高端手機(jī)成新寵，上游廠家示真功

在過去幾年的半導(dǎo)體市場低迷之中，無線手機(jī)一直呈現(xiàn)高速度增長，每年的增長幅度保持在15%左右。中國市場更是全球矚目的焦點(diǎn)，每年的增幅超過20%，短短的幾年時(shí)間，中國一舉成為全球最大的無線通信市場，用戶數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過兩億。根據(jù)市場分析公司Gartner的數(shù)據(jù)，2003年第三季度銷售手機(jī)1.39億部，全年手機(jī)總銷量大約為5億部，全球前六大手機(jī)供應(yīng)商分別為諾基亞、摩托羅拉、三星電子、西門子、LG Electronics和索尼-愛立信。而中國本地生產(chǎn)的手機(jī)數(shù)量已經(jīng)接近1.5億，占全球總出貨量的30%以上。
在經(jīng)歷一段時(shí)間的高速增長之后，由于3G等新業(yè)務(wù)一再推遲以及新用戶增長放慢，手機(jī)市場增長速度已經(jīng)開始下降，但仍保持理性增長。根據(jù)日本電子情報(bào)技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(Japan Electronics and Information Technology Industries Association, JEITA)的數(shù)據(jù)，2003年手機(jī)需求增長10.9%，2004年全球手機(jī)需求增長5.8%。另一家市場研究公司國際數(shù)據(jù)公司(IDC)發(fā)布的報(bào)告預(yù)測(cè)，2004年手機(jī)市場將增長8%，出貨量超過5億部。報(bào)告分析增長的主要原因是，2.5G和3G手機(jī)的出貨量提高。IDC預(yù)測(cè)，2004年2.5G手機(jī)的出貨量將超過2.41億部，比2003年增長42%，3G手機(jī)出貨量將達(dá)到4800萬部，比2003年增加140%。

可拍照、智能手機(jī)市場受寵
無線通信分析公司ARC Group公布的報(bào)告顯示，到2003年底，全球已有超過5500萬用戶擁有可拍照手機(jī)(Camera Phone)，在2002年2500萬只的基礎(chǔ)之上增長1倍。 報(bào)告指出，可拍照手機(jī)在市場中受寵主要是現(xiàn)有用戶對(duì)手機(jī)的更新?lián)Q代，手機(jī)生產(chǎn)商和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商用新功能吸引更多的用戶去替換其現(xiàn)有手機(jī)，新增加的功能如內(nèi)嵌照相機(jī)、Bluetooth、PDA等對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)電話用戶誘惑力很大，目前手機(jī)市場的增長核心動(dòng)力已經(jīng)轉(zhuǎn)移到現(xiàn)有用戶對(duì)手機(jī)的更新?lián)Q代(見圖1)。
ARC Group的報(bào)告認(rèn)為，2003年具有相機(jī)功能的手機(jī)高速發(fā)展，全球手機(jī)市場已經(jīng)有15%帶有嵌入式相機(jī)或有相機(jī)附件。該公司預(yù)測(cè)，到2005年，全球具有相機(jī)功能的手持設(shè)備出貨量將達(dá)到1.30部。由于受3G的推動(dòng)，這一數(shù)字到2008年將激增至2.10億部，亞太地區(qū)將繼續(xù)主導(dǎo)這種增長態(tài)勢(shì)。 IDC也預(yù)測(cè)2004年可拍照手機(jī)的出貨量將上升64%，接近1億部，可拍照手機(jī)成為推動(dòng)手機(jī)出貨量的一大動(dòng)力已經(jīng)成為業(yè)界共識(shí)。
