不論是行動電話手機、無線區域網路設備、或是藍芽技術,靠的就是以射頻晶片取代訊號線,當無線通訊成為生活中不可或缺的重要元素時,射頻晶片將成為所有資訊及消費性電子產品的核心技術。
▲有了無線通訊,不論是咖啡館或公園,都可以是個人專屬行動辦公室
撰文 / 張志誠
英業達集團副董事長溫世仁曾在一次演講中,提到他去大陸西北旅行的經驗。在一個前不搭村後不著店的西北小村,廣場上正舉辦酬神謝戲,就在台上鑼鼓喧天之際,台下卻傳出和小村不太搭調,卻是都市人已經習慣聽到的嗶嗶聲,接著就看到一個坐在台下看戲的老伯從洗得發白的大衣口袋裡拿出行動電話手機,嘰哩咕嚕地講起話來。
開啟新生活革命
在地球的另一頭,德國的零售業龍頭Metro超商開始推出「未來超市」計畫,消費者直接利用購物車上的觸控式螢幕登錄辨識身分的證件,然後和平常一樣在店內瀏覽商品,消費者不論選取任何商品,產品項目及價格就會透過無線網路及智慧型標籤系統,直接將資料傳送到結帳櫃檯,消費者再也不需要在收銀櫃檯前大排長龍,而消費者隨時都知道自己購買多少產品,Metro的創新設計不僅讓消費者愉快購物,Metro也節省了可觀的成本開銷。
而在5月13日,全球速食店連鎖餐廳麥當勞集團也決定繼美國本土之後,在台灣與曜正科技合作,於349家麥當勞分店提供無線上網的服務,消費者只要自備無線網卡,就能夠帶著自己的筆記型電腦在麥當勞裡上網。
無線通訊的美麗新世界
讓溫世仁看了為之震撼的中國西北小村、台灣速食連鎖店的無線上網服務、以及德國的未來超市計畫,這三件看似沒有什麼關聯的事情,裡面卻蘊含著一個改變人類溝通及活動的技術,那就是無線通訊。
有了無線通訊,讓一個可能從19世紀開始就遺世獨立的西北小村,能夠跳越台灣過去50年來的電信發展,和外界有了全新的接觸;讓連鎖速食店能夠無線上網,提供消費者一個高效率的「行動辦公室」;而「未來超市」計畫則提供人們更快更便利的消費服務,讓企業經營更有效率。如果沒有無線通訊技術,這一切都將有如鏡花水月。
無線通訊晶片將成為所有數位產品的核心
「無線通訊將成為生活中不可或缺的重要元素!」資策會市場情報中心副主任潘時超表示,行動電話與無線區域網路(WLAN)已經成為日常生活中的產品,新款筆記型電腦與PDA開始內建無線通訊晶片,以及透過無線終端設備串聯電視、音響、電腦、家電以及保全系統的「數位家庭媒體中心」產品,也從今年開始成為業者逐鹿的新戰場,由此可知,不管產品外型與功能怎麼改變,無線通訊晶片將逐漸成為所有資訊及消費性電子產品的核心組件。
基頻晶片 Vs. 射頻晶片
資策會市場情報中心研究員林玉峰表示,無論是行動電話手機或是WLAN設備,所有的零組件都是為了用來收發電子訊號,或是將類比聲音轉換成電子訊號,以手機為例,其中無線通訊元件大致可分為基頻晶片(Base Band)與射頻晶片(Radio Frequency)兩種。
基頻晶片的功能是用來做為基頻編碼及解碼、聲音編碼及語音編碼等訊號處理,裡面可再分成數位訊號處理器(DSP)、類比數位轉換器(ADC/DAC)、微處理器(MCU)和記憶體等。
至於射頻晶片則是用來接收空氣中所傳來的高頻訊號,轉成系統可接收的中低頻訊號,以及將系統中的中低頻訊號,加以升頻成高頻訊號再發送出去,因此射頻晶片的元件包括控制訊號強弱的功率放大器(PA)、收發器(Transceiver)、表面聲波濾波器(SAW Filter)、多工器(Duplexer)以及合成器(Synthesizer)。
射頻晶片是無線通訊制高點
如果沒有射頻晶片來發送高頻訊號,不論是手機、WLAN設備就英雄無用武之地,「掌握射頻晶片技術就能掌握無線通訊技術,」林育峰說。
拓墣產業研究所副所長黃鋰說,就市場面來看,根據Gartner Dataquest的估計,2000年時全球無線射頻半導體元件市場約為109億美元,到了2004年,將達到176億美元,年複合成長率達15.4%。其中又以行動通訊設備所占的市場最大,市場規模達到134億美元,年複合成長率高達18.1%,遠高於區域無線通訊的5.7%。
