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芯片巨头高通诠释3G手机芯路历程


http://www.sina.com.cn 2006年10月31日 20:20 中国电子报

  -本报记者 赵霞

  3G网络已在全球逐步铺开。3Gtoday.com的统计称,截至今年9月,全球已有228个运营商在97个国家和地区部署了3G商用服务;今年7月,全球3G用户也达到了3.69亿。作为应用的载体,手机该如何迎合3G时代计算和通信融合的大趋势?手机的“芯”该如何应对3G时代引发的新的应用需求?

  近日,记者来到移动通信芯片设计巨头美国高通公司总部,采访了高通CDMA技术集团总裁桑杰·贾博士和多位技术专家,感受到手机之“芯”的演进趋势。在3G以及更远的未来,手机的“芯”将在体积越来越小的趋势下,向高速度、高集成度、低功耗、低成本、多媒体、多模多频等方向演进,成为移动通信业发展中最为基础和颇具活力的环节。

  多平台支持市场细分

  出色的芯片设计理念有利于将3G技术应用于各档次的手机,满足不同市场的应用需求。高通公司针对不同市场的不同应用需求,构建了多层次的产品体系,并将芯片产品由低端向高端分为四大类:价值平台、多媒体平台、增强型多媒体平台和融合平台。

  在交流过程中,高通的专家多次提到上述四个平台,同时介绍了针对四平台的芯片产品策略。

  其中,价值平台针对的是入门级市场。芯片厂家都在从技术层面上降低芯片成本,以求降低终端价格,促进3G手机的普及。比如印度、拉美市场以及一部分中国市场,这个市场的特征基本上以话音需求为主,也有一些数据需求。高通的QSC1100即是这一平台产品。除了单芯片解决方案外,众多厂商也在为业界提供CDMA2000和WCDMA的低端芯片组解决方案,用于支持CDMA 1xEV-DO和WCDMA市场。

  扬基集团今年8月完成的一份对印度手机销售进行的研究表明,目前,已有64%的CDMA2000手机售价不到50美元。在印度,CDMA2000的10家供应商提供了22款手机,有5家GSM供应商提供了17款手机。

  不过,扬基集团的研究进一步显示,以低于50美元的手机为目标的用户同样需要复杂的市场细分,包括能够使用增值数据服务。这涉及到除入门级市场以外的平台。

  多媒体平台满足对不同多媒体功能的基本需求,这类需求在美国市场占主体。基本上,美国市场的主流手机都在应用这类核心部件,很长时间以来,这类芯片也是日韩市场主流产品的核心内容。中国联通“世界风”采用的MSM6300芯片就是属于多媒体平台,LG950用的MSM6100芯片也是此类。今年,高通会推出支持CDMA1X的QSC6050单芯片产品。

  增强型多媒体平台更是对各种多媒体功能进行了强化,最受日韩市场的欢迎。高通在今年推出的支持CDMA1X EV-DO版本A的MSM6800A芯片产品就是这一平台。

  融合型平台是将各种高端多媒体功能集于一身的综合平台,它可以使手机拥有更多、更强大的功能,成为名副其实的个人综合终端,高通认为,这是不同平台市场的共同发展方向。高通将在今年第四季度推出支持CDMA1X EV-DO版本A和HSUPA的MSM7600芯片。

  对于以美国市场为代表的多媒体应用需求,需要芯片厂商提供对手机多媒体功能的支撑。而针对日韩市场欢迎的增强型多媒体需求,就要将芯片支撑的多媒体能力进行强化。以照相手机为例,对于入门级市场,一些芯片产品只支持有限的照相功能;对于多媒体平台市场,芯片可以支持200万像素的手机;到了增强型多媒体平台市场,需要支持400万像素的芯片;而到融合型应用的时候,就需要支持600万像素芯片的手机。

  向“移动+计算”方向迈进

  性能稳定、易于升级、向后兼容、种类丰富、价格适中是手机获得用户青睐的一部分因素。除此以外,73个国家和地区超过166家CDMA2000运营商推出的一系列应用程序也吸引了大量的用户,这些应用包括音频服务、多媒体信息服务、娱乐、信息、移动商务、一键通、定位功能和宽带互联网接入等。如今,这些手机上集成的服务,已经在日、韩以及北美市场成为发展的趋势。

  高通CDMA技术集团总裁桑杰·贾博士认为:“3G时代的手机已不再仅仅是一个通话的工具,它正在融入音频、动画、定位、视频等多媒体功能。”而与手机应用的发展相对应,在拉丁美洲、东南亚以及中国市场,笔记本电脑正变得越来越小。“有超过50多种不同型号的笔记本电脑内置了基于移动通信技术的无线上网卡。”桑杰·贾认为,这显示出一种强烈的计算与通信相结合的态势——将来的笔记本电脑很可能不是放在单独的电脑包里,而是放在口袋里随身携带。