受3C融合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的拉動(dòng)，手機(jī)產(chǎn)品中新增功能越來越多。市場分析公司ABI的報(bào)告指出，過去幾年由于“藍(lán)牙”技術(shù)缺乏兼容性，妨礙了人們采用藍(lán)牙手機(jī)的熱情，需要手機(jī)制造商和無線運(yùn)營商的共同努力。但ABI預(yù)測(cè)，2004年上半年，北美將近有三分之一的手機(jī)產(chǎn)品支持藍(lán)牙，為2003年同期的兩倍。根據(jù)ABI公司的報(bào)告，2003年出貨的所有手機(jī)中，有近38%的具有彩屏。而到2008年，智能手機(jī)將在全球市場中占24%，大約1.5億部左右。
在去年11月北京“2003年中國國際通信設(shè)備技術(shù)展覽會(huì)”上，多家手機(jī)制造商推出了新品，這些新產(chǎn)品基本代表了手機(jī)發(fā)展的方向。Nokia公司的3650款手機(jī)內(nèi)置有攝像頭用來拍攝視頻片段，可用視頻播放器播放，內(nèi)置的數(shù)碼相機(jī)可留住每一個(gè)精彩瞬間，具有16M存儲(chǔ)卡，36萬像素CCD顯示屏；Motorola公司的彩信A760手機(jī)內(nèi)置有數(shù)碼相機(jī)，不僅可以完成照片拍攝，更可錄制長達(dá)5分鐘的A/V文件，支持MPEG視頻和MIDI、MP3、WAV等音頻格式，同時(shí)支持“藍(lán)牙”/紅外數(shù)據(jù)交換；此外，Samsung、LG、Panasonic、 Sony-Ericsson、NEC、Toshiba、Siemens等全球著名手機(jī)廠商都推出了各具特色的可拍照手機(jī)。近兩年我國本地手機(jī)市場一個(gè)最明顯的變化是國產(chǎn)化手機(jī)份額不斷攀升，據(jù)保守估計(jì)，國產(chǎn)化手機(jī)的市場份額已經(jīng)超過30%。本次通信設(shè)備展覽會(huì)上，中興公司推出的CDMA可拍照手機(jī)具有360度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)攝像頭，可通過Internet高速檢索或下載多媒體數(shù)據(jù)，使用紅外或數(shù)據(jù)線與手機(jī)和PC等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，具有6.5萬色LCD顯示、40和弦鈴聲、128M大容量存儲(chǔ)。首信和科健等國內(nèi)手機(jī)制造商也都在本次展覽會(huì)上展示了各自的可拍照手機(jī)產(chǎn)品，一些還具有PDA功能，用戶可以借助手機(jī)進(jìn)行一些資料和信息的管理，顯示國內(nèi)手機(jī)制造商也都在向高端產(chǎn)品方向進(jìn)軍。
這些體現(xiàn)3C融合的手機(jī)，是多種功能模塊的集成，不僅有最基本的通信模塊如基帶處理器，中頻(IF)和射頻(RF)等，還需有攝相模塊、圖像處理、高品質(zhì)音頻等多種功能、MP3、藍(lán)牙、紅外，以及為這些應(yīng)用匹配的應(yīng)用處理器和操作系統(tǒng)。從目前手機(jī)市場的發(fā)展分析，這些產(chǎn)品仍屬于開發(fā)應(yīng)用的初始階段，由于這些高端手機(jī)一般具有較多的功能和更大的顯示屏，如何將這些模塊集成并使終端產(chǎn)品控制合理的外形尺寸、最低的功耗之下，仍是各個(gè)手機(jī)制造商和半導(dǎo)體廠商所共同面對(duì)的挑戰(zhàn)，這其中對(duì)于IC和其他元器件廠商充滿了利潤的誘惑，新增的模塊如應(yīng)用處理器、圖像處理芯片、攝像頭、彩屏顯示、藍(lán)牙芯片、紅外收發(fā)器以及高密度閃存等都帶來巨大的商機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)的功能也是終端產(chǎn)品吸引用戶的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將成為推動(dòng)手機(jī)市場發(fā)展的主要?jiǎng)恿?見圖2)。

