電源管理IC 智慧手機 智慧型手機 Smart Phone 音訊IC 觸控螢幕

受惠市場回溫 手機關鍵元件雨露均霑

2010-09-24
觸控螢幕逐漸成為手機標準配備開始,以及消費者對手機音訊品質的不斷要求,促使觸控控制與音訊IC廠商持續研發新產品以為因應,而手機功能的多元化發展,一再考驗電源管理IC的效能,讓FPGA伺機搶進手機電源管理晶片市場。
走過2009年的金融風暴,2010年手機市場已逐漸復甦,從2009年下半年開始,手機品牌商紛紛調高對2010年的銷售預估。2009年底多數研究機構預估2010年全球品牌手機出貨量成長率可望提高至12%,達十三億二千九百萬支,而智慧型手機(Smart Phone)於2010年上半年在Android與蘋果(Apple)iOS產品線的光環下,達成兩億三千五百萬支出貨量的目標。

2010年第一季全球智慧型手機出貨量為兩億九千一百萬支,第二季全球手機出貨量將攀升至三億零九百萬支,較2009年同期成長11%。從2010年第一季全球手機市占率數據分析,諾基亞(Nokia)仍以突破一億支的出貨量穩坐龍頭(表1),三星(Samsung)與樂金(LG)則分別以六千四百三十萬支及兩千七百一十萬支分踞二、三位。前五強的版圖中,唯一的改變是黑莓機(BlackBerry)手機製造商RIM,其出貨量超越索尼愛立信(Sony Ericsson),成為全球手機品牌第四強。排名第六的蘋果2010年第一季以八百八十萬支的銷售量超越主要與歐美電信業者合作推出客製化機種的中興電子,而摩托羅拉(Motorola)則由於出貨量滑落至八百五十萬支,使其全球市占率排名降至第八。

無論手機製造商市占率如何變化,都可發現手機市場規模仍持續向上攀升,為鞏固既有的地位,手機廠商也推出具備更多元功能的手機產品,如強調更直覺的人機介面、音樂播放效果更好、音質更優異等,因此也造就手機關鍵元件,包括電源管理、觸控控制IC與音訊編解碼IC有更進一步的發展。

提升整合度/彈性 FPGA搶進手機電源管理

由於功能型手機與智慧型手機的功能越來越多,對電源管理晶片的要求也越來越高,過去基於成本的考量,現場可編程閘陣列(FPGA)應用於手機電源管理的機會較小,然而隨著FPGA技術不斷的演進,挾其高整合度與設計彈性,再加上續降的成本優勢,目前FPGA已成功進駐手機電源管理市場。

圖1 萊迪思產品行銷經理Shyam Chandra表示,電源序列經常須改變在電路板的調適為電源管理IC一大挑戰。
專注於電源管理IC市場開拓的萊迪思(Lattice)產品行銷經理Shyam Chandra(圖1)表示,手機的功能持續增加,電源管理IC除須提升效能外,也須提高整合度,以進一步降低成本。此外,多功能手機的電路設計更複雜,並提高手機元件包括中央處理器(CPU)、特定應用積體電路(ASIC)與FPGA的使用程度,在在增加電源管理IC的要求。

然而,傳統的電源管理解決方案使用多個來自不同供應商的單功能電源管理IC組成的電源管理架構,工程師必須設計電源管理電路的布局,並透過接線連接這些小型單功能的IC。Chandra強調,這種解決方案彈性不佳、昂貴且不準確。如手機新品不斷推出,為配合新的手機設計,電源管理IC也須重新設計,若須更改電源管理的設計更得重新旋轉印刷電路板(PCB),甚至採用新的電源IC。一旦利用FPGA架構的電源管理IC,其結合類比、數位技術和多種電源管理功能,可降低成本,提供設計靈活性、電路板的可靠性、更高的精準度且可降低風險,憑藉這些優勢,FPGA遂成功進軍手機電源管理市場。

