高端手机成新宠,上游厂家示真功
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在经历一段时间的高速增长之后,由于3G等新业务一再推迟以及新用户增长放慢,手机市场增长速度已经开始下降,但仍保持理性增长。根据日本电子情报技术产业协会(Japan Electronics and Information Technology Industries Association, JEITA)的数据,2003年手机需求增长10.9%,2004年全球手机需求增长5.8%。另一家市场研究公司国际数据公司(IDC)发布的报告预测,2004年手机市场将增长8%,出货量超过5亿部。报告分析增长的主要原因是,2.5G和3G手机的出货量提高。IDC预测,2004年2.5G手机的出货量将超过2.41亿部,比2003年增长42%,3G手机出货量将达到4800万部,比2003年增加140%。
可拍照、智能手机市场受宠
无线通信分析公司ARC Group公布的报告显示,到2003年底,全球已有超过5500万用户拥有可拍照手机(Camera Phone),在2002年2500万只的基础之上增长1倍。 报告指出,可拍照手机在市场中受宠主要是现有用户对手机的更新换代,手机生产商和网络运营商用新功能吸引更多的用户去替换其现有手机,新增加的功能如内嵌照相机、Bluetooth、PDA等对现有移动电话用户诱惑力很大,目前手机市场的增长核心动力已经转移到现有用户对手机的更新换代(见图1)。
ARC Group的报告认为,2003年具有相机功能的手机高速发展,全球手机市场已经有15%带有嵌入式相机或有相机附件。该公司预测,到2005年,全球具有相机功能的手持设备出货量将达到1.30部。由于受3G的推动,这一数字到2008年将激增至2.10亿部,亚太地区将继续主导这种增长态势。 IDC也预测2004年可拍照手机的出货量将上升64%,接近1亿部,可拍照手机成为推动手机出货量的一大动力已经成为业界共识。
受3C融合技术发展趋势的拉动,手机产品中新增功能越来越多。市场分析公司ABI的报告指出,过去几年由于“蓝牙”技术缺乏兼容性,妨碍了人们采用蓝牙手机的热情,需要手机制造商和无线运营商的共同努力。但ABI预测,2004年上半年,北美将近有三分之一的手机产品支持蓝牙,为2003年同期的两倍。根据ABI公司的报告,2003年出货的所有手机中,有近38%的具有彩屏。而到2008年,智能手机将在全球市场中占24%,大约1.5亿部左右。
在去年11月北京“2003年中国国际通信设备技术展览会”上,多家手机制造商推出了新品,这些新产品基本代表了手机发展的方向。Nokia公司的3650款手机内置有摄像头用来拍摄视频片段,可用视频播放器播放,内置的数码相机可留住每一个精彩瞬间,具有16M存储卡,36万像素CCD显示屏;Motorola公司的彩信A760手机内置有数码相机,不仅可以完成照片拍摄,更可录制长达5分钟的A/V文件,支持MPEG视频和MIDI、MP3、WAV等音频格式,同时支持“蓝牙”/红外数据交换;此外,Samsung、LG、Panasonic、 Sony-Ericsson、NEC、Toshiba、Siemens等全球著名手机厂商都推出了各具特色的可拍照手机。近两年我国本地手机市场一个最明显的变化是国产化手机份额不断攀升,据保守估计,国产化手机的市场份额已经超过30%。本次通信设备展览会上,中兴公司推出的CDMA可拍照手机具有360度旋转移动摄像头,可通过Internet高速检索或下载多媒体数据,使用红外或数据线与手机和PC等进行数据交换,具有6.5万色LCD显示、40和弦铃声、128M大容量存储。首信和科健等国内手机制造商也都在本次展览会上展示了各自的可拍照手机产品,一些还具有PDA功能,用户可以借助手机进行一些资料和信息的管理,显示国内手机制造商也都在向高端产品方向进军。