應(yīng)用處理器：性能、功耗和
多媒體功能大比拼
目前，一些在手機(jī)領(lǐng)域耕耘多年的通信IC廠商如摩托羅拉半導(dǎo)體(Motorola Semiconductor)(已經(jīng)更名為Freescale Semiconductor)、德州儀器(TI)、Philips、瑞薩科技(Renesas Technology)、STMicroelectronics等都推出了針對(duì)不同層次手機(jī)產(chǎn)品的應(yīng)用處理器。與此同時(shí)，不斷向通信領(lǐng)域擴(kuò)展的Intel也將觸角伸到了手機(jī)領(lǐng)域。中國的手機(jī)制造商由于自主設(shè)計(jì)能力相對(duì)較弱，面對(duì)市場中眼花繚亂的產(chǎn)品推廣，需要手機(jī)OEM廠商從多個(gè)角度衡量選擇所需要的產(chǎn)品。
隨著手機(jī)對(duì)多媒體和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求越來越多，同時(shí)具備通信和PDA數(shù)字管理功能的所謂智能手機(jī)(smart phone)即將進(jìn)入高速增長時(shí)期。出于看好這一市場前景，摩托羅拉推出了其新一代面向便攜設(shè)備應(yīng)用的龍珠i.MX系列應(yīng)用處理器。 摩托羅拉半導(dǎo)體亞太區(qū)無線及移動(dòng)系統(tǒng)部中國區(qū)營運(yùn)總監(jiān)龔達(dá)榮表示：“摩托羅拉的龍珠處理器在性能、功耗以至多媒體應(yīng)用均有上佳表現(xiàn)，更好滿足手持設(shè)備開發(fā)商的需要，協(xié)助廠商開發(fā)各種更具智能的產(chǎn)品?！?
從目前的應(yīng)用角度分析，應(yīng)用處理器市場的競爭主要體現(xiàn)在速度、功能集成度和功耗三個(gè)方面。但手機(jī)功能由于面向群體不同而有所差異，在高端手機(jī)方面，更大顯示屏、更高的數(shù)據(jù)吞吐量已經(jīng)對(duì)手機(jī)的設(shè)計(jì)提出挑戰(zhàn)，因此更低的功耗和更長的通話時(shí)間已經(jīng)成為手機(jī)廠商吸引顧客的重要手段。龔達(dá)榮表示，新的i.MX1處理器采用了ARM920TDMI內(nèi)核，最高主頻為200MHz。i.MX將ARM處理器內(nèi)核和功率管理集成在一起，在保證足夠速度的同時(shí)降低了功耗。一個(gè)采用了i.MX1處理器的手持設(shè)備在使用1000mAH電池的情況下可播放6小時(shí)的電影。據(jù)稱在i.MX中集成了彩色LCD控制器、128字節(jié)的嵌入式SRAM、支持外部CMOS的視頻接口和模擬信號(hào)處理模塊，同時(shí)該芯片還集成了藍(lán)牙加速器，支持藍(lán)牙應(yīng)用。據(jù)介紹摩托羅拉今年計(jì)劃推出下一代i.MX處理器i.MX2，它將集成硬核的MPEG4解碼器，以實(shí)現(xiàn)每秒15幀圖像的實(shí)時(shí)視頻傳輸。該公司預(yù)計(jì)，從現(xiàn)在起到2007年間，MPEG4在手機(jī)中的應(yīng)用將增長4倍。結(jié)合了硬核MPEG4解碼器的i.MX2，將更好的滿足高端智能手機(jī)對(duì)圖像處理速度的需求，真正實(shí)現(xiàn)雙向的視頻和3維圖像傳輸。已經(jīng)更名為Freescale Semiconductor公司的摩托羅拉半導(dǎo)體產(chǎn)品部即將推出的軟、硬件開發(fā)平臺(tái)將加速低成本、移動(dòng)多媒體通信器件的開發(fā)。從3G移動(dòng)通信產(chǎn)品到無線局域網(wǎng)(Wi-Fi)和GPS，雙內(nèi)核的Mobile Extreme Convergence(MXC)架構(gòu)將重點(diǎn)放在高集成度和減少內(nèi)核數(shù)量，該解決方案將應(yīng)用系統(tǒng)與通信處理完全分離，從而降低開發(fā)復(fù)雜程度并降低成本。
