藍芽+超寬頻速度飆升 MB-OFDM技術成眾望所歸

2006-05-24
藍芽技術聯盟宣布採用WiMedia聯盟提出的MB-OFDM底層技術,結合超寬頻與藍芽技術優點,預計在2007年推出名稱暫訂為藍芽3.0的新一代技術標準。採用超寬頻實體層將讓藍芽傳輸速率遽增至480Mbps,進一步擴大應用市場。現階段多數藍芽廠商對於藍芽技術聯盟的決定表態支持,並積極進入研發相關解決方案,預期未來藍芽+超寬頻晶片市場將熱鬧滾滾。
藍芽技術聯盟宣布採用WiMedia聯盟提出的MB-OFDM底層技術,結合超寬頻與藍芽技術優點,預計在2007年推出名稱暫訂為藍芽3.0的新一代技術標準。採用超寬頻實體層將讓藍芽傳輸速率遽增至480Mbps,進一步擴大應用市場。現階段多數藍芽廠商對於藍芽技術聯盟的決定表態支持,並積極進入研發相關解決方案,預期未來藍芽+超寬頻晶片市場將熱鬧滾滾。  

2006年3月,藍芽技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group, Bluetooth SIG)正式宣布選擇WiMedia聯盟所提議的超寬頻(Ultra Wide Band, UWB)版本MB-OFDM技術,作為整合現行藍芽無線技術的基礎。在藍芽技術聯盟選擇與WiMedia聯盟(WiMedia Alliance)合作之前,超寬頻技術標準之底定延宕已久,如今藉藍芽技術聯盟之手,使這場標準之爭提早落幕,超寬頻論壇(UWB Forum)與其主要支持大廠飛思卡爾(Freescale)皆宣布暫停與超寬頻相關的一切活動,據了解,飛思卡爾與摩托羅拉甚至皆已經退出超寬頻論壇。  

WiMedia聯盟雀屏中選  

藍芽技術聯盟之所以選擇WiMedia聯盟而非超寬頻論壇,原因之一在於藍芽技術聯盟與WiMedia聯盟成員的重疊廠商眾多,理所當然選擇多數的一方。藍芽技術聯盟(Bluetooth SIG)亞太地區與日本行銷總監Eric Schneider(圖1)表示,該聯盟與超寬頻技術的開發者WiMedia聯盟合作,係出於藍芽技術聯盟會員對比現行無線電更高頻寬版本的強烈需求,此合作案讓會員能夠直接利用他們在無線個人區域網路(Wireless Personal Area Networks, WPAN)已有的投資,在簡單、低成本的前提下,迅速地將其高速WPAN產品推出上市,因此藍芽技術聯盟認為最好的策略是利用現行的無線電技術,而不是再重新發展一個實體層(Physical Layer, PHY)技術,因為重新開發新規格不合效益,該聯盟同時也認為這是負起產業責任、運用現存技術,避免更多分裂的聰明之舉。  

Schneider強調,選擇上述技術合作關係的主要因素是絕大多數的成員支持WiMedia聯盟,我們是負責任且以會員導向的組織,在所有技術公平考量及評估下,我們認為符合會員的需求是最為合理的決定。  

此外,藍芽技術聯盟對於WiMedia聯盟的MB-OFDM技術有幾個偏好之處,Schneider表示,MB-OFDM技術在多個微網(Piconet)並存的環境下,相互干擾的情形很小,此點對於必須同時連結許多不同裝置的藍芽系統是很重要的環節,且該技術符合管制規範的彈性,其擁有關掉電波(Tones)、重塑頻譜的能力,可以符合FCC以外監管機構(特別是歐洲及日本)的要求,此外,MB-OFDM技術在處理多路徑連結電源管理具有優勢,對於保持低耗電相當重要,這是藍芽技術聯盟考量的重點之一,這對於連結無線電系統及行動裝置是必須的。  

藍芽龍頭廠商CSR在藍芽技術聯盟宣布與WiMedia聯盟合作之前,早已宣布支持WiMedia聯盟,並選擇MB-OFDM技術提案,CSR亞太區副總裁許俊豐(圖2)表示,例如無線區域網路(WLAN)規格802.11a/g,甚至是未來的802.11n,皆是朝MB-OFDM技術方向發展,未來只要採行MB-OFDM技術的無線通訊技術都有平順整合相通的可能,包括在2005年就已經定案的無線USB(Wireless USB, WUSB),以及尚在制訂中的無線1394(Wireless 1394, W1394)等。  

