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全球瘋4G 時脈/交換器/IP傾巢出

2011-04-28
受到雲端運算的加持,行動寬頻市場的發展更如火如荼,進而促使相關業者輪番推出時脈、交換器、DSP IP與64位元多執行緒處理器IP新產品。另一方面,在雲端運算的推波助瀾下,有線技術也將改朝換代,光纖正逐步取代銅纜。
在雲端運算的助勢下,激勵行動寬頻市場的發展將更加蓬勃,長程演進計畫(LTE)儼然成為目前全球訊產業的盛事。博通(Broadcom)、IDT與Tensilica等多家廠商針對4G通訊技術推出時脈、射頻(RF)、乙太網路交換器(Switch)、數位訊號處理器矽智財(DSP IP)各式元件,以期搭上4G商機的順風車。

圖1 IDT副總裁Graham Robertson表示,4G技術、雲端運算、影像與行動裝置構築未來的行動通訊聯網世界。
而雲端運算除了刺激行動寬頻技術的蓬勃發展外,在有線技術方面,亦促使原有的銅纜(Cable)加速汰換為光纖或千兆位元乙太網路,以加快行動寬頻龐大資料量的傳輸,提供優質服務予消費者。

搶攻4G商機 業者卯足全力

針對未來4G通訊市場的需求,以記憶體技術起家的IDT,也逐漸擴展其產品線,其中時脈產品更位居龍頭地位,IDT副總裁Graham Robertson(圖1)表示,時脈對於行動裝置而言相當重要,在其他通訊裝置上扮演的角色也不可或缺,但IDT並不以此為滿足,除了時脈元件之外,行動寬頻架構如手機、基地台等,所需的重要元件還包括射頻、電源管理元件、射頻類比前端(AFE)等。為跟上未來隨處可連結的世界,IDT深知唯有更完整的產品線才能滿足客戶的需求,因此IDT也推出LTE RF、RF類比前端、電源管理等晶片產品。

圖2 右起為博通網路交換器產品線總監Edwards Doe、網路交換器產品市場行銷總監Jim McKeon
透過購併必迅(Beceem)取得4G技術的博通(Broadcom),則是瞄準行動寬頻網路為迅速存取雲端外伺服器資料所需強大的骨幹,因此推出高整合度的乙太網路交換器,博通網路交換器產品線總監Edwards Doe(圖2右)指出,新乙太網路交換器整合時脈處理器、傳輸管理晶片,可節省50%的成本,整體晶片尺寸也可減少30%。針對各國布建的固網架構技術包括微波、光纖、數位用戶迴路(DSL)、被動光纖(PON)等不同技術,博通皆有相對應的交換器晶片產品可支援,而新的乙太網路交換器產品可讓業者順利由微波或光纖骨幹升級至傳輸速率可達千兆位元的下一代乙太網路。

圖3 Tensilica技術長Chris Rowen表示,新的LTE-Advanced DSP IP產品除了高效能、低功耗特色外,還具備更高容量記憶體與縮短設計時間等優勢。
事實上,LTE僅可稱為3.9G,LTE-Advanced才是真正的4G技術,專注於數位訊號處理器矽智財的Tensilica技術長Chris Rowen(圖3)指出,除了LTE IP產品外,該公司已推出支援LTE-Advanced技術的IP產品,他並強調,即使現在LTE尚未全面商用化,但隨著行動資料的傳輸比例越來越高,電信業者勢必持續升級頻寬,因此朝LTE-Advanced演進指日可待。預期2014~2015年,即可看見LTE-Advanced產品問世,而Tensilica現階段推出的LTE-Advanced IP正好符合晶片商產品所需的研發時間。

另外,深耕網通市場的處理器IP廠商美普思(MIPS),為鞏固並強化網通市場的地位,亦推出64位元多執行緒(Multi-threaded)、多核心(Multi-core)微處理器矽智財Prodigy。美普思行銷與業務發展副總裁Art Swift(圖4)表示,由於4G技術大行其道,加上隨之而來的龐大資料流量,因此市場對於網通設備的運算要求也逐步提高,而Prodigy鎖定高階網通設備,可進一步提升網通設備的運算效能,此外,新的IP產品為全球第一顆具備同步多執行緒(SMT)特性的產品,因此基於此核心設計的處理器方案,可較其他競爭產品在較小的晶片尺寸中實現更高效能、更低功耗的表現。

圖4 美普思行銷與業務發展副總裁Art Swift表示,多執行緒為64位元IP新產品的核心特色,目前競爭對手仍未有相關的IP產品。
現階段Prodigy樣品已經完成,將於2011年9~10月問世,預計2012年3月則可大量供貨給所有客戶。由於PowerIC架構仍為網通設備主流,美普思64位元產品是否可迅速獲市場青睞,對此,Swift指出,美普思架構的處理器普及率在網通設備市場中逐步攀升,可證明美普思的IP產品已獲許多業者青睞,而新的64位元產品,正好符合對於網通設備處理速度提升的趨勢,美普思擁有64位元處理器IP架構已逾10年,看準目前市場需求,順勢推出新產品,預計1~2年後,包含電信與網通設備產品將可全面汰換為64位元微處理器。

