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移动电视下的新兴产物硅调节器

发布时间:2020-06-30 19:57:36 阅读: 来源:憎水岩棉板厂家

为了迎接移动接收的到来,硅调谐器也逐渐兴起,根据各大研调机构预测以及笔者市场搜寻,至2009年硅调谐器应用的量至少在1.1亿以上,若以移动电视调谐器来看,2006~2010年CAGR为75.6%。 前言早期人类在开车时大多只有音乐相伴(例如:FM、AMRadio),随着科技的日新月异,现今人类在开车时不仅可以通过移动电视的技术接收数字电视收看,甚至在往后几年内,手机电视世界也将被实现,然而手机电视的收视功能跟过去WLAN、GSM、甚至是蓝牙不一样,手机电视是以宽频信号收进手机中,再通过调谐器选择想要的频道,实际上的运作比一般的RFtransceiver复杂,甚至需要SAW来做镜相滤波,但电子产品轻薄短小的趋势,却无法容忍装有铁壳如此大体积的Can调谐器。 因此为因应移动接收的到来,硅调谐器也逐渐兴起,根据各大调研机构预测以及笔者市场搜寻,至2009年硅调谐器应用的量至少在1.1亿以上,若以移动电视调谐器来看,2006~2010年CAGR为75.6%。以下就硅调谐器做整体市场预测与技术分析。 ReplaceCAN调谐器的硅调谐器

图1 硅调节器取代性传统的用铁壳兜离散元件以及调整线圈来作收视微调的称为Can调谐器,Can调谐器的历史相当久远,从早期CRT无线模拟电视开始,即是整个Can调谐器的历史,此产品领导厂商就是Philips跟Sharp。但是Can调谐器合计主自源元件将近130个,金属铁壳以及PCB板都是硬件成本负担,现在一般均由中国厂商进行代工,台湾地区市场产量最多的即是冈大以及奇景,仅少部分高单价小体积的微型Can调谐器,但需要4到6周的供应链时间,因此硅调谐器的出现解决相当多的问题,下面6个要点说明为何硅调谐器能够取代长达30年的Can调谐器技术: 整合度 硅调谐器是将整个原来Can调谐器电路集成化,但由于有太多被动元件所组成,目前一个硅调谐器大约可以将震荡源、Mixer、Filter、部分电阻电容整合,约可较一般Can调谐器节省8成的面积。 Multi-调谐器 目前数字电视常常强调子母画面(PiP,PoP),但若两个频道其频段不一样的时候,硅调谐器可以用堆叠的方式并成一颗。 可靠度 传统的Can调谐器不耐摔,更容易随着时间元件结构性老化,但硅调谐器为IC结构并没有这一问题。 供应效率从以前就一直困扰整个电视机厂商的供应链,每一个Can调谐器都需要人工调教,往往传统电视机的供应链在制造与出货时,瓶颈一直都卡在Can上,硅调谐器可以解决此一问题。体积 硅调谐器将近是一般Can调谐器的十分之一,即使近期出的微型2CCCan调谐器,硅体积仍较小。 产品路线图 整个产品线的Roadmap一直朝向硅走,以前NB内建TVModule都是用Can,但目前许多TVModule已经用硅,例如圆刚采用Xceieve的硅Solution,而目前DVB-H调谐器几乎都是采用硅,未来PocketTV也会渐渐用硅调谐器,现在连STB也逐渐采用硅调谐器。 硅调谐器主要市场