2003年萊迪思推出第一個電源管理產品,透過結合該公司的可編程模擬與複雜型可編程邏輯裝置(CPLD)的技術,提供低成本且高彈性的FPGA架構的電源管理晶片,並支援常見的電源管理功能。Chandra指出,Power Manager II產品承襲第一代產品的低成本特色,更提升其精密度、可靠性與故障檢測能力,該公司也推出相對應的設計工具與軟體,讓客戶可以更快導入FPGA電源管理IC於其產品中。

觸控螢幕已成標準配備 控制IC水漲船高

圖2 愛特梅爾觸控技術部門產品行銷經理Helen Francis認為,手機螢幕尺寸逐漸增大也使導航功能更方便使用。
由於觸控螢幕可讓手機設計人員以較大的顯示器做設計,且不會影響整體尺寸,不但有助於閱讀內容,如網頁瀏覽,對於內容創建,如使用虛擬鍵盤介面撰寫電子郵件,也相當有幫助,因此,2009年有大量的多點觸控智慧型手機上市。愛特梅爾(Atmel)觸控技術部門產品行銷經理Helen Francis(圖2)表示,過去1年中,觸控螢幕在手機中的使用率已超出業界預測。2010年,預計有三分之二的智慧型手機使用觸控螢幕,而採用觸控螢幕的功能型手機(Feature Phone)約為五分之一,估計未來12個月內觸控螢幕將會繼續快速滲透市場,使上述數字進一步顯著增長。

無論在入門級還是高階智慧型手機市場,觸控螢幕將是智慧型手機的基本需求。不過,針對近期手機廠商欲推出百元美元以下的智慧型手機,觸控螢幕是否也有機會進駐,創造更多市場商機?Francis認為,觸控螢幕已逐漸成為手機產品的標準配備,無論電阻與電容式等觸控技術皆有機會,不過電容式觸控技術將更受消費者青睞,預期2010年電容式觸控產品的出貨量將超越電阻式觸控產品。

雖然電阻式觸控技術較早被智慧型手機所採用,加上電容式觸控技術成本仍較高,Francis表示,在成本較低的設備中使用電容式觸控技術的確存在著系統層面的設計挑戰,其中以成本較低的AC VCOM液晶顯示器(LCD)所帶來的雜訊為主要問題。然而,經由使用雜訊抑制技術,以及成本較低的電容式觸控螢幕元件,成本已不是問題。

此外,藉由創新觸控控制IC和新型單層觸控螢幕設計,已使市場上出現成本較低的電容式觸控螢幕解決方案,可讓更多的功能型手機設計人員從電阻式觸控技術轉向多點觸控電容式技術。

多重並行使用需求驅動 音訊IC更上層樓

圖3 歐勝音訊中樞產品總監Ron Schaeffer指出,該公司也推出支援各種處理器的電源管理解決方案。
由於製造商要求手機功耗續降,同時也希望增加更多多重並行使用的功能,以往採用的整合音訊功能已不符所需。歐勝(Wolfson)音訊中樞產品總監Ron Schaeffer(圖3)表示,所謂的多重並行使用即如消費者可以在手機上聆聽音樂和接收導航指令的同時,透過藍牙耳機進行免持聽筒通話。為滿足消費者需求,歐勝也推出音訊中樞解決方案,融合該公司音訊元件,以更低的整體成本提供較佳的音訊效能,並強化電池壽命,且手機也可擁有更長播放時間及更多終端使用者功能,近期歐勝已獲得來自三星與樂金高階手機的訂單。

另外,消費者對於手機外接耳機的音訊品質也越來越重視,Schaeffer指出,歐勝已開發結合該公司myZone主動噪音消除(ANC)技術的大眾市場噪音消除立體音響耳機參考方案,並已搭載於諾基亞BH-905藍牙立體音響耳機中。

從上述可知,為提供手機廠商更多元的功能與更精準的市場區隔,手機關鍵元件廠商無不卯足全力研發新產品,以在龐大的手機市場中,取得更不易撼動的地位。

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