德州儀器(TI)最近推出的用于手機(jī)及移動(dòng)設(shè)備的新型應(yīng)用處理器OMAP1710，據(jù)稱是采用TI 90納米工藝技術(shù)開發(fā)的多媒體應(yīng)用處理器。OMAP1710處理器引擎包括ARM處理器、TI DSP引擎，以及各種用于視頻編碼與解碼、靜止圖像壓縮、Java及安全性的軟件與硬件加速器。它充分利用了與OMAP平臺(tái)兼容的軟件環(huán)境，使手機(jī)設(shè)計(jì)工程師可完全再利用現(xiàn)有的軟件環(huán)境進(jìn)行新產(chǎn)品構(gòu)建。內(nèi)置OMAP1710處理器的手機(jī)可以將多媒體性能及功耗、成本合理地結(jié)合，可提供優(yōu)越的軟件靈活性、更佳的多媒體與圖像性能、集成的硬件與軟件安全性功能、高性能相機(jī)界面、增強(qiáng)的外設(shè)以及超低待機(jī)功耗。其功耗僅為當(dāng)前TI應(yīng)用處理器的50%，但性能提高了40%。對(duì)于多媒體智能電話的批量市場更具吸引力OMAP1710 處理器樣片預(yù)計(jì)將于2004年第一季度推出。
瑞薩科技公司(Renesas Technology)已經(jīng)成立了一個(gè)SH-Mobile聯(lián)盟，為基于SH-Mobile應(yīng)用處理器的第2.5代以及第3代手機(jī)的硬件、軟件和手機(jī)終端開發(fā)提供支持。 聯(lián)盟成員將會(huì)得到最新的與SH-Mobile有關(guān)的技術(shù)信息和開發(fā)工具，成員間可共享信息，一起開發(fā)SH-Mobile市場。根據(jù)該公司發(fā)布的最新信息，聯(lián)盟簽約成員已經(jīng)超過七十，可為手機(jī)制造商提供完整的解決方案，全球已經(jīng)有20個(gè)手機(jī)制造商采用該架構(gòu)。該公司希望通過SH-Mobile聯(lián)盟，能夠在移動(dòng)設(shè)備解決方案中占據(jù)更大的市場份額。瑞薩科技公司的SH-Mobile平臺(tái)與傳統(tǒng)的使用單一基帶CPU進(jìn)行信號(hào)處理和應(yīng)用處理方法有所不同，SH-Mobile采用雙CPU架構(gòu)，其中之一專門用于應(yīng)用處理，以便獲得最大的通信能力，據(jù)稱SH-Mobile 產(chǎn)品可以提供JPEG, MP3, 聲波反射注消器(acoustic echo canceller), AMR 編/解碼器, MPEG4編/解碼器以及Java Virtual Machine等功能，這些功能一般都會(huì)在下一代高端手機(jī)中有某種程度的體現(xiàn)。
目前的SH-Mobile內(nèi)核是在SH3—DSP核的基礎(chǔ)上通過加強(qiáng)移動(dòng)通信功能而成，制造工藝已經(jīng)由0.18微米改進(jìn)為0.15微米。瑞薩科技公司預(yù)計(jì)下一代SH-Mobile X內(nèi)核將由SH—DSP和SH-4合并而成，采用0.13微米工藝生產(chǎn)，可選擇是否內(nèi)置DSP、FPU、CACHE和MMU，而2005年之后則是SH-Mobile Z，將采用0.09微米工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。SH-Mobile硬件的優(yōu)點(diǎn)在于集成了所有基帶可連接的LSI、照相模塊、片上存儲(chǔ)器以及U-Standby 功率管理模式?；赟H-Mobile硬件的開放結(jié)構(gòu)的參考平臺(tái)“Solution Engine”可以提供小外形尺寸、內(nèi)置CMOS照相模塊、內(nèi)置26萬色QVGA LPTS主LCD模塊和6.5萬色的QCIF TFT子LCD模塊等功能。瑞薩科技希望聯(lián)盟成員能夠容納范圍廣闊的手機(jī)生產(chǎn)供應(yīng)鏈的公司，如LSI供應(yīng)商、IP供應(yīng)商、器件廠商、軟件公司、OS供應(yīng)商、內(nèi)容提供商和系統(tǒng)集成廠商。