在台灣市場方面,美普思首先將鎖定網通設備原始設計製造商(ODM)與原始設備製造商(OEM),再進一步與台灣電信業者洽談,以期可擴大新產品的市場範圍。

英特矽爾(Intersil)對於4G技術的市場也發展相當關注,該公司總裁暨執行長Dave Bell(圖5)表示,未來驅動全球半導體產業變革的四大因素包括智慧型手機、3G/4G通訊技術的向前推進、大型資料中心的建置與聯網功能無遠弗屆,這些因素除了促進半導體技術的持續精進外,也須倚賴半導體技術才能達成。

圖5 英特矽爾總裁暨執行長Dave Bell表示,全球FaceBook使用者已超過五千萬,延伸出來的行動寬頻等商機,是該公司未來鎖定的重點。
針對上述幾項大改變,英特矽爾也推出相對應的產品,以因應市場需求,在智慧型手機方面,手機的功能不斷增加,所需的關鍵零組件也相對提高(圖6),Bell表示,英特矽爾亦有一系列電源管理晶片、放大器等產品,在3G/4G基礎架構中,英特矽爾推出具備高頻寬通道數的類比數位轉換器(ADC)與電源管理晶片等。

近期社交網路如Facebook、Twitter的大行其道,加速消費者對提升行動寬頻通訊傳輸速率的要求外,龐大的行動網路資料量也衍生資料中心須不斷擴大儲存容量的問題,而資料中心的電力消耗也將成為業者關注的焦點,此時英特矽爾的電源產品將可協助廠商一臂之力。

Bell強調,英特矽爾專注於高效能類比暨電源管理半導體研發,產品市場範疇涵蓋運算、工業、電信與消費性電子,對於即將爆炸性成長的4G領域,無論是4G何種應用產品,英特矽爾皆有可對應的解決方案。

圖6 隨著整合的功能越多,手機內建的元件也越來越多。

雲端運算驅動 加速銅纜邁向光纖網路

隨著雲端運算應用逐漸增加,影像傳輸量不斷提升,甚至高畫質(HD)、3D影像傳輸也將成為資料傳輸的主流,因此更高的傳輸需求亦隨之增加,由於現階段的銅纜已無法支援更高的傳輸速率,因而促使光纖的重要性與日俱增。

圖7 Altera IC工程副總裁Bradley Howe表示,從英特爾與蘋果力推Thunderbolt傳輸技術亦可證明,光纖技術已逐漸受到重視。
深耕網通領域FPGA研發的Altera,看準未來光纖將成為未來有線通訊主流,因此推出新的支援光纖FPGA產品,Altera IC工程副總裁Bradley Howe(圖7)表示,透過光纖可實現需更高傳輸速率的各種應用,涵蓋晶片對印刷電路板(PCB)、晶片對晶片、PCB對PCB間的傳輸等,甚至無線通訊網路骨幹也都可以使用光纖建構。透過光纖,除了可得到更高的傳輸速率外,長遠來看,也可以減少成本的支出。

事實上,目前光纖成本依然高昂,乙太網路仍是最便宜的技術,Howe坦言,要全面轉換為光纖技術,可能需3~5年,甚至更長的時間,因此目前光纖技術將使用於較高階的產品,舉例而言,晶片對晶片間採用的主要技術為PCI Express(PCIe),改換光纖意味著將既有的架構全面汰換,如何讓廠商更有意願轉換為光纖,關鍵在於未來更高的數據傳輸需求。

至於在無線通訊骨幹網路的部分,Altera主張光纖才是王道,相較於博通指出光纖的下一代技術將為千兆位元的乙太網路似乎有所不同,Doe強調,在不同的有線網路架構下,博通皆有產品可支援,博通所指並非光纖將被乙太網路所取代,而是將眼光放到更長遠的未來,亦即現有的成熟技術--光纖未來的進展。Howe則認為,現階段光纖的普及度仍待提升,其更下一階段的進展,若出現市場需求,Altera也會有相關發展計畫。

雲端運算著重消費者如何迅速從雲的一端存取所需的服務,除了行動寬頻技術不斷的進展外,行動寬頻技術的骨幹架構也須一併提升傳輸的速率,才能提供最佳的服務品質予消費者。

根據資料統計,未來的幾年內,傳輸速率將從10G往30G升級,以符合高資料傳輸速率的需求,但目前的銅纜在傳輸速率上已出現瓶頸,若無法往更高的資料傳輸速率演進,對業者而言,如若未將現有的10G傳輸速率往30G推進,將造成3.5倍的營收降低。再加上PCB需要至少28Gbit/s的傳輸速率,提升晶片間的溝通速度,降低資料傳輸的延遲問題,種種的因素促使具備更高傳輸速率的光纖,受到更多矚目。

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