飛利浦無線個人區域網路策略市場經理Dave Sroka則表示,由於WiMedia聯盟提出的MB-OFDM技術具有廣大市場基礎,支援廠商較多,所以能將晶片價格壓低,對於推動藍芽+超寬頻應用市場較有助益。  

藍芽晶片商蓄勢待發  

自藍芽技術聯盟宣布採用MB-OFDM技術後,規格制訂工作已迅速展開,Schneider表示,藍芽技術聯盟核心規格工作小組章程(Bluetooth SIG Core Specification Working Group Charter)及超寬頻功能需求文件(Feature Requirements Document, FRD)已得到藍芽技術聯盟董事會核准,此象徵著研發工作正式展開,超寬頻研究小組也已於超寬頻功能需求文件內定義藍芽技術聯盟可採納的方案,雙方也開始制定藍芽技術聯盟核心規格工作小組之規格草稿,藍芽技術聯盟及WiMedia聯盟將共同合作,確保高速媒體存取層(MAC)及實體層通訊協定能夠適用於行動裝置。Schneider並表示,藍芽技術聯盟預估草擬規格的時間將會持續一年,第一個採取藍芽+超寬頻解決方案的原型晶片可望在2007年第2季推出。  

大部分的藍芽晶片廠商皆表示,將在藍芽技術聯盟宣布規格拍板定案後,才會推出藍芽+超寬頻晶片解決方案。許俊豐表示,CSR將在2008年公布第一代藍芽+超寬頻晶片解決方案,由於CSR具有軟硬體技術,目前與協力廠商的合作在於針對不同應用提供不同的參考設計予客戶,未來仍將自行開發藍芽+超寬頻晶片解決方案。許俊豐進一步表示,該公司將開發藍芽+超寬頻單晶片(Single Chip)而非系統單晶片(SoC),預計初期以傳輸速率達200Mbps為目標,與其他單純開發藍芽射頻或媒體存取層(MAC)的廠商不同,CSR是直接開發單晶片,且整合超寬頻射頻,加上採用CMOS製程技術,挑戰相當高,而未來是否採用台積電0.13微米製程尚未決定;至於在價格方面,超寬頻晶片勢必如同藍芽一樣,降價以催生市場,正因CSR是開發單晶片,若能於藍芽晶片上加入FM、DSP,且維持消費者能接受的價格,即可保持CSR的競爭力。  

博通(Broadcom)在開發藍芽+超寬頻晶片解決方案上,不排除與其他協力廠商合作,該公司無線個人區域網路產品經理Ron Wong(圖3)表示,博通堅持運用其廣泛的藍芽軟體影響力,在超寬頻晶片解決方案市場中,提供更複雜的藍芽解決方案,該公司對於尋找合作夥伴相當嚴謹,不論是在一般市場或是超寬頻市場上都抱持一樣的想法,由於博通的首要考量是提供客戶現有且最好的解決方案,所以選擇合作夥伴的依據在於其產品的優劣,此外,對於某些可與博通的產品有更好相容性的合作夥伴,博通也會予以特別考量。  

飛利浦從藍芽及WUSB雙管齊下,先行做好技術準備,一旦藍芽3.0規格制訂完成,將快速推出市場。Sroka表示,該公司基於WiMedia聯盟的基礎傳輸架構上,發展藍芽及無線USB應用,目前在藍芽晶片市場名列前三大廠商,並擁有藍芽1.2及2.1規格晶片解決方案,預計2007年底前完成藍芽3.0規格制訂後,2008年推出藍芽+超寬頻晶片解決方案。  

