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蓝芽的下一步
 

【作者: 資策會(MIC)分析師謝珮凌】2006年06月06日 星期二

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导论

2005年Bluetooth芯片出货量较2004年大幅成长82%,主因为MP3音乐、行动数据及计算机数据传输等三项应用需求所推升。在PC/NB之应用方面,由于软件VoIP之语音传输模式日益普及,也间接带动个人计算机市场之Bluetooth销售;此外,在汽车之应用市场方面,透过Bluetooth移动电话搭配GPS的应用模式,使得全球三大汽车厂商逐渐导入汽车自动故障诊断及电子导航系统,蓝芽运用未来市场可期。


导论


另一方面,蓝芽技术联盟(Bluetooth Special Interest Group, SIG)已宣布纳入WiMedia Alliance的MB-OFDM UWB (多频带OFDM超宽带) 技术,预计在2007年第二季推出Bluetooth 与UWB方案整合芯片组原型,因此,本篇将以全球前三大Bluetooth芯片厂商CSR、Broadcom与Infineon之产品发展策略及蓝芽整合UWB技术两方面来探讨蓝芽未来发展。

全球Bluetooth芯片市场发展现况

市场规模



《图一 全球Bluetooth芯片市场规模》
《图一 全球Bluetooth芯片市场规模》

<注:数据源:资策会MIC;2006年5月>


在区域市场方面,欧洲Bluetooth移动电话的普及率为全球之冠,在2005年欧洲所售出的移动电话,约有40%配备Bluetooth。而在美国市场方面,由于北美行动通讯服务公司Cingular Wireless已搭售Bluetooth移动电话,未来美国的移动电话服务商也将提供相关服务,并搭配Bluetooth耳机进营销售。


应用产品

Mobile Handheld

自2005年起,Bluetooth内建移动电话的比例有逐年上升的趋势,在需求方面,3G时代的来临、MP3音乐及行动数据传输应用需求推升;而在汽车应用方面,新兴Bluetooth移动电话具备汽车用电子导航与汽车自动故障诊断功能。在供给面,Bluetooth SIG推出 EDR (Enhanced Data Rate)版本将传输速率提高至3Mbps,其次,芯片价格走低,也带动移动电话内建Bluetooth比例增加,使得行动通讯装置成为Bluetooth芯片最大之应用领域。


PC

自2005年随着EDR+V2.0版的推出,因Data rate的提升,刺激了NB内建Bluetooth的需求。目前包括HP、IBM及Dell等NB大厂,其2005年推出之新机种均已内建Bluetooth。


CE

在消费性电子方面,Bluetooth芯片的应用,包括了耳机、MP3音乐播放器、遥控车、游戏机等。目前Bluetooth耳机走入立体声音效的应用,因此,具备无线立体声耳机、立体声移动电话免持听筒、DVD 视听(A/V)设备、个人音响、电视与PDA等,将带动个人无线局域网络的热潮。


应用产品趋势

目前Bluetooth产品主要应用在语音及音频市场,其中以移动电话相关产品占最多,预估在2004~2008全球Bluetooth芯片产品中,Mobile Phone 与 Mono Headset的Bluetooth应用约占七至八成,其他如应用在 Notebook、USB Dongle 等产品销售量的表现亦较2004年成长许多。由于Bluetooth支持移动电话间数据传输以及免手持功能,未来移动电话对于Bluetooth芯片需求的发展对Bluetooth整体巿场仍具有关键性的影响,亦带动相关产品的成长。另外,在消费性电子方面,由于传输速率上的限制,Bluetooth应用在Digital Cameras并不普及,有较明显成长的产品则为:MP3、Stereo Headsets及 Games。


未来可携式产品将成为Bluetooth应用主要成长动力,包括移动电话、车用装置、PDA、无线(立体声)耳机、可携式多媒体游戏机与无线麦克风等无线立体声耳机。笔记本电脑、键盘,加上MP3、FM广播的应用崛起,都是驱动Bluetooth在可携式产品市场成长的重要因素。


芯片厂商竞争态势

全球Bluetooth主要芯片厂商为CSR(Cambridge Silicon Radio)、Broadcom、Infineon与Philips等,其中在2005 CSR为最大领导厂商,其占有率达到59%,其次则是Broadcom、Infineon、Philips等厂商,产业集中度相当高。


《图二 2005年蓝芽芯片厂商市占率》
《图二 2005年蓝芽芯片厂商市占率》

<注:数据源:资策会MIC;2006年5月>


2005年蓝芽芯片厂商市占率


CSR蓝芽产品应用

2005年CSR的蓝芽芯片应用于各种产品,如:手机、耳机麦克风及MP3等产品,其中手机用耳机渗透率达85%、笔记本电脑为83%与手机为55%,其音频系列芯片产品已被众多系统厂商所采用,并强调其立体声功能可与WLAN共存的特性。其产品除了集中于耳机及笔记本电脑应用市场,在汽车、游戏机上的应用皆有所投入。此外,CSR近期的产品发展方向为消费性电子,如:立体声耳机等,未来CSR更朝向蓝芽芯片产品应用多元化的方向努力。