这些体现3C融合的手机,是多种功能模块的集成,不仅有最基本的通信模块如基带处理器,中频(IF)和射频(RF)等,还需有摄相模块、图像处理、高品质音频等多种功能、MP3、蓝牙、红外,以及为这些应用匹配的应用处理器和操作系统。从目前手机市场的发展分析,这些产品仍属于开发应用的初始阶段,由于这些高端手机一般具有较多的功能和更大的显示屏,如何将这些模块集成并使终端产品控制合理的外形尺寸、最低的功耗之下,仍是各个手机制造商和半导体厂商所共同面对的挑战,这其中对于IC和其他元器件厂商充满了利润的诱惑,新增的模块如应用处理器、图像处理芯片、摄像头、彩屏显示、蓝牙芯片、红外收发器以及高密度闪存等都带来巨大的商机,同时实现的功能也是终端产品吸引用户的关键,数据业务将成为推动手机市场发展的主要动力(见图2)。
应用处理器:性能、功耗和
多媒体功能大比拼
目前,一些在手机领域耕耘多年的通信IC厂商如摩托罗拉半导体(Motorola Semiconductor)(已经更名为Freescale Semiconductor)、德州仪器(TI)、Philips、瑞萨科技(Renesas Technology)、STMicroelectronics等都推出了针对不同层次手机产品的应用处理器。与此同时,不断向通信领域扩展的Intel也将触角伸到了手机领域。中国的手机制造商由于自主设计能力相对较弱,面对市场中眼花缭乱的产品推广,需要手机OEM厂商从多个角度衡量选择所需要的产品。
随着手机对多媒体和数据业务的需求越来越多,同时具备通信和PDA数字管理功能的所谓智能手机(smart phone)即将进入高速增长时期。出于看好这一市场前景,摩托罗拉推出了其新一代面向便携设备应用的龙珠i.MX系列应用处理器。 摩托罗拉半导体亚太区无线及移动系统部中国区营运总监龚达荣表示:“摩托罗拉的龙珠处理器在性能、功耗以至多媒体应用均有上佳表现,更好满足手持设备开发商的需要,协助厂商开发各种更具智能的产品。”
从目前的应用角度分析,应用处理器市场的竞争主要体现在速度、功能集成度和功耗三个方面。但手机功能由于面向群体不同而有所差异,在高端手机方面,更大显示屏、更高的数据吞吐量已经对手机的设计提出挑战,因此更低的功耗和更长的通话时间已经成为手机厂商吸引顾客的重要手段。龚达荣表示,新的i.MX1处理器采用了ARM920TDMI内核,最高主频为200MHz。i.MX将ARM处理器内核和功率管理集成在一起,在保证足够速度的同时降低了功耗。一个采用了i.MX1处理器的手持设备在使用1000mAH电池的情况下可播放6小时的电影。据称在i.MX中集成了彩色LCD控制器、128字节的嵌入式SRAM、支持外部CMOS的视频接口和模拟信号处理模块,同时该芯片还集成了蓝牙加速器,支持蓝牙应用。据介绍摩托罗拉今年计划推出下一代i.MX处理器i.MX2,它将集成硬核的MPEG4解码器,以实现每秒15帧图像的实时视频传输。该公司预计,从现在起到2007年间,MPEG4在手机中的应用将增长4倍。结合了硬核MPEG4解码器的i.MX2,将更好的满足高端智能手机对图像处理速度的需求,真正实现双向的视频和3维图像传输。已经更名为Freescale Semiconductor公司的摩托罗拉半导体产品部即将推出的软、硬件开发平台将加速低成本、移动多媒体通信器件的开发。从3G移动通信产品到无线局域网(Wi-Fi)和GPS,双内核的Mobile Extreme Convergence(MXC)架构将重点放在高集成度和减少内核数量,该解决方案将应用系统与通信处理完全分离,从而降低开发复杂程度并降低成本。 [!--empirenews.page--]
德州仪器(TI)最近推出的用于手机及移动设备的新型应用处理器OMAP1710,据称是采用TI 90纳米工艺技术开发的多媒体应用处理器。OMAP1710处理器引擎包括ARM处理器、TI DSP引擎,以及各种用于视频编码与解码、静止图像压缩、Java及安全性的软件与硬件加速器。它充分利用了与OMAP平台兼容的软件环境,使手机设计工程师可完全再利用现有的软件环境进行新产品构建。内置OMAP1710处理器的手机可以将多媒体性能及功耗、成本合理地结合,可提供优越的软件灵活性、更佳的多媒体与图像性能、集成的硬件与软件安全性功能、高性能相机界面、增强的外设以及超低待机功耗。其功耗仅为当前TI应用处理器的50%,但性能提高了40%。对于多媒体智能电话的批量市场更具吸引力OMAP1710 处理器样片预计将于2004年第一季度推出。