  同样,消费类电子产品有着向无线发展的趋势。将来,iPod、相机等消费电子产品所提供的音频、图像文件都可以借助无线网络与更多的朋友分享,甚至导航功能也可以被无线网络支持。这种融合的趋势将会使得无线通信的领域向更大的范围扩展。

  在融合的趋势下,桑杰·贾认为,对于高带宽的需求会随着这些受消费者对音频、视频流的需求的增长而越来越普遍,因此,“数据带来的收入一定会有非常快的增长,3G会有很长一段时间在市场上表现优越”。而高通正通过推出诸多创新的技术和设计,给运营商带来收益。

  比如,在手机视频业务方面,高通推出了多播技术和支持FLO技术的芯片产品。据了解,今年4月,美国高通公司与三星电子有限公司在2006年美国无线通信展(CTIA)上进行了基于Media FLO技术的现场空中下载演示。这是FLO技术首次在UMTS手机上进行公开演示,它在三星的UMTS手机上展示了多频道流视频和音频内容。

  而且,就在近日,高通公司CEO保罗·雅各布访华时还表示,2007年第一季度,Verizon Wireless将与高通公司合作,在美国通过Media FLO多播网络为其用户提供实时移动视频商用服务。据了解,Verizon Wireless计划在Media FLO网络开始商用运营后,通过支持Media FLO的EV-DO手机和网络,为其用户提供移动电视服务。Verizon Wireless副总裁兼首席营销官John Stratton表示:“Media FLO将有助于我们在美国继续提供最具创意的多媒体服务。”

  单芯片缩小体积降低功耗

  手机终端的芯片设计需要基带芯片、软件、射频、ASIC和电源管理等方面的能力。早在一年前,就有厂商推出了以入门级手机市场为目标的GSM单芯片。而在CDMA领域,以缩小体积、降低功耗、减少手机开发成本为目的的单芯片解决方案在削减手机终端部件数量方面做得似乎更为彻底。这也是高通的优势所在。

  据介绍,这种单芯片解决方案的原理是在芯片上把支持相机或音视频等多媒体方面的能力整合进来,同时在基带芯片中集成射频和电源管理的功能。概括地说,单芯片就是将以往手机产品至少需要的3块芯片——基带芯片、射频芯片、功耗控制芯片都集成到一块芯片上,并增加了多媒体功能。例如,高通公司的QSC6020芯片就是在CDMA2000 1X网络中支持高达每秒153Kbps的数据传输,还支持音乐下载及其他多媒体应用。

  今年8月底,高通公司又推出了QSC1100单芯片解决方案。它将基带调制解调器、射频(RF)收发器、电源管理芯片和系统内存集成到了单一的芯片上,减少了所需的独立组件数量,降低了芯片成本,并节省了超过50%的电路板面积。该方案针对CDMA2000手机设计,除了支持可下载的和弦铃声和彩色显示屏等功能外,QSC1100还支持两倍于当前市场上CDMA2000手机的通话时间,同时采用了多种技术,能将网络容量提高1倍。

  “有好几家中国生产厂商已经对单芯片产品表现出很大的兴趣,特别是QSC1100单芯片解决方案,中国厂商将会利用单芯片解决方案生产出非常低成本的好看、实用的手机,而且,这些手机还可以向国际市场出口。”高通CDMA技术集团总裁桑杰·贾博士介绍了单芯片产品给手机性能带来的提升,“手机的待机时间可以达到800小时,连续不断的通话时间可以达到8小时之久。”据称,QSC1100的样片将于2007年下半年推出。

  在降低功耗方面,芯片巨人也有诀窍。据高通UMTS产品总监Mohit Bhushan介绍,在今年底启动65nm工艺计划之后,芯片的功能将更强大,还会比90nm时延长10%~15%的电池使用时间,芯片尺寸也将进一步缩小,从而降低芯片的成本。

  据悉,在应用之初,单芯片产品将定位在中国、印度、拉丁美洲和东南亚的新兴市场。而高通称,正在努力为第二代单芯片解决方案提供多频段和GPS功能。

  芯片处理速度迅速提升

  分析师预测,使用CDMA2000和WCDMA设备的3G CDMA用户将持续快速增长,2010年之前,预计将有近12亿用户使用3G CDMA,占全球无线用户总数的41%。分析家们称,同期使用宽带服务的用户百分比也将大幅度提高,仅CDMA 1xEV-DO一项技术的全球用户就将达到3.4亿。

