決方案推出僅8個月之后,博通在2007年10月又推出了單片高速分組接入(HSPA)處理器BCM21551。該器件采用65納米CMOS制造工藝,在單芯片上集成了所有主要3G蜂窩和移動技術(shù),功耗極低。這個“單片3G手機”解決方案使制造商能夠開發(fā)下一代3G HSUPA手機,其手機成本要比采用今天的解決方案低得多。BCM21551將高速HSUPA 3G基帶、多頻帶射頻收發(fā)器、支持增強數(shù)據(jù)速率(EDR)技術(shù)的藍牙2.1版、調(diào)頻收音機接收器和調(diào)頻收音機發(fā)射器(用于汽車立體聲音樂播放)通過CMOS RF技術(shù)集于一身。該器件還具有先進的多媒體處理、支持高達500萬像素相機以及帶有“電視信號輸出”端的每秒30幀視頻功能,并且支持HSUPA、HSDPA、WCDMA和EDGE蜂窩協(xié)議。BCM21551還可以與其他Broadcom器件配合使用,如Wi-Fi和GPS器件、PMU或新的VideoCore III移動多媒體處理器。 


恩智浦半導(dǎo)體手機及個人移動通信事業(yè)部執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Marc Cetto 

3G業(yè)務(wù)將專注于WCDMA和TD-SCDMA 

我們在3G方面的核心仍然是WCDMA及其后續(xù)演進技術(shù)和TD-SCDMA及其后續(xù)演進技術(shù),而WiMAX僅是WCDMA和TD-SCDMA的補充。基于這樣的認識,恩智浦專注于WCDMA、TD-SCDMA及兩個技術(shù)后續(xù)演進產(chǎn)品的開發(fā),而針對WiMAX,只準備了RF box產(chǎn)品。WiMAX和LTE的版本都是OFDM的,恩智浦在OFDM方面有很多專家,他們的重點不在WiMAX上,這些專家將專注于LTE技術(shù)的研發(fā)。 

至于在中國市場的策略,因為中國3G將采用TD-SCDMA技術(shù),恩智浦在這方面通過與北京天 ?科技有限公司(T3G)的合作伙伴關(guān)系來提供方案。今年一季度,預(yù)計恩智浦的手機芯片也將通過客戶量產(chǎn)。 

我們現(xiàn)在的TD-SCDMA方案主要有三個優(yōu)勢。 

第一個優(yōu)勢是EDGE技術(shù)。由于恩智浦在TD需要的EDGE技術(shù)上非常強,EDGE方案“玉蘭”在中國市場已經(jīng)開始出貨。 

第二個優(yōu)勢是TD-SCDMA與EDGE之間的自動切換,這方面我們已經(jīng)領(lǐng)先。在這方面,北京天?科技有限公司與恩智浦率先在手機中實現(xiàn)業(yè)內(nèi)首個TD-SCDMA與GSM/GPRS/EDGE多模式間語音的自動切換。這種突破性手機可在TD-SCDMA與GSM網(wǎng)絡(luò)間提供雙向即時自動切換,給終端用戶帶來無縫應(yīng)用的體驗。這一切換功能已在大唐移動、中興和鼎橋等國內(nèi)基礎(chǔ)架構(gòu)提供商建立的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上成功實現(xiàn)。該試驗采用了天?科技的TD-SCDMA/GSM/GPRS/EDGE雙模手機參考設(shè)計平臺,話音業(yè)務(wù)可順利從3G TD-SCDMA R4無線網(wǎng)絡(luò)無縫切換到2.5G GSM/GPRS/EDGE移動網(wǎng)絡(luò)。 

第三個優(yōu)勢是我們在TD HSDPA上已經(jīng)領(lǐng)先,目前我們是市場上唯一演示速率達到2.8Mb/s性能的產(chǎn)品。 

此外,在3G方面,我們產(chǎn)品的市場目標是功能手機,因此我們的方案是經(jīng)過優(yōu)化了的3G方案。而且,我們的EDGE、WCDMA和TD-SCDMA是基于同一個平臺的,也就是說軟件和系統(tǒng)方案都非常相似,對客戶而言,很符合經(jīng)濟效益。此外,客戶可自行增加視頻或其他多媒體處理器進而使產(chǎn)品成為智能手機。 

中國移動已經(jīng)開始了首批采購,恩智浦已做好充分準備,將提供優(yōu)異的解決方案。我們在中國的3G策略方面很早就投資TD-SCDMA,而且我們的計劃執(zhí)行得非常好。 

對于今年將在中國舉辦的奧運會,恩智浦可以提供很多富有特色的產(chǎn)品。屆時,我們會在市場上推廣EGDE的音樂手機,會向中國移動提供TD-SCDMA和TD HSDPA產(chǎn)品,使更多多媒體信息下載到手機上,滿足消費者觀看奧運會的豐富多媒體需求。 