為了更好地支持手機(jī)中的多媒體功能，為手持設(shè)備提供與PC等更便捷的連接方式，瑞薩科技公司1月底宣布將微軟公司(Microsoft Corp.)的數(shù)字音頻/視頻編/解碼技術(shù)，即 Windows Media Audio 和Video 9 Series, 以及Real Networks公司的數(shù)字音頻/視頻編/解碼技術(shù)，即RealAudio 10和/RealVideo 10，集成到SH-Mobile 系列應(yīng)用處理器，以滿足下一代移動(dòng)設(shè)備的多媒體應(yīng)用需求。在產(chǎn)品開發(fā)的初始階段，瑞薩科技基于Windows Media Audio 9 的系列產(chǎn)品將在本月推向市場，之后，支持 Windows Media Video 9和RealAudio/Video 10 的產(chǎn)品也將在不久推出。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，上述兩種技術(shù)已經(jīng)得以在PC、PDA以及一些移動(dòng)媒體播放器中廣泛使用，瑞薩科技公司將這些技術(shù)集成到手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用處理器將極大提高在移動(dòng)通信市場的滲透能力。
在去年秋季IDF盛會(huì)上，Intel公司披露了下一代面向手機(jī)、PDA和其他無線設(shè)備的基于XScale技術(shù)的處理器。該款即將面世的處理器代碼命名為“Bulverde”，據(jù)稱擁有更多全新特性，從而使得無線設(shè)備能夠拍到更高質(zhì)量的照片，延長電池使用時(shí)間，具備更佳的多媒體性能。Intel公司認(rèn)為，手機(jī)和無線PDA設(shè)備的發(fā)展已不僅局限于語音和一般的短信服務(wù)，收發(fā)圖片、運(yùn)行3D游戲或下載鈴聲、視頻片斷和音樂等將逐步成為未來新業(yè)務(wù)的增長點(diǎn)，選擇芯片的關(guān)鍵是要提高設(shè)備的多媒體性能，同時(shí)降低功耗。為此，Intel公司開發(fā)出快速拍照(Quick Capture)技術(shù)，為成像設(shè)備與手機(jī)或PDA的連接提供接口，可以改進(jìn)圖片質(zhì)量、降低為移動(dòng)設(shè)備添加數(shù)字成像能力的總體成本。在Bulverde處理器中，Intel還將提供SpeedStep技術(shù)，通過采用三種全新低功耗狀態(tài)(空閑、待機(jī)和深層睡眠)，并根據(jù)CPU需求動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器功耗和性能，這將可以顯著降低無線手持設(shè)備的功耗。至于Bulverde的多媒體性能，該公司的無線MMX技術(shù)可使移動(dòng)設(shè)備得到與臺(tái)式機(jī)媲美的多媒體性能，軟件廠商可為基于此架構(gòu)的手機(jī)產(chǎn)品開發(fā)包括2D和3D游戲、數(shù)據(jù)流、MPEG4視頻、無線加密/解密和語音識(shí)別等應(yīng)用。

A/V功能和接口：個(gè)性化盡現(xiàn)
3C融合在手機(jī)中已是明顯的趨勢(shì)，未來的手機(jī)產(chǎn)品成功的關(guān)鍵之一是圖片、音頻以及與其他相關(guān)產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換的能力。OEM廠商在確定手機(jī)設(shè)計(jì)方案時(shí)需要綜合考慮功能與成本。
