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半导体

手机芯片与元器件新技术系列报道之二 手机无线应用纷呈 单芯片方案引领潮流

  借助手机这种“未来将无所不能”的载体,无线技术在这里找到了成长的沃土,FM、Irda、WiFi、NFC、RFID、蓝牙、GPS、TV等竞相争妍,在为手机厂商带来新功能的诉求点之外,亦成为半导体厂商期冀的赢利之旅。

  无线技术应用各有千秋

  层出不穷的无线技术能否均在手机上绽放光彩,技术成熟度和市场需求是必不可少的推手,他们的命运与此息息相关。德信无线通讯科技有限公司智能手机事业部总裁刘邦长对《中国电子报》记者表示,目前这些技术中FM、Irda都是比较老的技术,在一些低端手机中应用比较多。高端手机中海外市场蓝牙和WiFi逐渐成为标准配置,但中国市场由于不认可WiFi协议,所以蓝牙基本上是标准配置。数字电视技术在不同的国家有不同的标准,但基本上明年都会逐步有更大的量的需求。国内而言主要是CMMB,而国外DVB-H相对会比较主流。
  龙旗科技(上海)有限公司技术规划部经理杨恒向记者描述了如下无线技术的发展轨迹:下半年蓝牙将成为手机的标配,应用期待有好的发展,比如蓝牙聊天、交友、名片交换等。FM对于特定用户有一定的吸引力。模拟TV,虽然MDTV距离还远,模拟TV充当先导者也是不错的。GPS定位,市场看好但不叫座,成本是关键。WiFi,虽然VoIP在国内看不到前景,但是对于高速无线上网浏览、下载MP3/MP4、炒股还是有很大的吸引力。无线充电,虽然遥远,但并非遥不可及,国外已经开始有相关产品出现。WiMAX是遥远的期待,未来应该和3G有得一拼。NFC在目前公交、门禁应用广泛,在手机上应用是发展趋势。关键不在技术问题,在于运营模式,在于移动运营商、银行、公交公司的利益分配模式的解决。
TI亚洲区无线通讯产品行销工程师黄凯对《中国电子报》记者表示,TI最为看好蓝牙、WLAN、GPS等无线技术的发展潜力,并一直致力于推出最小型化、最低成本的解决方案,帮助客户方便地为手机设计添加功能。
  作为单芯片蓝牙技术的倡导者,CSR公司自然对蓝牙“一往情深”。CSR公司中国区总经理吴松如博士表示,2007年手机中蓝牙配售率有望高于2006年的35%%,达到40%%—50%%。这也是蓝牙耳机市场的驱动因素之一。对于其他无线技术CSR亦兼收并蓄。吴松如表示,在手机无线技术中GPS或位置服务将是一项重要功能。CSR公司正在开发基于软件的GPS。FM收音机的需求在不断增加,为了满足这一市场需求CSR公司开发的BlueCore5-FM综合了蓝牙和FM收音机的功能。此外,CSR亦看好WiFi和Wibree技术。
  从目前来看,蓝牙、GPS和WiFi可谓无线技术中的三剑客,在手机应用中表现令人期待。iSuppli预计,蓝牙在手机中普及率目前为50%%,预计到2010年将达到80%%-90%%。虽然WLAN在整体市场中的普及率还不到5%%,不过在3G手机中的普及率却高很多。WLAN在整体市场中的普及率有望在2010年前达到20%%。GPS技术在整体市场的普及率目前约为10%%,预计到2010年将达到30%%-40%%。