图2 USB Dongle 目前用在硅调谐器最广泛的市场是在USBDongle,根据笔者统计,整体2006年USBDongle市场在450万颗,加计消费性NB内建模组,总计NB相关市场在1100万颗的量,上图即为整个USBDongle的拆解图,一般硅调谐器搭配一颗解调器,左下角一颗小型的X’TAL。 目前台湾地区厂商的解决方案搭配不外乎用Microtune以及宽达的调谐器搭配咏发、Zarlink以及瑞昱的解调已经有整合USB2.0Phy版本,整体报价在3~4美元左右。 目前USBDongle因为受中国大陆以及台湾地区激烈竞争,整体市场报价甚者已到20美元,台湾DTVDongle领导厂商如宏想、富诚、微星、东雅电、广实、中国,如Malata以及新科都有其产品。 (图3)Philips公布最新的DVB-H解决方案,主要是应用在手机看电视上,名为BGT215,该装置适用SiP方式将调谐器以及解码器合在一起,体积约771.2mm3相当小,非常适合用在电视手机当中,尤其调谐器的功耗在150mW,以0.25微米BiCMOS制造、DieSize在5mm2,也就是每片Wafer可以切1570颗Die,若以Waferprice1200美元,其成本大概在0.75美元左右。

图3 NXP DVB-H解决方案整体而言,由于DVB-H其调谐器的难度不如DVB-T,因此困难的地方会是在DVB-H的解调性能,因此厂商预切入电视手机领域,调谐器与解调缺一不可,这也是为什么NXP、Siano、TI、Freescale都是同是拥有两种产品的原因。 硅调谐器架构解析 若要谈硅调谐器,Microtune可以说是该产业的代表,Microtune是目前在市场有量产DVB-H产品的公司,在2005年DVB-C领域市占率达34%,Cable产品占公司营收将近60%,Microtune到现在还是处于亏损的状态,但是股价仍维持在5~6美元,可以想见市场对Microtune的认同度与期待。 Microtune有产品主要专注在STB市场以及PCTV市场,其接收频率范围从48MHz到860MHz,3.3Vinput,(图4)为Microtune主力产品的电路图。