由於藍芽晶片發展已久,單晶片已是目前主流規格,飛利浦未來也會朝藍芽+超寬頻單晶片方向進行。Sroka表示,為了達成產品快速上市的目標,該公司初期可能不會推出單晶片,有可能是2顆晶片,但仍須視制訂完成的規格才能定論,而2顆晶片的好處在於具有彈性,可修改規格,現階段該公司已開發完成無線USB MAC技術,相信未來可以縮短推出時程,在超寬頻發展初期,德州儀器便同時著手研究DS-UWB和MB-OFDM兩技術,並皆進行開發,雖然依官方說法德州儀器支持WiMedia聯盟,但其實該公司較看好DS-UWB技術,因為開發DS-UWB技術的超寬頻晶片較為容易,產品上市時程較快,然始料未及,藍芽技術聯盟宣布選擇WiMedia聯盟的MB-OFDM技術。德州儀器半導體行銷業務經理李原榮(圖4)表示,雖然藍芽技術聯盟最後選擇與WiMedia聯盟合作,德州儀器亦表支持,該公司最大的考量是在於如何開拓藍芽晶片應用市場,但是該公司仍繼續關注超寬頻論壇的後續發展,未來該組織仍有敗部復活的可能性。  

目前德州儀器已透過現場可編程邏輯閘陣列(FPGA)開發出超寬頻原型(Prototype)產品,傳輸速率介於60M~70Mbps,李原榮表示,預計未來第一代藍芽+超寬頻晶片解決方案的傳輸速度可達100Mbps,並以手機為首要應用市場,當手機兼具藍芽與超寬頻功能時,一旦需要高傳輸速度傳輸多媒體影音內容,便可使用超寬頻功能,同時亦能將手機當作藍芽遙控器。  

突破規格制訂與市場推廣瓶頸  

目前藍芽技術聯盟正著手進行制訂藍芽+超寬頻技術規格,首當其衝的重要議題即是耗電量,Schneider表示,即將出現的高速藍芽+超寬頻技術面對的一個重要議題是耗電程度,藍芽技術聯盟將致力於維持藍芽技術的核心特徵:低耗電、低成本、點對點網路、內建安全功能,及將藍芽技術整合進入行動裝置的能力,雖然超寬頻的耗電量比藍芽技術高,但是整個系統不應該被理解成單純的傳送及接受電流,超寬頻可以在短時間內傳輸相當大的資料量,而藍芽技術在待機模式擁有極低的耗電量,相信結合兩種技術的優點將可創造出最省電的裝置。Wong則表示,下一代的藍芽+超寬頻將會面臨到的挑戰是如何更明確的定義藍芽與超寬頻的整合,博通相信由藍芽技術聯盟制訂、業界通行的標準將會是解決這些紛擾的最好指標。  

在順利進入市場之前,藍芽+超寬頻技術首先面臨的是如何取得全球認可的頻段。Schneider表示,這也是藍芽技術聯盟及WiMedia聯盟協議中相當重要的環節,為了回應歐洲及亞洲相關監管單位的規範,雙方同意發展一個運作於6GHz以上頻段,且毋須經過授權的高速、高傳輸量藍芽解決方案。  

第二個行銷挑戰是晶片組價格,Schneider表示,最先上市的高速藍芽晶片組價格將在5美元上下,比不具高速傳輸功能的晶片組貴,但是當產量及整合性增加後,成本將可快速下降。李原榮表示,在價格部分,2000年時藍芽晶片仍高達10~20美元,與目前超寬頻晶片價格相近,而藍芽晶片降價的原因,主要是有廠商先行殺價,相信藍芽+超寬頻晶片未來發展亦是如此,唯有降價,市場才會擴大,藍芽晶片廠商也必須在製程技術上不斷往前邁進,才能減少晶片尺寸與價格,以提升競爭力。Sroka則表示,由於藍芽與超寬頻共用底層技術,飛利浦又同時開發藍芽、WUSB、無線IP等應用類別,相信可以大幅壓低價格。  

最後的挑戰是此解決方案如何整合新的產業及產品,Schneider表示,此解決方案將為全新的產品類別打開無線大門,電視機是一個絕佳例子,雖然電視大廠如東芝、三菱、飛利浦、新力、三星等都是藍芽技術聯盟會員,但是目前這些公司的藍芽技術研發都仍集中於行動電話、個人電腦(PC)及其周邊產品,電視及視訊產品業務部門很少有機會使用藍芽無線技術,藍芽技術聯盟和會員公司必須努力吸引這些產品經理的注意,進而投入資源將藍芽無線技術整合入新產品部門。  