意法半導(dǎo)體專用產(chǎn)品部副總裁兼無線多媒體事業(yè)部總經(jīng)理Monica De Virgiliis 

與手機廠商合作強化產(chǎn)品性能優(yōu)勢 

去年8月,諾基亞與意法半導(dǎo)體簽署了3G芯片組的許可證和供貨協(xié)議,意法半導(dǎo)體將有權(quán)設(shè)計制造基于諾基亞的調(diào)制解調(diào)器技術(shù)的3G芯片組、電源管理芯片和射頻技術(shù),為諾基亞和開放市場提供完整的解決方案。意法半導(dǎo)體將會繼續(xù)關(guān)注全球主流標準——3GPP(第三代合作伙伴計劃)的路線圖以及LTE的演進。首款商用芯片組是多模(GSM/Edge)多頻帶的3GPP第七版。諾基亞授權(quán)的技術(shù)將長期有效,他們將不斷提供調(diào)制解調(diào)器新的IP版本,這些不同版本都是與3GPP標準的演進保持一致的。在生產(chǎn)技術(shù)方面將采取先進的CMOS工藝,從45納米線寬起步,并且在電源管理部分采用特殊的混合信號技術(shù)。 

意法半導(dǎo)體十分注重突出產(chǎn)品的性能特征,提高產(chǎn)品的集成度,從而縮小產(chǎn)品體積并優(yōu)化材料清單(BOM)。意法半導(dǎo)體在技術(shù)方面的優(yōu)勢在于提供第一流的移動通信技術(shù)、多媒體、短波平臺及外設(shè)的組合;同時,意法半導(dǎo)體的電路設(shè)計能力也是非常優(yōu)秀的,我們數(shù)十億的出貨量和第一流的供應(yīng)鏈就能充分證明這一點。 

多年以來,意法半導(dǎo)體一直在投資進行CMOS RF技術(shù)的研發(fā),并且卓有成效。意法半導(dǎo)體的CMOS RF產(chǎn)品很快就會投入商用。為適應(yīng)電源管理器件的要求,意法半導(dǎo)體已對工藝做出適當?shù)恼{(diào)整。在產(chǎn)品特性、芯片集成度和用電效率方面,意法半導(dǎo)體擁有公認的領(lǐng)先技術(shù)。同時,意法半導(dǎo)體也在SoC和平臺級領(lǐng)域應(yīng)用大量電源管理技術(shù)。 

根據(jù)一系列的產(chǎn)業(yè)及市場數(shù)據(jù),全球智能手機出貨量將大幅度提升。意法半導(dǎo)體據(jù)此判斷全球3G芯片市場將超過2億片。由于中國市場正處于從GPRS向EDGE數(shù)據(jù)服務(wù)轉(zhuǎn)變的過程中,直到2008年,2G仍將占據(jù)著主導(dǎo)地位。盡管用戶對于廉價的高速數(shù)據(jù)的需求是客觀存在的,但3G授權(quán)的歸屬問題使得3G在中國市場的接受速度仍然難以預(yù)測。即將獲得授權(quán)的3G技術(shù)將開辟一個嶄新的市場及應(yīng)用領(lǐng)域。本土的TD-SCDMA標準將是最先被授權(quán)的技術(shù),其次是WCDMA。雖然低端的語音手機還是主要的推動力量,但特色手機和智能手機市場也在成長過程中。 


德州儀器亞洲區(qū)無線終端事業(yè)部市場總監(jiān)宋國璋 

關(guān)注完整產(chǎn)品組合及最先進技術(shù) 

3G芯片技術(shù)領(lǐng)域,TI與EMP進行策略合作提供市場商用3G手機解決方案。EMP是市場上非常優(yōu)秀的公司,TI與EMP一直以來都保持良好的合作關(guān)系,不論是在技術(shù)產(chǎn)品層面或客戶層面,這樣的合作將結(jié)合雙方的優(yōu)勢,為客戶帶來最佳的商用3G手機解決方案。另外,我們將推出以TI DRP技術(shù)為基礎(chǔ)的單芯片3G解決方案,通過DRP技術(shù),為客戶提供在成本、尺寸、功耗上最優(yōu)化的解決方案。此外,針對客戶對于產(chǎn)品市場細分的需求,我們亦提供針對客戶需求的定制化解決方案,我們正積極地與不同的客戶進行合作。 