  设计重在解决天线与干扰

  “将无线技术应用到手机中,最基本的要求是功耗要低,RF射频的接收性能要好,芯片以及相应的电路要简单易于调试。”刘邦长从手机设计角度指出无线芯片的要求。
  而多种无线技术的融合对系统设计带来的最大的挑战主要是各种天线的设计,以及如何避免相互之间的干扰问题。杨恒表示,将无线技术设计到手机中封装、体积、抗干扰是关键,很多无线技术以前并不是针对手机的,所以芯片的体积和封装在手机上应用都是一个问题,和手机本身的无线干扰也是需要解决的技术问题之一。刘邦长指出,在天线设计时需要研究多频、宽频、小尺寸天线,而相互之间的干扰需要具体问题具体分析,除了在硬件设计上增加相互之间的隔离度以外,还需要在软件和协议设计上更多地加入共存机制的设计,从而从根本上解决问题。
  “单芯片融合方案是未来芯片发展的趋势。”刘邦长还指出,“它会在系统尺寸、功耗,以及价格上更有优势。”

  方案重在高集成度、成本和共存性

有这样风光无限的市场,半导体厂商早已伺机而动。TI、CSR、NXP、博通等纷纷推出了WiFi/蜂窝双模手机市场、集成WiFi+蓝牙+FM radio的融合方案以及一些单芯片解决方案。在较早前,高通收购了WLAN厂商Airgo和RFMD的蓝牙业务;联发科(MTK)收购了络达科技。前不久,飞思卡尔公司计划为其i.MX31应用开发系统采用CSR公司的两项技术:将BlueCore4应用到蓝牙,以及将UniFi应用到WiFi连接。半导体厂商正积极迎接融合无线连接技术的巨大浪潮。
  相应地,高集成度、成本和共存性成为考量解决方案的三道“关卡”。黄凯表示,未来蓝牙、WLAN、GPS等无线技术必然将整合到单芯片解决方案之中,TI于今年2月即推出WiLink 6.0是业界集成了802.11n、蓝牙2.1和FM Stereo的单芯片方案。由于TI的无线技术芯片都采用数位CMOS工艺及相同的技术节点,一旦市场需求成熟,TI可进一步集成GPS或其他无线连接技术,迅速推出低成本、高性能的解决方案。吴松如表示,其BlueCore蓝牙芯片已经与基带、DSP、立体声多媒体数字信号解码器、充电器和SMPS高度集成。蓝牙在手机应用中的趋势将主要围绕着小型、低价和低功耗。这将促进主要应用在高端手机上的WLAN、蓝牙等关键技术向中低端手机市场普及。
  此外共存性也是一大挑战,比如一边用蓝牙耳机听收音机,一边通过WLAN接收电子邮件等。吴松如表示,CSR公司的共存方案可通过部署常规应用2.4GHz无线标准时域共存技术,将BlueCore4应用到蓝牙,以及将UniFi应用到WiFi连接并进行优化。目前CSR公司的芯片功能非常全面,已涉及到手机中嵌入无线系统的功耗问题,并引领低功耗无线技术。TI则有一经过验证的共存平台来应对。黄凯表示,该平台包括无线电设计与软硬体解决方案,可解决多种系统间干扰问题。TI是蓝牙与WLAN共存解决方案的市场领先者,目前有超过30种手机采用TI的共存平台。

  厂商观点

  德信无线通讯科技有限公司智能手机事业部总裁刘邦长:
  设计厂商更趋向分离WiFi方案


  单芯片融合方案是未来芯片发展的趋势,但是由于中国目前还不承认WiFi协议,所以其通用性会有问题,作为设计厂商来说更趋向于使用分离的方案,因为如果在海外市场销售可以把相应的WiFi芯片以及电路贴上,而在国内销售就不用贴,从而不用重新设计硬件电路,同时又可以节省产品成本。但是对于其他的通讯协议而言,融合技术会是发展的趋势。

  龙旗科技(上海)有限公司技术规划部经理杨恒:
  芯片未来集成趋势分三个阶段


  第一阶段是单芯片WiFi+蓝牙+手机基带+AP,智能手机产品方式。第二阶段将是单芯片WiFi/蓝牙/FM融合+VoIP+手机基带+AP,智能手机产品方式。第三阶段将是单芯片WiFi/蓝牙/FM融合+VoIP+手机基带,FeaturePhone产品方式。


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