  如何充分利用3G网络带来的高速传输数据的优势?这为手机IC设计提出了挑战。众多芯片厂商都在积极开发速度更快的芯片处理器,以满足无线设备对数据处理能力的要求,使终端本身的数据处理能力足够强大。

  在WCDMA方面,不仅一些通信厂商宣布成功完成了基于HSDPA技术的端对端呼叫,而且,HSUPA技术的商用化进程也取得了重要进展。在今年7月举行的日本EXPO COMM展会上,高通即完成了业界首次HSUPA呼叫测试,上行链路的数据传输速率达2.0 Mbps。

  高通UMTS产品总监Mohit Bhushan向记者介绍了WCDMA领域的新进展。他表示,高通的MSM6245、MSM6255A以及MSM6260、MSM6280将支持从入门级到高端多媒体应用的广泛市场,提供从1.2Mbps到7.2Mbps的下载速度。此外,高通MSM7200芯片组是业界首个HSUPA解决方案,已被用于测试呼叫和互操作性测试,并有多家领先的终端设备制造商基于该芯片组设计手机。

  在CDMA方面,高通具有相对垄断地位。高通高级产品总监Brian Rodrigues向记者展示了一张3G CDMA演进路线图。据介绍,1x EV-DO版本B标准的芯片组解决方案将于2007年实现商用,它可以支持极高的无线数据传输速率,将为下一代无线数据、音乐、游戏和多媒体娱乐设备的上市奠定基础。

  而终端的业务处理系统也将不仅仅基于一个CPU,而是与无线接入系统类似的多CPU系统。目前,高通已提出了将两个CPU集成到一起的“双CPU”计划。桑杰·贾称,Scorpion和双CPU解决方案将满足那些需要很强计算功能的需求。

  “全制式”将成主流

  通过芯片“叠加”的方法,手机的“芯”集成了调制解调器、微处理器、存储、定位,3G图像处理、视频、音频等功能。此外,芯片厂商还看到了一个重要的趋势,就是对多模多频手机的需求。

  高通高级产品总监Brian Rodrigues称,未来的通信市场将形成2G、2.5G以及各个3G标准并存的格局,最为现实的解决方案是以多频多模的解决方案提供丰富的3G服务。因此,未来的手机将实现“全制式”,用户甚至手持一部终端就可以通行全球。

  从3G手机的系统结构上看,多模多频也是一个关键的特点。3G系统在发展初期只可能是从小范围覆盖开始,而且,在3G系统大规模商用和大范围覆盖以后,2G和2.5G网络也将长期并存。因此,未来的3G终端需要保证在不同阶段的网络中都能正常联络、切换。CDMA2000终端产品可以向下兼容IS-95体系,但对于从GSM体制发展出的WCDMA,由于空中接口差异太大,只能以多模终端的方式实现切换和漫游。因此,技术专家们也认为,未来的3G终端必然是双模或多模的。特别是,WCDMA、CDMA2000等标准还没有形成统一的空中接口标准,要实现全球漫游和互通互联,在终端方面,不同体制之间的多模多频模式十分必要。

  手机厂商也将双模甚至多模芯片用于终端的生产。尤其在中国,早在2005年底,中国联通推出首批“世界风”手机时,三星SCH-W379、LG W810就采用了既支持CDMA2000 1X,又支持GSM/GPRS的MSM6300多媒体芯片。摩托罗拉A840、夏新CMA8301、LG KW-9200等也都是支持CDMA2000和GSM/GPRS的多模终端。

  针对中高端市场,高通公司已经推出了多款双模芯片,包括MSM6125、MSM6300、MSM6500。这些多模的芯片既支持CDMA2000网络,又支持GPRS和GSM。Brian Rodrigues表示,高通将不断地增强多模芯片的功能,计划在今年推出的MSM7600芯片不仅支持GSM、GPRS,还支持UMTS,这将是一款集成度比较高的多模芯片。同样,QSC1100芯片等也具备多频运行能力,包括450MHz、800MHz、1900MHz和2100MHz多个频段。

  不管CDMA2000 1xEV-DO、WCDMA以及基于TD-SCDMA的标准如何继续演进,3G世界应用的都将是多模多频的终端。因此,全球运营商在不同的频段采用多样的技术标准,而终端厂商也相应地推出多模多频的产品,无论是语音还是数据服务,对于用户而言,未来的3G世界将只会感觉到业务种类的差别,而不是制式上的不同。

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