智慧配件商機爆發　藍牙低功耗技術身價看漲

在藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy)技術標準的助力下，智慧配件(Appcessory)市場正加速起飛。繼iOS與Windows作業系統後，Google Android 4.3版作業系統，也於日前正式開始原生支援藍牙4.0標準的Smart Ready技術，此舉不僅有助進一步擴大藍牙在智慧型手機與平板裝置的滲透率，更將激勵相關智慧配件製造商加速導入藍牙Smart(即藍牙低功耗)技術，為智慧配件市場發展挹注強勁動能。

以往，在Android尚未宣布支援藍牙Smart Ready並開放應用程式介面(API)之前，雖也有品牌廠推出搭載藍牙4.0技術的智慧型手機，但由於整體數量仍舊有限，導致智慧配件製造商採用藍牙低功耗的態度搖擺不定。如今Android 4.3版作業系統加入原生支援的行列後，將使藍牙Smart Ready全面進駐手機、平板、個人電腦及數位電視等主控端產品，成為各種智慧配件最佳的連結中樞(Connected Hub)(圖1)，進而大幅提升配件業者導入藍牙低功耗的意願。

圖1　藍牙Smart Ready與藍牙Smart技術的對應關係

小配件大商機　智慧周邊發展無可限量

圖2　Nordic執行長Svenn-Tore Larsen強調，藍牙低功耗將是智慧配件發展不可或缺的關鍵技術。

負責定義藍牙低功耗規格的主要廠商Nordic半導體執行長Svenn-Tore Larsen(圖2)表示，藍牙低功耗是藍牙4.0標準中極為重要的一項特色；而由於智慧型手機、平板裝置與筆記型電腦皆已廣泛支援藍牙4.0功能，因此兼具低成本與配對容易的藍牙低功耗技術，遂成為相關智慧配件開發商產品研發的首選方案。

Larsen預期，2014年大多數智慧型手機與平板裝置都將成為藍牙Smart Ready裝置，因而將吸引更多製造商開始利用藍牙低功耗方案，開發可與手機或平板無線連結的智慧配件，產品涵蓋家居應用、運動設備、玩具、消費性電子及醫療設備等領域，可望掀動藍牙技術新一波成長浪潮。

Larsen進一步援引市場研究機構的數據指出，至2020年，全球智慧型手機與平板裝置的出貨量預估將達到六十一億具規模，而相關智慧配件的數量則將遠超過此一數字，足見未來智慧配件商機成長的潛力十足。

搶攻智慧配件商機　Nordic強推藍牙低功耗

看好智慧配件對藍牙低功耗晶片的需求前景，一向專精於超低功耗射頻技術的Nordic半導體，推出新一代可支援多種短距離無線通訊協定的藍牙低功耗系統單晶片(SoC)系列，期以更高整合度、更小尺寸及更容易開發的解決方案，協助智慧配件製造商加快產品上市時程。

Nordic藍牙低功耗SoC--nRF51產品系列，包括nRF51822、nRF51422及nRF51922三款產品，皆採用安謀國際(ARM)32位元Cortex-M0做為中央處理器，並具備創新的軟硬體設計架構，因此不僅射頻鏈路預算增加高達9.5dB，且處理能力較8位元方案提升達十倍以上，平均電流更比前一代nRF8000系列方案減少50%。

另外，nRF51產品系列還具備與Nordic先前產品接腳及軟體相容的特色，可讓既有客戶輕鬆升級，並提高軟體的重用性，減輕產品開發負擔。更值得一定的是，nRF51產品系列能提供3.5毫米×3.8毫米的晶圓級晶片尺寸(WLCSP)封裝，特別適合電路板設計空間極為有限的可攜式或穿戴式產品應用。

據了解，nRF51822能支援專屬2.4GHz射頻及藍牙低功耗雙重協定；nRF51422係適合用來開發兼具專屬2.4GHz射頻及ANT+協定支援能力的應用；至於nRF51922則可同時支援ANT+及低功耗藍牙技術，可滿足各種智慧配件設計無線連結需求。