瑞萨科技公司(Renesas Technology)已经成立了一个SH-Mobile联盟,为基于SH-Mobile应用处理器的第2.5代以及第3代手机的硬件、软件和手机终端开发提供支持。 联盟成员将会得到最新的与SH-Mobile有关的技术信息和开发工具,成员间可共享信息,一起开发SH-Mobile市场。根据该公司发布的最新信息,联盟签约成员已经超过七十,可为手机制造商提供完整的解决方案,全球已经有20个手机制造商采用该架构。该公司希望通过SH-Mobile联盟,能够在移动设备解决方案中占据更大的市场份额。瑞萨科技公司的SH-Mobile平台与传统的使用单一基带CPU进行信号处理和应用处理方法有所不同,SH-Mobile采用双CPU架构,其中之一专门用于应用处理,以便获得最大的通信能力,据称SH-Mobile 产品可以提供JPEG, MP3, 声波反射注消器(acoustic echo canceller), AMR 编/解码器, MPEG4编/解码器以及Java Virtual Machine等功能,这些功能一般都会在下一代高端手机中有某种程度的体现。
目前的SH-Mobile内核是在SH3—DSP核的基础上通过加强移动通信功能而成,制造工艺已经由0.18微米改进为0.15微米。瑞萨科技公司预计下一代SH-Mobile X内核将由SH—DSP和SH-4合并而成,采用0.13微米工艺生产,可选择是否内置DSP、FPU、CACHE和MMU,而2005年之后则是SH-Mobile Z,将采用0.09微米工艺进行设计和制造。SH-Mobile硬件的优点在于集成了所有基带可连接的LSI、照相模块、片上存储器以及U-Standby 功率管理模式。基于SH-Mobile硬件的开放结构的参考平台“Solution Engine”可以提供小外形尺寸、内置CMOS照相模块、内置26万色QVGA LPTS主LCD模块和6.5万色的QCIF TFT子LCD模块等功能。瑞萨科技希望联盟成员能够容纳范围广阔的手机生产供应链的公司,如LSI供应商、IP供应商、器件厂商、软件公司、OS供应商、内容提供商和系统集成厂商。
为了更好地支持手机中的多媒体功能,为手持设备提供与PC等更便捷的连接方式,瑞萨科技公司1月底宣布将微软公司(Microsoft Corp.)的数字音频/视频编/解码技术,即 Windows Media Audio 和Video 9 Series, 以及Real Networks公司的数字音频/视频编/解码技术,即RealAudio 10和/RealVideo 10,集成到SH-Mobile 系列应用处理器,以满足下一代移动设备的多媒体应用需求。在产品开发的初始阶段,瑞萨科技基于Windows Media Audio 9 的系列产品将在本月推向市场,之后,支持 Windows Media Video 9和RealAudio/Video 10 的产品也将在不久推出。据业内人士分析,上述两种技术已经得以在PC、PDA以及一些移动媒体播放器中广泛使用,瑞萨科技公司将这些技术集成到手机等移动设备应用处理器将极大提高在移动通信市场的渗透能力。
