UWB晶片業者火力全開 瞄準WUSB及藍芽 應用市場再擴大

2006-05-24
WiMedia聯盟的晶片廠商耕耘超寬頻市場多時,並在2005~2006年紛紛推出解決方案,多數解決方案支援WUSB協定。藍芽技術聯盟選擇WiMedia聯盟,對於這些業者產生鼓舞作用,其產品開發藍圖亦加入藍芽技術,預計在藍芽3.0規格制訂完成後,迅速推出藍芽+超寬頻解決方案。
WiMedia聯盟的晶片廠商耕耘超寬頻市場多時,並在2005~2006年紛紛推出解決方案,多數解決方案支援WUSB協定。藍芽技術聯盟選擇WiMedia聯盟,對於這些業者產生鼓舞作用,其產品開發藍圖亦加入藍芽技術,預計在藍芽3.0規格制訂完成後,迅速推出藍芽+超寬頻解決方案。  

超寬頻(Ultra Wide Band, UWB)是一種短距離的無線通訊傳輸方式,在10公尺以內的範圍以至少100Mbps、最高480Mbps的速率傳輸資料,其市場應用前景非常廣闊,因此UWB的標準之爭從一開始就非常激烈。曾經有二十幾個標準參與競爭,磨合與競爭的結果,只剩下WiMedia聯盟與超寬頻論壇兩陣營互相較勁。在藍芽技術聯盟選擇與WiMedia聯盟合作後,無疑是為WiMedia聯盟打了一針強心劑,而超寬頻論壇卻因此岌岌可危。  

WiMedia聯盟委員會委員Mark Bowles(圖1)表示,對未來無線通訊市場而言,藍芽技術聯盟選擇WiMedia聯盟的超寬頻技術是令人非常興奮的事,因為目前藍芽晶片出貨量平均每周超過1,000萬顆,消費者使用率相當高,而藍芽廣泛應用於手機產品,且持續與個人電腦(PC)、消費性電子及其他可攜式裝置整合,結合超寬頻技術與藍芽後,能提供消費者創新的使用模式,可透過可攜式裝置直接快速傳送內容和影音串流媒體,目前藍芽技術聯盟與WiMedia聯盟正在合作制訂藍芽3.0規格,預計在2007年底制訂完成,且隨後推出產品樣品。  

WiMedia聯盟的主要促進者包括英特爾、飛利浦、德州儀器、三星、新力、微軟、諾基亞、惠普、意法半導體、柯達、Wisair、Alereon、Staccato等廠商,其會員涵蓋超寬頻生態體系中的各個領域,包括產品測試工具、認證測試、晶片、晶片組、軟體等公司。Bowles表示,截至2006年3月,已擁有超過211家會員公司,該聯盟的目的在於消除客戶對於纜線的失望感,所以提出超寬頻技術,超寬頻無線傳輸不僅用來替代纜線,更創造新的使用者模式和產品機會,連結PC、消費性電子、行動產品,如相片印表機、媒體中心、多頻道喇叭、車內媒體中心及影像、相片及影像顯示器等,但前提是仍必須如同纜線般安全,且容易使用。  

簡單來說,WiMedia聯盟提出的超寬頻平台即一個無線電平台及多重通訊協定(Multiple Protocols),此無線電平台包含基於MB-OFDM技術的實體層(PHY)和媒體存取層(MAC),通訊協定則包括無線USB(Certified Wireless USB, WUSB)、藍芽(Bluetooth)、無線1394(Wireless 1394)、無線IP(WiNet)等(圖2)。  

超寬頻支援WUSB協定  

除了藍芽,WUSB是目前大部分WiMedia聯盟會員晶片廠商大力支持的通訊協定,透過超寬頻無線電技術將USB無線化。WUSB標準是由USB-IF制訂,該組織委員會成員包括英特爾、微軟、惠普、三星、飛利浦、恩益禧、傑爾系統等公司。Bowles表示,WUSB只支援WiMedia聯盟開發的共通無線電平台,WUSB的認證、相容性測試及核發標識(Logo)由USB-IF組織執行,WiMedia聯盟將提供測試工具予USB-IF,測試PHY與MAC,此外,並進行WiMedia符合性測試,目前已有六家晶片業者參與產品互通性測試。  

USB擁有極龐大的實線用量,目前連接埠出貨量已超過25億個,年複合成長率(CAGR)平均約25%。Bowles表示,過去大部分的USB連接埠應用於PC傳統介面,如今正快速進入通訊及消費性電子市場,預計2006~2009年USB連接埠的主要成長是來自於通訊及消費性電子市場。因此,WUSB有希望藉由USB的提攜,快速進入市場。  

WUSB與飛思卡爾超寬頻技術中的CableFree USB不同,Staccato亞太區業務副總裁Hugh Cree(圖3)表示,WUSB具高度電源效益,僅次於有線高速USB2.0,其與高速USB 2.0相容,傳輸速度高達480Mbps,但CableFree USB僅能支援USB 2.0的四分之一速度。  