而Reed Electronics Research和In-Stat/MDR調查顯示,2002年全球手機銷售量約為4億支,預估到2006年將成長到6.75億支,而手機的使用者每年也將穩定成長,2001年全球手機用戶為9.34億人,預計到2006年將增加到18.8億人,其複合成長率為15%。
另外根據Gartner Dataquest的估計,2001年WLAN 802.11b無線網路卡出貨量約690萬塊,預估到2004年,已出貨的無線網路卡將多達3,000萬塊。另外根據資策會電子商務應用推廣中心(FIND)的調查,台灣到2002年底,寬頻用戶數正式突破200萬戶,其中無線網路用戶占13%。
黃鋰認為,從以上的統計資料可發現,隨著技術的發展與需求的成長,無線通訊市場這塊大餅可說是愈做愈大,也因此全球主要大廠無不投入射頻晶片的研發。
台灣廠商急起直追
由於射頻牽涉到無線電波發射的頻譜、功率與頻道干擾等諸多問題,研發難度高,加上過去台灣的無線通訊研發幾乎都由軍方壟斷,因此即使現在台灣已經成為行動電話手機及WLAN設備的製造重鎮,但包括射頻晶片等關鍵零組件,幾乎都從國外進口到台灣組裝。
為確保台灣將來在無線通訊技術競技場中不缺席,國內重要的晶片研發廠商紛紛投入射頻晶片的研發。像是聯發科技從2000年下半年開始,就從工研院技術移轉2.5G無線通訊射頻晶片技術。而與聯發科技夙有瑜亮情節的威盛電子,則是與地處北歐,無線通訊技術極為發達的瑞典微電子研究機構Acreo共同合作成立無線通訊應用設計中心,進行射頻晶片的技術合作,為進一步掌握射頻技術核心,威盛更進一步在今年3月宣布併購這個無線通訊應用設計中心,以進一步強化威盛在射頻與混合信號(Mixed Signal)方面的技術開發能力。
而揚智科技也計畫在今年7月,將無線通訊晶片部門獨立為「智通電子」,一開始是以基頻及MAC晶片為開發重點,但揚智董事長吳欽智認為,開發射頻晶片終究是智通電子的戰略目標,因此也正在積極籌組射頻晶片的技術團隊。
難度遠高於數位電子晶片
在國內重量級的IC設計公司對射頻晶片躍躍欲試之際,其實早有廠商針對射頻技術的研發默默耕耘了好一段時日,例如位於新竹科學園區原友達二廠,由明基電通轉投資的「絡達科技」,便在去年成功開發出首顆GPRS/GSM手機使用的3頻RF收發器。
絡達科技總經理呂向正認為,射頻技術的研發難度,在於它不像台灣資訊廠商最擅長的數位電子晶片那麼單純,在高頻無線電波的收發過程中,外在環境對電波的穩定度與品質影響極大,使得運算的複雜度與難度比起數位訊號要高很多,如果沒有長期浸淫在射頻技術領域,根本不可能在短短幾年內開發出穩定度高的射頻晶片。
台灣的機會所在
雖然目前全球射頻收發晶片市場,多半是Connexant、Hitachi、Infineon等IDM大廠的天下,不過台灣並非沒有機會。呂向正分析說,手機的成本結構中,射頻晶片占了將近10%,在手機逐漸低價化的趨勢下,手機製造廠除了維持手機品質的穩定之外,如何有效降低成本已經是能否維持競爭力的關鍵所在,因此降低10%的成本對手機製造廠而言,會是個不小的誘因。
採用國際大廠射頻晶片的另一個問題,在於後續服務。如果有任何後續的問題,國內組裝廠與國際供應商之間的溝通曠日費時,但如能採用台灣廠商所研發的射頻晶片,廠商間的溝通聯繫與後續服務將不成問題。
人才培養首重長期經驗累積
不過談到射頻技術的人才培養,呂向正也不免憂心。由於射頻技術的研發需要靠長期經驗的累積,沒有個10年、8年,不太可能培養出獨當一面的射頻研發工程師,但台灣和歐美研發工程人員的生涯規劃大不相同,不像歐美國家資深工程師備受尊重,在台灣如果研發工程師做了10年還是工程師,「沒出息」、「不長進」等負面社會壓力就隨之而來,使得台灣研發工程師往往在經驗最豐富的階段轉任管理職,造成研發經驗的中斷。
潘時超認為,無庸置疑的,無線通訊將是未來的主流趨勢,而掌握射頻晶片技術是台灣掌握無線通訊制高點的機會所在,這會是一場長期的競賽,因此他建議有心朝射頻技術發展的人,應該從在學時就開始修習無線通訊的課程,才有機會贏在起跑點。
- Dec 10 Fri 2004 18:54
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