在去年秋季IDF盛会上,Intel公司披露了下一代面向手机、PDA和其他无线设备的基于XScale技术的处理器。该款即将面世的处理器代码命名为“Bulverde”,据称拥有更多全新特性,从而使得无线设备能够拍到更高质量的照片,延长电池使用时间,具备更佳的多媒体性能。Intel公司认为,手机和无线PDA设备的发展已不仅局限于语音和一般的短信服务,收发图片、运行3D游戏或下载铃声、视频片断和音乐等将逐步成为未来新业务的增长点,选择芯片的关键是要提高设备的多媒体性能,同时降低功耗。为此,Intel公司开发出快速拍照(Quick Capture)技术,为成像设备与手机或PDA的连接提供接口,可以改进图片质量、降低为移动设备添加数字成像能力的总体成本。在Bulverde处理器中,Intel还将提供SpeedStep技术,通过采用三种全新低功耗状态(空闲、待机和深层睡眠),并根据CPU需求动态调整处理器功耗和性能,这将可以显著降低无线手持设备的功耗。至于Bulverde的多媒体性能,该公司的无线MMX技术可使移动设备得到与台式机媲美的多媒体性能,软件厂商可为基于此架构的手机产品开发包括2D和3D游戏、数据流、MPEG4视频、无线加密/解密和语音识别等应用。
A/V功能和接口:个性化尽现
3C融合在手机中已是明显的趋势,未来的手机产品成功的关键之一是图片、音频以及与其他相关产品数据交换的能力。OEM厂商在确定手机设计方案时需要综合考虑功能与成本。
美国国家半导体公司(National Semiconductor Corporation,NSC)新近推出的蓝牙产品系列可支持最新修订的 1.2 版技术规范。支持蓝牙技术标准的LMX5252 芯片据称是目前市场上集成度最高的射频收发器芯片,而LMX5452 芯片则由射频收发器与另一高性能的 1.2 版蓝牙基带处理器集成而成,并集成在小巧的微型模块封装之内。两款产品都采用模拟及射频高度集成的技术,只占用系统电路板很少的空间,因此可以节省系统成本,而且更可发挥更高的性能。LMX5252 芯片已有样品供应,LMX5452 芯片的样品现正供应个别客户,今年第一季开始大量现货供应。
蓝牙技术的优点是用户无需通过有线连接便能利用不同的计算及通信系统交换信息,这些系统包括移动电话、电脑、打印机、个人数字助理以至汽车。随着 蓝牙技术在相关设备中的普及,手机具备蓝牙功能已经成为一种趋势。蓝牙 1.2 版的技术规格加设了多项全新的功能,其中包括更快的连线时间、改善语音传输能力及可确保蓝牙与其他 2.4GHz 设备能更好地共存的自动跳频 (AFH)。
目前在手机应用中数据交换的另外一种方式是IrDA技术,这种技术由于通信方式良好的方向性、安全保密性也受到市场的瞩目。安捷伦科技(Agilent Technologies)为手机、PDA 和数码相机推出的快速红外 (FIR) 收发器HSDL-3220,高度仅为2.5毫米,为手机制造商设计翻盖型手机和超薄手机提供了更大的灵活空间。 [!--empirenews.page--]
安捷伦科技有限公司半导体产品事业部大中华地区总经理赵子泽先生表示:“随着广大消费者对新型百万像素摄像手机的需求日益提高,手机制造商需要红外收发器来支持更高的传输速度,延长电池使用寿命;而且红外收发器的体积小巧,适合安装在有限的空间内。我们新推出的红外收发器能够以4 Mbps每秒的速度迅速传送高分辨率的照片或MP3文件,既满足了手机制造商的要求,又推动了无线红外收发产品的普及。”
HSDL-3220红外收发器符合IrDA低功率规范,其传输速率介于9.6kb/s~4.0Mb/s之间,能够以低达1.8V的逻辑电平工作,电源范围为2.7V~3.6V。这使得该收发器能够与当前工作信号电平为1.8V或更高的低功率微处理器芯片组和ASIC结合在一起,适用于使用一节锂电池供电的移动产品中。该器件在关断模式下的耗电量仅为70mA。HSDL-3220还支持红外金融管理(IrFM)和其它数据的传送,传输距离可达50厘米。IrFM点击支付功能采用专门设计,使用户能够在移动设备之间进行无线金融交易, 如在手机或PDA和配有红外线接口的POS或ATM之间传送数据。
在手机的显示技术方面,可谓色彩纷呈,手机显示技术已经成为吸引顾客的一大显著卖点。目前市场流行的手机显示像素一般是几十万,而未来将发展到几百万甚至高品质的视频。夏普(Sharp)公司推出的1百万像素CCD手机照相模块LZOP3721,尺寸为13.5