超寬頻市場起飛  

超寬頻應用市場相當大,備受看好的應用包括PC、筆記型電腦、PDA、手持式電腦、手機、印表機、掃描器、可攜式多媒體播放器、硬碟、數位相機、網路攝影機、數位電視、投影機、進階機上盒、個人錄影機、DVD錄放影機等。Alereon亞太區業務副總裁Yung Han(圖4)表示,透過WUSB技術,可攜式裝置將串連PC及其周邊與家用電子產品。  

超寬頻應用市場可分兩個應用階段逐步擴大,分別是WUSB應用及藍芽應用,Bowles表示,在2007年,WUSB市場將穩定成長,預期在2008年進入成長高峰期,並帶動市場快速接納藍芽3.0,尤其是多媒體手機市場,而稍後,低階手機也可能採用藍芽3.0。Cree則表示,2006~2007年,Staccato將鎖定PC周邊、外接式硬碟、CD/DVD燒錄器、印表機、MP3播放器、可攜式多媒體播放器、數位相機等商品。預期2006年底超寬頻市場將開始起飛,而在2007年WUSB將成為主流產品。  

超寬頻晶片業者動作頻頻  

WUSB的標準已經制定完成,且已有多家晶片業者推出解決方案,目前有些OEM正打算採用WUSB解決方案,預計在2006年第三季前,將會有一些WUSB晶片廠商開始出貨,2006下半年便能在市面上看到WUSB產品,WUSB也將驅動超寬頻市場成長。  

Staccato主張提供「單晶片、全CMOS製程」解決方案,單晶片的好處是以更高的整合度來實現相同功能,有助於精省電路面積與複雜性,相較SiGe或BiCMOS製程,全CMOS製程則可以更省電、更省成本,此主張的具體晶片即是Staccato的Ripcord SiP(System in Package),不僅具有超寬頻功能,同時也融入WUSB功能。Cree表示,Ripcord單晶片小尺寸、省電、低廉(每顆低於10美元),目前已提供晶片樣品,預計在2006年第四季量產,另外該公司與許多廠商合作,可促使其解決方案快速上市。同時,由協力廠商提供設計服務、超寬頻相關晶片、測試設備、測試服務,並積極與晶片公司及系統平台廠商合作。  

Bowles也是Staccato的創立者之一、並身為該公司業務發展暨企業行銷副總裁,他表示,Staccato的無線電平台架構能夠支援WUSB、無線IP與藍芽,Staccato發展支援藍芽和WUSB的解決方案之步驟如下:  

.首先,將既有的藍芽2.4GHz頻段解決方案與Staccato基於WUSB的Ripcord解決方案,整合在一個針對PC應用的單一MiniCard和USB隨身碟(Dongle)參考設計。  

.接著,將藍芽技術聯盟制訂完成的藍芽3.0應用類別軟體整合至Staccato的Ripcord解決方案,此時,Ripcord解決方案能夠同時支援藍芽3.0和WUSB。  

.最後,整合藍芽規格要求的所有新晶片架構,至Staccato現有的單晶片、全CMOS的Ripcord解決方案,主要是2.4GHz無線電的整合。  

Bowles進一步表示,Staccato正推出WUSB晶片樣品,預計不久後將有客戶採用,屆時,該公司將會提供MiniCard參考設計提供客戶整合WUSB與2.4GHz藍芽產品,未來,由於Staccato能在同一晶片解決方案上同時支援WUSB及藍芽3.0,市場上將出現大量支援兩通訊協定的產品,且預計在2008年初,藍芽3.0解決方案將大量湧現,屆時這些解決方案中,採用WUSB晶片的情形將相當普遍。  

另一家業者Alereon是採行晶片組作法,不同於非Staccato的單晶片,而與Staccato相同的是不僅提供超寬頻亦支援WUSB。  

Alereon的超寬頻晶片組由3顆晶片所組成,即AL4100的SiGe射頻AFE(類比前端電路)、AL4200的超寬頻BBP(基頻處理器),以及AL4300的WUSB MAC。另外,Alereon也提供AL4500-SDK軟體開發套件及AL4401-EVB(Evaluation Board)的超寬頻開發平台(開發評估用電路板)。Han表示,該公司針對可攜式裝置提出完整的WUSB解決方案,該方案內容包含軟體驅動程式至天線,致力於提供包括PHY、MAC、軟體、天線及參考設計的完整解決方案,並與主機MAC(Host MAC)晶片廠商及模組製造商合作,可提供PHY結合其他廠商的主機MAC成解決方案,兼具彈性,並能提供全方案予WUSB裝置。  

威廣半導體(WiQuest Communications)亞太區營運經理暨顧客業務拓展處長畢德剛(Doug Pierce)(圖5)表示,該公司已開始出貨WUSB解決方案,包括開發套件、參考設計及晶片組,這些產品在零組件市場和嵌入式個人電腦市場上的潛力無窮,這也是現今WiQuest備受矚目的原因。  