图4 MT2060构架图任何调谐器技术主要的关键是在于如何通过升频与降频的方式,将频道附近的杂讯以及不想要的邻近频道,用表面滤波器滤除。以为例,在天线接收之后经LNA放大,并收集信号进行升频,同时藉由Mixer以及同步震荡源,定住想要的频率,再由内建Filter进行第一次的滤波,滤过之后再用第二Mixer以及第二震荡源同步降频,再利用一颗外挂的镜像抑制滤波器将镜像杂讯滤除,最后调整至最终标准中频,传输给解调,直接做解调变。 硅调谐器市场 根据In-Stat预测,In-Stat将收视端的元件分为调谐器及基带端: 基带端:BB端指解调器(解调变器),包含的功能区块包括:解多功分流的Demux;类比转成数字的ADC、以及处理正交分频多工调变的(OFDM),上述的各种功能已经整合成一颗解调,由于解调属于数字IC产品,跌价幅度较快,现在如DiBcom与咏发进展到0.13微米混讯制程,DiBcom预计明年90奈米产品会开始量产DVB-H的解调,In-Stat估计2010年产值可以到2亿5000万美元,2006~2010年CAGR为50.2%; 射频端RF指硅调谐器端整体的2006~2010年CAGR为75.6%,整体产值到2010年约2亿4000万美元,整体市场的量约1亿颗。 整体而言,硅调谐器可以分为五个主力市场: 汽车 汽车的市场最难切入,除了传统半导体厂商(Freescale、Philips、Renesas)靠着长年关系可以有接触之外,单纯的Fabless厂商很难有施力点,由于汽车需考量高速移动性的性能,好的汽车需要两根以上的天线做Diversity的Comparison。但是在考量效能情形下,硅调谐器要取代传统Can,短期内较难显现。 手机 手机因为考量到体积与成本的问题,DVB-H的元件很多在这里都是用SiP方式做进手机中,且考量到蓝牙、3G、WiFi干扰问题,因此手机仍有一定的门槛。 PC NB领域是目前量最大的市场,但是当初为了推晋NB内建模组,当时的解决方案都是A+D,以至于目前仍以A+D方案为主流。 DTVDongle Dongle市场是所有应用端中最早转用硅调谐器的产品,2000年初台湾有几款MiniCan的Dongle,但8CCMiniCan价格不低(5~6美元),直到2004年硅调谐器才广泛用在DTVDongle。 STB&DTV 市场预估STB市场会是明年硅调谐器开始兴盛的一年,现在有很多STB随着LCDTV推出,也日益轻薄短小,如东硕推出的壁挂式STB,体积仅如手掌大。此外,LCDTV内建DTV调谐器,也开始成为必备功能。 根据笔者资料整理与估计,应用在便携设备的DTV至2009年就有4000万台,2005~2009年CAGR就有151%,在NB端包含Dongle以及内建电视模组,其中2006年NB约650万台内建电视模组,其余Dongle约占400~450万台,随着消费性NB突破整体NB五成以及DTV普及率攀升,加计NB每年两成增加下,2009年约有4000万台的DTV需求,2005~2009年CAGR就有65%。 此外,STB内建硅调谐器可分成IC内嵌CAN以及板上调谐器两种市场,初期预比重为9:1,但至2009年厂商可以克服信号干扰问题后,预估可以攀升到5:5,估计09年约有33百万台内嵌硅调谐器,预计2005~2009年CAGR为78.4%。 整体而言,2009年全球约有1.13个应用单位会使用硅调谐器,调谐器的跌幅每年约10~15%,至2009年整体产值约为1亿8900万美元。 结论与建议 硅调谐器仍有独立生存的空间 以DVB-H的解决方案来看,几乎都是以SiP方式显现,主要的重点在于除了调谐器整合尚未完成以外,调谐器设身考量的问题太多,现在连板上调谐器其良率上都有困难,少了铁壳后问题会更多,何况又要整合其他无源电路以及滤波器的问题要解决。PCTV是目前硅调谐器主力市场 就目前市场而言,DTV的USBDongle市场尚未起飞即已经陷入价格战,笔者认为消费者的使用认知以及退货率高居不下,是其经销商不愿大力推广之主因,经销商不愿推广与备货,导致硅调谐器厂商出货时无法掌控,恶性循环。但是相反,NB内建TV模组倒是稳建成长,全球一年的量大约650万。NB内建模组OEM厂商首重收视稳定度与良率,一有闪失将会对NB厂商有重大退货损失,因此不轻易汰换,所以其他Fabless厂商切入此一市场有一定的难度。功耗 传统的Can调谐器功耗在400mW以内,与目前市面上的750mW~1W之硅调谐器有一段差距,若未来DVB-H要兴盛,估计解调+调谐器要压到500mW以内才会符合移动电视的经济效益,因此未来硅调谐器需要解决常务之急是在功耗上。工艺压力仍不大 调谐器早期即是用离散元件调出来的,因此与数字1C架构完全不同,即使目前有多种纯CMOS0.18微米版本的硅调谐器,因为无源电路占了整个晶圆的85%、数字电路只有15%,导致无法靠工艺有效缩减;此外离散元件还有20~30个要进行整合,为减少系统厂商成本,因此还要整合其他离散元件,以缩小PCB面积。 成本问题 价格压力仍是考虑重点,Can调谐器的价格不见得比硅高,在考量收视灵敏度以及效能后,STB或是LCDTV厂商不见得会立即有替换Can调谐器的想法,此外用在ImageRejection的表面滤波器,目前多还是外挂形式,表面滤波器单价约在0.2~0.3美元,成为离散元件中成本最高者,现在有许多厂商开始进行ImageFilter的整合工作。 综上所述,硅调谐器仍有许多好处,就如同过去RF元件在板子上有好几颗,现在却只有一个RF模式一样的历史演进,加上电子产品移动性的盛行,笔者估计未来2009年可以应用在硅调谐器约有1.13亿个单位,若有些高档NB、PCTV或STB需要不同频段的PiP、PoP功能,其每个应用单位上甚至需要两个调谐器作接收,因此实际上的数字可以估到1.13~1.4亿左右。

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