美國國家半導(dǎo)體公司(National Semiconductor Corporation，NSC)新近推出的藍(lán)牙產(chǎn)品系列可支持最新修訂的 1.2 版技術(shù)規(guī)范。支持藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的LMX5252 芯片據(jù)稱是目前市場上集成度最高的射頻收發(fā)器芯片，而LMX5452 芯片則由射頻收發(fā)器與另一高性能的 1.2 版藍(lán)牙基帶處理器集成而成，并集成在小巧的微型模塊封裝之內(nèi)。兩款產(chǎn)品都采用模擬及射頻高度集成的技術(shù)，只占用系統(tǒng)電路板很少的空間，因此可以節(jié)省系統(tǒng)成本，而且更可發(fā)揮更高的性能。LMX5252 芯片已有樣品供應(yīng)，LMX5452 芯片的樣品現(xiàn)正供應(yīng)個(gè)別客戶，今年第一季開始大量現(xiàn)貨供應(yīng)。
藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是用戶無需通過有線連接便能利用不同的計(jì)算及通信系統(tǒng)交換信息，這些系統(tǒng)包括移動(dòng)電話、電腦、打印機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理以至汽車。隨著 藍(lán)牙技術(shù)在相關(guān)設(shè)備中的普及，手機(jī)具備藍(lán)牙功能已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。藍(lán)牙 1.2 版的技術(shù)規(guī)格加設(shè)了多項(xiàng)全新的功能，其中包括更快的連線時(shí)間、改善語音傳輸能力及可確保藍(lán)牙與其他 2.4GHz 設(shè)備能更好地共存的自動(dòng)跳頻 (AFH)。
目前在手機(jī)應(yīng)用中數(shù)據(jù)交換的另外一種方式是IrDA技術(shù)，這種技術(shù)由于通信方式良好的方向性、安全保密性也受到市場的矚目。安捷倫科技(Agilent Technologies)為手機(jī)、PDA 和數(shù)碼相機(jī)推出的快速紅外 (FIR) 收發(fā)器HSDL-3220，高度僅為2.5毫米，為手機(jī)制造商設(shè)計(jì)翻蓋型手機(jī)和超薄手機(jī)提供了更大的靈活空間。
安捷倫科技有限公司半導(dǎo)體產(chǎn)品事業(yè)部大中華地區(qū)總經(jīng)理趙子澤先生表示：“隨著廣大消費(fèi)者對(duì)新型百萬像素?cái)z像手機(jī)的需求日益提高，手機(jī)制造商需要紅外收發(fā)器來支持更高的傳輸速度，延長電池使用壽命；而且紅外收發(fā)器的體積小巧，適合安裝在有限的空間內(nèi)。我們新推出的紅外收發(fā)器能夠以4 Mbps每秒的速度迅速傳送高分辨率的照片或MP3文件，既滿足了手機(jī)制造商的要求，又推動(dòng)了無線紅外收發(fā)產(chǎn)品的普及?！?
HSDL-3220紅外收發(fā)器符合IrDA低功率規(guī)范，其傳輸速率介于9.6kb/s~4.0Mb/s之間，能夠以低達(dá)1.8V的邏輯電平工作，電源范圍為2.7V~3.6V。這使得該收發(fā)器能夠與當(dāng)前工作信號(hào)電平為1.8V或更高的低功率微處理器芯片組和ASIC結(jié)合在一起，適用于使用一節(jié)鋰電池供電的移動(dòng)產(chǎn)品中。該器件在關(guān)斷模式下的耗電量僅為70mA。HSDL-3220還支持紅外金融管理(IrFM)和其它數(shù)據(jù)的傳送，傳輸距離可達(dá)50厘米。IrFM點(diǎn)擊支付功能采用專門設(shè)計(jì)，使用戶能夠在移動(dòng)設(shè)備之間進(jìn)行無線金融交易， 如在手機(jī)或PDA和配有紅外線接口的POS或ATM之間傳送數(shù)據(jù)。
在手機(jī)的顯示技術(shù)方面，可謂色彩紛呈，手機(jī)顯示技術(shù)已經(jīng)成為吸引顧客的一大顯著賣點(diǎn)。目前市場流行的手機(jī)顯示像素一般是幾十萬，而未來將發(fā)展到幾百萬甚至高品質(zhì)的視頻。夏普(Sharp)公司推出的1百萬像素CCD手機(jī)照相模塊LZOP3721，尺寸為13.5