TZero技術長Rajeev Krishnamoorthy(圖6)表示,該公司鎖定與影音串流相關的消費性電子產品市場,推出全CMOS製程的天線、射頻、基頻(PHY及MAC)及軟體,並提供參考設計及開發套件,晶片組已開發完成,預計在2006年7月進入量產。  

台灣在超寬頻開發上雖然起步較晚,但在政府支持下,成立超寬頻基頻晶片計畫專案,由中山科學研究院執行,推廣台灣超寬頻產業。中山科學研究院超寬頻基頻晶片計畫專案經理莊郁民(圖7)表示,該計畫目標是在2006年底前,根據MB-OFDM PHY規範,完成基頻系統模擬平台的開發及基頻核心IP的開發與驗證,並以0.13微米CMOS製程,完成至少200Mbps之基頻,此外,在台灣新世代無線通訊產業研發聯盟(3G CLUB))底下成立超寬頻技術聯盟(UWB SIG),協助國內業界開發WUSB IP,在2006~2007年,主要目標是與國際領導廠商合作開發90奈米CMOS製程矽智財。  

目前超寬頻技術聯盟由英特爾、德州儀器、瑞昱、凌陽、智原、威盛、明碁、遠東等廠商,中山科學研究院、工研院、資策會等法人組織,以及清華大學、成功大學等學術單位共同成立。中山科學研究院並與智原、成立W-USB研發聯盟,共同開發WUSB矽智財與應用系統晶片。  

國內唯一超寬頻晶片業者瑞昱,也開發出WiMedia聯盟超寬頻技術1.1版本的PHY及1.0版本的MAC-PHY介面,其使用CMOS製程,傳速可至480Mbps,且外部零件僅需20顆以下。  

CMOS與SiGe製程戰開打  

值得注意的是CMOS與SiGe製程技術的競爭,目前多數解決方案採用CMOS製程。Cree表示,全CMOS、單晶片解決方案極具競爭優勢,可以提供較佳的價格、功耗、及尺寸,以2005年藍芽及無線區域網路晶片市場來看,具領導地位的廠商如CSR、博通、英特爾等(圖8)皆是提供全CMOS、單晶片解決方案。  

SiGe製程的支持者Han則表示,藍芽技術聯盟先前宣告新一代的藍芽+超寬頻標準將採用6GHz以上的頻段,然而CMOS射頻/基頻單晶片無法在6GHz以上的頻段執行,因此採用SiGe射頻技術的晶片廠商將具有優勢。  

WUSB將超寬頻向前推進  

除了美國已制訂法規規範超寬頻頻譜外,包括日本、韓國、歐洲等地皆積極制訂相關法令,而香港、新加坡、澳洲、紐西蘭等則正在試運超寬頻,顯然超寬頻在全球許多地區皆有進展。Bowles表示,對於拓展藍芽+超寬頻市場,沒有真正的瓶頸存在,只是需要時間發展,最終的藍芽3.0規格將在2007年底制訂完成,由於Staccato廣泛涉入藍芽3.0,服務於WiMedia聯盟董事會、市場需求文件(Marketing Requirements Document, FRD)及不同的無線電平台委員會,因此可以協助、加速藍芽3.0規格的擬定,從市場面來看,該公司也會積極協助客戶的藍芽3.0產品盡快上市。  

藍芽技術聯盟的公告顯示,WiMedia聯盟技術平台不僅可支援PC和家庭音/視訊(A/V)應用,且支援行動市場。畢德剛表示,早在2004~2005年初期,WiMedia聯盟的超寬頻和WUSB規格便制訂完成,在2003年底,該草案的初稿完成時,該公司便知道物理層規格,而藍芽3.0需要兩年以上的時間完成規格制訂,預計在2007年底完成,然後進入市場,因此基於WiMedia聯盟標準架構的WUSB解決方案將先在2006年推出,表示WUSB解決方案將比藍芽+超寬頻解決方案提前兩年上市,因此在手機應用上,藍芽結合超寬頻的功能面世前,會先見到WUSB功能。  

另外,莊郁民表示,未來超寬頻可與WiMAX技術結合,解決WiMAX在穿透力上的問題。  

超寬頻論壇終止可能性提升  

WiMedia聯盟超寬頻技術將正式進入市場,而超寬頻論壇未來是否邁向終點,頗值得關注。Bowles表示,超寬頻論壇的出現是因為飛思卡爾需要該論壇推廣其超寬頻晶片解決方案,至今沒有其他晶片業者推出DS-UWB解決方案,因此相信該論壇將會結束。畢德剛也表示,一直以來不斷出現對超寬頻論壇深具威脅的警訊,直至藍芽技術聯盟的宣告,將促使此業界中的大多數人了解到超寬頻論壇即將解散的可能性,唯有少數業者仍不願正面回應,因其開發的產品將在2006年上市,但可預料,新產品一推出即將成為絕響的可能性已大大提升。  

(詳細圖表請見新通訊64期6月號)  

 

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