速度提升藍芽搶進影像傳輸應用  

藍芽應用類別雖然相當繁多,但因傳輸頻寬不夠,導致無法擴大應用市場,結合超寬頻技術後,傳輸速度躍升至480Mbps,可從語音邁向影像應用(圖5)。許俊豐表示,藍芽結合超寬頻的目的即是希望滿足至需要高傳輸速率與大頻寬的應用如數位相機、MP3播放器等消費性電子產品,目前藍芽已經實現語音應用,未來結合超寬頻則可進入影像應用。李原榮表示,德州儀器表態支持超寬頻的原因在於,藍芽雖具有完整的應用類別,且技術架構完整,但唯一缺點是頻寬不夠,因此應用市場被局限在手機、耳機等市場,難以突破,預期採用超寬頻技術,可增加應用範圍,刺激目前的藍芽晶片市場再擴大,  

Schneider也表示,當數位內容的檔案大小及複雜性增加時,裝置到裝置間資料傳輸的需求也隨之增加。因此高速藍芽技術的優勢將展現在需要高頻寬的應用,例如串流視訊傳輸或者傳送大容量檔案。一個簡單的例子是透過藍芽技術將懸掛在牆上的平面高解析度電視(HDTV)連接到機上盒,利用無線連結可以減少牆上懸掛的線材。其他的例子可能包括:  

.從手持攝影機無線傳輸視訊到電視機內  

.將MP3播放器內的歌曲與個人電腦同步化  

.利用無線將PowerPoint簡報資料從個人電腦傳送到投影機  

.將影片從個人電腦傳送到家庭劇院組及家庭立體環繞音效器  

Schneider並表示,藍芽技術聯盟預估規格制定的過程將持續一年,2007年第二季時,藍芽+超寬頻晶片組原型將可推出,屆時PC及其他需要高資料傳輸量的裝置將是最早問世的產品,此外,數位家庭及行動電視的趨勢將成為高速藍芽技術的主要市場驅動力。  

藍芽與超寬頻各自獨立發展  

雖然各家藍芽晶片大廠皆表態支持發展藍芽+超寬頻晶片解決方案,但部分小型晶片業者因缺乏技術能力,短時間內只能先深耕藍芽晶片利基市場。Schneider表示,目前的藍芽晶片廠商即使沒有採用超寬頻高速頻道,仍將保有其部分市場,部分毋須高傳輸量的藍芽應用仍將採用現在低價的藍芽晶片組,例如藍芽耳機、免持聽筒設備、滑鼠或鍵盤等,然而,高速藍芽晶片組必然隨著量增而價跌,相信在不久的將來,高速藍芽晶片組將成為市場主流。  

另一方面,Wong認為以藍芽為主而不整合超寬頻的晶片將擁有一個非常強大的市場,而該市場是以低傳輸速度的應用為主,例如無線滑鼠,鍵盤、耳機以及其他周邊產品。  

不僅是藍芽晶片,超寬頻晶片也有其利基市場,李原榮表示,超寬頻原從PC應用開始,但如今在消費性電子及通訊應用上急起直追,反倒是PC應用市場發展已漸趨緩,因此超寬頻的利基市場應在於消費性電子產品,此外,若超寬頻技術架構朝簡單化發展,且選擇少數應用市場,其利基市場商機可望擴大,但如果技術架構複雜化,如同WLAN架構,則容易直接面臨WLAN的競爭,而WLAN市場發展較久、產業較成熟,超寬頻難以與之對抗。雖然已有廠商推出超寬頻應用產品,但仍屬少數,現階段來看,超寬頻晶片市場發展前景尚不明朗。  

至於藍芽結合超寬頻後,未來是否將對WLAN造成威脅,許俊豐表示,藍芽市場比WLAN市場大,而結合超寬頻技術後,傳輸速率可高達480Mbps,主要是針對短距離無線傳輸應用,與WLAN的長距離傳輸應用不同,未來是否會對WLAN造成威脅,要視藍芽3.0規格制訂完成後才能進一步評估。  