TI在2007年的3G業(yè)務(wù)較2006年增長了超過30%,基于TI 3G的市場策略及良好的客戶基礎(chǔ),我們預(yù)期將在3G市場持續(xù)保持良好的業(yè)績表現(xiàn)。TI是中國3G市場上的重要供應(yīng)商,在中國3G設(shè)備市場份額超過了80%,其中包括支持中興和華為大部分3G設(shè)備的解決方案。包括3G領(lǐng)域在內(nèi)的中國無線市場將繼續(xù)在TI的無線業(yè)務(wù)中占據(jù)重要戰(zhàn)略地位。一旦中國信息產(chǎn)業(yè)部開始頒發(fā)3G牌照,TI就能提供WCDMA與TD-SCDMA手機解決方案,從而進一步鞏固其在中國3G領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。TI一直是GSM/GPRS芯片組領(lǐng)域的市場領(lǐng)先者,這為其贏得中國3G市場奠定了堅實基礎(chǔ)。 

TI一直以來希望達到的不僅僅是提供客戶一個芯片、一個解決方案,我們希望能達到的是跟客戶一起合作開發(fā)出具市場競爭力及優(yōu)勢的產(chǎn)品,為客戶及其產(chǎn)品創(chuàng)造顯著的市場價值。經(jīng)過TI這些年來的努力及在無線技術(shù)領(lǐng)域的耕耘,我們有最完整的產(chǎn)品組合以及最先進的技術(shù),并同時具有DSP與模擬技術(shù)的優(yōu)勢,能為客戶帶來最大的綜合效益。 

另外,除本身的技術(shù)優(yōu)勢外,TI有另一個特別的優(yōu)勢:有別于其他的手機芯片商,TI擁有廣大的手機客戶群及良好的客戶關(guān)系,在龐大的客戶基礎(chǔ)上進行前面提到的兩大策略(與EMP合作商用解決方案、與客戶合作定制化解決方案),能協(xié)助市場全面推動3G,并且協(xié)助客戶盡快取得商機。 

目前,TD-SCDMA發(fā)展迅速,取得了一系列里程碑式的成就,包括通過手機演示端對端TD-SCDMA語音與數(shù)據(jù)呼叫、達到商用水平的基礎(chǔ)局端以及成功部署多個大規(guī)模試驗網(wǎng)絡(luò)。 

我們看到中國政府正在積極部署TD-SCDMA的測試,去年三月,中國的信息產(chǎn)業(yè)部公布已經(jīng)在十個城市進行測試,并希望能在今年奧運前正式啟用3G網(wǎng)絡(luò)。在這個部分,我們與中國的凱明(COMMIT)合作,在TI的OMAPV1030 EDGE解決方案及其他ASIC之上增加TD-SCDMA的功能,目前也已經(jīng)與不同的中國客戶在進行合作的討論中。 

TI具備獨特市場優(yōu)勢,其種類繁多的無線產(chǎn)品能夠支持所有3G制造商(包括設(shè)計推出TD-SCDMA與WCDMA設(shè)備的制造商)。這些產(chǎn)品包括基于GSM/GPRS/EDGE的Modem技術(shù)、OMAP處理器以及優(yōu)化的無線基礎(chǔ)局端數(shù)字、模擬與軟件產(chǎn)品。 

憑借超過15年的無線專業(yè)技術(shù),TI 能夠充分發(fā)揮其創(chuàng)新、集成、低成本和多媒體的優(yōu)勢,在中國3G市場謀得重要一席。在3G高端市場,TI憑借OMAP技術(shù)在其他部署3G的國家贏得了巨大成功,其中包括日本、美國和歐洲。 

針對3G,現(xiàn)在很多產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)關(guān)注其商業(yè)開發(fā)的增值業(yè)務(wù),采取何種商業(yè)模式對企業(yè)而言是十分重要的。商業(yè)模式的擬定需要上下游各個環(huán)節(jié)的廠商們一起協(xié)調(diào),包括基站的架設(shè)完工、手機提供商的服務(wù)開發(fā)、手機功能的支持以及消費者使用習(xí)慣的形成等等,都是需要大環(huán)境共同配合完成的,在各方取得平衡穩(wěn)定發(fā)展即能開辟更多市場。而3G的頻寬較大,主要可以提供使用者在手機服務(wù)上較完整的功能,例如語音及多媒體數(shù)據(jù)等,TI的OMAP應(yīng)用處理器,則可以提供強大的運算能力,讓使用者能有良好的通話及多媒體體驗。 

TI積極參與未來無線標準的開發(fā)工作。在HSDPA與WiMAX領(lǐng)域,TI遵循市場驅(qū)動戰(zhàn)略,以滿足需求量最大的市場領(lǐng)域的要求。目前,我們針對市場上銷售的手機提供定制HSDPA與WiMAX產(chǎn)品,TI還積極參與3GPP定義的長期演進技術(shù)(即3.9G或超3G)的開發(fā)制定工作。 
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