Larsen透露，目前已有許多客戶採用nRF51方案進行智慧配件設計，預計今年底開始相關產品即會陸續出籠；預估藍牙低功耗產品占該公司營收比重將由2013年第三季的17.5%，進一步攀升至第四季的25%，並在2014年創下成長超過三倍的亮麗表現。

晶片商競相卡位　藍牙低功耗市場戰火熾

事實上，除Nordic積極搶攻外，包括博通(Broadcom)、ROHM集團旗下的LAPIS半導體、意法半導體(ST)、賽普拉斯(Cypress)，以及戴樂格(Dialog)半導體等業者，也看好智慧配件市場成長商機，並競相於今年推出藍牙低功耗系統單晶片解決方案，讓市場競爭戰火急遽升溫(表1)。

圖3　Nordic產品管理總監Thomas Embla Bonnerud強調，nRF51具備創新軟硬體架構，為該公司拓展智慧配件市場的重要利器。

Nordic產品管理總監Thomas Embla Bonnerud(圖3)表示，愈來愈多半導體廠已開始體認到藍牙低功耗技術的發展潛力，其中不乏規模龐大、制度健全的重量級廠商，如意法半導體、博通等；此外，芯科實驗室(Silicon Labs)、Quintic等業者亦挾射頻技術專長積極切入，期在藍牙低功耗領域搶占一席之地。

據了解，Nordic、CSR與德州儀器(TI)由於較早推出產品，是目前藍牙低功耗市場上主要晶片供應商。其中，CSR與德州儀器的SoC解決方案，分別以16位元和8051微控制器開發，而Nordic第一代nRF8000系列為藍牙低功耗無線連結晶片，至2012年第二代nRF51系列，才採用安謀國際32位元Cortex-M0微控制器核心打造整合度更高的SoC。

Bonnerud指出，Cortex-M0核心從睡眠狀態至運作狀態，僅需2.5微秒(μs)喚醒時間，啟動速度較8位元方案快一百倍，因此不但處理能力提升達十倍，也大幅縮減功率消耗。另外，Cortex-M0完善的工具鏈及軟體生態系統，亦可提供應用產品製造商更有效率的開發環境，是市場接受度相當高的微控制器架構。

也因此，除CSR與德州儀器外，其他後進業者多半是採用Cortex-M0架構開發藍牙低功耗SoC。較特別的是，博通雖也選擇ARM架構核心，但係以效能等級更高的Cortex-M3做為發展基礎。不過，市場人士大多認為，以現階段智慧配件應用而言，Cortex-M0效能其實已綽綽有餘，Cortex-M3等級的藍牙低功耗方案，則較適合未來功能更複雜的智慧手表或智慧眼鏡應用。

面對愈來愈多半導體廠加入藍牙低功耗SoC市場戰局，且當中部分業者行銷及研發資源皆極為雄厚，營運規模相對較小的Nordic依舊信心滿滿。Bonnerud強調，Nordic自2003年即開始專注於超低功耗無線技術研發，至今已在無線滑鼠與鍵盤市場取得65%的主導地位；不僅如此，Nordic亦是藍牙低功耗標準的主要貢獻者，且為藍牙技術聯盟的核心成員，再加上nRF51超低功耗、高整合度等領先優勢，該公司有信心能在強敵環伺中脫穎而出。

Bonnerud進一步透露，未來2～3年，Nordic將繼續戮力縮減藍牙低功耗SoC的整體耗電量達50%以上，並增強6dB以上的鏈結預算及四倍處理器效能，同時精進協定堆疊(Protocol Stack)及韌體等軟體解決方案，以持續提升產品及市場競爭力。

顯而易見，在三大行動裝置作業系統相繼支援後，藍牙低功耗已成為智慧配件與智慧型行動裝置連結的最佳選擇，未來可望刺激更多創新配件應用的誕生，並為相關晶片供應商帶來龐大市場商機；而晶片業者唯有能掌握客戶需求，並達到小尺寸與超低功耗設計要求，方能在激烈競爭中贏得最大勝利。