藍芽晶片商占優勢  

藍芽採用超寬頻實體層技術的目的在於希望透過提升傳輸速率,拓展更多應用,以進入超寬頻市場。但若有超寬頻晶片廠商(無論是WiMedia聯盟或超寬頻論壇的超寬頻晶片業者)不發展藍芽+超寬頻晶片,其目標市場如消費性電子市場將會與藍芽+超寬頻應用市場重疊,未來勢必無法避免一場激戰。許俊豐則認為,雖然有些超寬頻晶片已應用於影像傳輸相關的消費性電子產品,但超寬頻技術未有統一的標準及全球性標準認證組織,難保產品可以達到互通性,而藍芽+超寬頻產品有藍芽技術聯盟的背書,該聯盟制訂出如藍芽3.0統一的標準規格,可保證藍芽+超寬頻相關產品順利進入市場。  

若是WiMedia聯盟的成員也加入發展藍芽+超寬頻晶片解決方案的行列,似乎相較於藍芽晶片廠商開發該解決方案來得困難。許俊豐與李原榮皆認為藍芽晶片廠商會比超寬頻晶片廠商進入藍芽+超寬頻晶片市場容易,許俊豐表示,若WiMedia聯盟中的超寬頻晶片廠商欲開發藍芽晶片,其困難點在於產品穩定度,畢竟藍芽晶片廠商是經過長達近十年的經驗累積,才開發出穩定、被市場所接受的產品,此外,整合藍芽基頻成為單晶片的難度相當高,顯而易見,具有藍芽單晶片技術的廠商進入藍芽+超寬頻市場較有勝算。  

台灣研發技術提升  

目前CSR藍芽晶片應用市場以耳機為主,以出貨量來看,採用CSR藍芽晶片的耳機占整體藍芽耳機市場86%,汽車電子產品占77%,筆記型電腦占75%,GSM手機占62%,PC周邊產品占56%,其他產品占58%,整體看來,CSR的出貨量市占率平均61%,穩居藍芽晶片廠商龍頭寶座。  

可見目前藍芽晶片市場幾乎是CSR與博通少數大廠的天下,未來新一代的藍芽+超寬頻市場不見得仍會由少數廠商所壟斷。Schneider表示,相信藍芽晶片市場在藍芽+超寬頻解決方案推出後將會更加競爭,此新解決方案為許多新產品類別打開大門,並增加晶片組的產量,當需求增加,想要分食市場的競爭者數量也會增加,雖然預測目前市場的領先者仍可維持競爭優勢,但是也可能加入新勢力,讓市場重新洗牌的可能性大大提升。同時,隨著台灣在藍芽產品製造及生產能力以驚人速度增長,可預見台灣廠商如智原、華邦、瑞昱等也將會在研發藍芽+超寬頻技術解決方案上扮演重要的角色。Sroka表示,未來將有愈來愈多藍芽與超寬頻晶片廠商進入藍芽+超寬頻晶片市場,預計2009~2010年該市場將會高度成長。  

藍芽+超寬頻晶片市場競爭激烈  

除了制訂藍芽+超寬頻技術規格,未來藍芽技術聯盟在此市場中將扮演不可或缺的角色。Schneider表示,未來藍芽技術聯盟將提供程序及基礎架構來協助會員建立規格,並提供會員認證及核發商標,該聯盟建立所有藍芽產品都必須通過的品質認證程序,授權會員使用藍芽技術及商標,並以規格及認證訓練研討會協助各地區的會員,在過去9個月當中,該聯盟已在台灣舉辦兩個訓練研討會,預計2006年將有更多場次。  

未來藍芽技術聯盟是否可能與超寬頻論壇合作,Schneider表示,超寬頻論壇的未來發展將由其會員決定,推出下一代藍芽結合超寬頻技術的任務不是件簡單的工作,藍芽技術聯盟必須完全專注於此,在完成此規格制定前,該聯盟將全神貫注現階段的使命。  

就目前WiMedia聯盟與超寬頻論壇之爭,Wong表示,飛思卡爾與摩托羅拉最近皆已退出超寬頻論壇,再加上藍芽技術聯盟對WiMedia聯盟的背書,在在顯現WiMedia聯盟將會勝出市場。  

未來藍芽+超寬頻晶片市場除了將面臨現有的藍芽及超寬頻晶片廠商兩路人馬短兵相接,甚至在部分應用上,還加入超寬頻論壇的會員廠商共同分食市場大餅,一場廝殺混戰將無法避免。  

(詳細圖表請見新通訊64期6月號)  

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