除了蓝芽芯片外,另一方面开发出支持其他单芯片无线通信标准的专门技术,如:Wi-Fi 技术(IEEE802.11),推出了UniFi两种版本,以支持802.11a/b/g标准的单芯片解决方案,以平均6~10美元的价格抢攻消费性、计算机及可携式市场。2005年推出芯片组"BlueCore5",其符合蓝芽Bluetooth V2.1规格,并预计于2006年底之前,推出的芯片组"BlueCore6"样品,其符合蓝芽Bluetooth V3.0规格。


(表一)
除了蓝芽芯片外,另一方面开发出支持其他单芯片无线通信标准的专门技术,如:Wi-Fi 技术(IEEE802.11),推出了UniFi两种版本,以支持802.11a/b/g标准的单芯片解决方案,以平均6~10美元的价格抢攻消费性、计算机及可携式市场。2005年推出芯片组"BlueCore5",其符合蓝芽Bluetooth V2.1规格,并预计于2006年底之前,推出的芯片组"BlueCore6"样品,其符合蓝芽Bluetooth V3.0规格。
表一、CSR单芯片Wi-Fi解决方案 UniFi-1 Portable UniFi-1 Consumer
版本 频率 802.11a/b/g双频
封装 5.8 x 6.4mm的CSP 8 x 8mm的BGA
产品应用 手机与其他小型可携式产品 嵌入式消费应用
Module成本 6.96美元 9.98美元
组件构造 皆整合了RF、调变器、基频与MAC

Broadcom蓝芽产品应用

Broadcom目前的产品应用有手机、计算机、鼠标、键盘、汽车、PDA与游戏机等手持式装置。其中无线鼠标与键盘的用户与日增加,因此,推出全新蓝芽芯片,供蓝芽无线键盘与鼠标所用。此外,与任天堂达成无线合作的协议,提供无线技术给任天堂下一代游戏主机系统。目前Broadcom除了在手机与PDA市场外,所推出的单芯片,由于采用ROM可进一步降低成本和缩小体积,因此赢得Motorola多款手机的采用。


Infineon蓝芽产品应用

自2002年起,Infineon基频芯片发展重心即放在智能型移动电话、多媒体移动电话及第2.5代、第3代移动电话标准为主要对象的S-Gold系列,目前仍以移动电话市场为主,顺利成为全球移动电话应用领域主要的的蓝芽芯片供货商。


Infineon在蓝芽车用装置开发的蓝芽通讯解决方案中,主打广播、导航与多媒体系统的车用免持听筒功能,2004年与Volkswagen共同开发出一套汽车用无线电信通讯与定位信息系统平台概念,在此「基础双向无线通信组件」包括Infineon的SingleStone蓝芽应用模块、GPS全球卫星定位芯片组,以及GSM/GPRS行动通讯与因特网芯片组。


三大厂商产品发展策略比较

目标市场比较@内文:CSR的目标应用产品市场包括Mobile Phone、Automobile、PC、PDA、NB、Keyboard、Mouse及Printer。 Broadcom主要目标放在PC市场,除了不断积极开发应用在滑鼠、键盘领域外,在并购Zeevo后也推出无线立体声耳机单晶片Bluetooth解决方案。 Infineon则持续将资源投入在行动电话市场,凭借着过去在行动电话市场所打下的江山,继续耕耘,并有往汽车领域发展之意图。

(表二)
目标市场比较@内文:CSR的目标应用产品市场包括Mobile Phone、Automobile、PC、PDA、NB、Keyboard、Mouse及Printer。 Broadcom主要目标放在PC市场,除了不断积极开发应用在滑鼠、键盘领域外,在并购Zeevo后也推出无线立体声耳机单晶片Bluetooth解决方案。 Infineon则持续将资源投入在行动电话市场,凭借着过去在行动电话市场所打下的江山,继续耕耘,并有往汽车领域发展之意图。
Application CSR Broadcom Infineon
Mobile Phone Ø Ø Ø
Automobile Ø Ø Ø
PC Ø Ø Ø
PDA Ø Ø Ø
Headsets Ø Ø Ø
NB Ø Ø Ø
Keyboard Ø Ø
Mouse Ø Ø  
Printer Ø    
资料来源:资策会MIC;2006年5月

并购策略比较

CSR本身即具有基频、射频的晶片设计技术,并由于缺乏软体关键技术,是以CSR在2005年并购UbiNetics,取得生产通信协定软体技术。 Broadcom切入市场,首先透过并购Mobilink取得基频晶片设计技术,而后才取得Widcomm软体技术。 Infineon则是并购Ericsson Microelectronics取得Bluetooth射频晶片、基频晶片、多晶片模组等硬体相关产品技术,但尚未取得软体方面的设计技术。由此观之,三大厂商在关键技术的取得,均先取得硬体模组的技术,尔后透过并购、技术授权或联盟方式取得软体设计及整合相关技术。


从三大领导厂商并购/整合现况来看,CSR除了积极发展行动电话市场周边产品,也逐渐跨足手持式装置之Wi-Fi市场;Broadcom以并购方式,取得关键技术,并持续往整合行动电话平台及电脑市场为首要发展方向;Infineon则透过并购取得基础技术,并以策略联盟方式,发展汽车Bluetooth解决方案。


(表三)
表三、三大厂商并购/整合现况比较
并购/整合者 并购/整合者 取得技术 并购效益
CSR 2005 UbiNetics(并购) 取得生产通信协定软体技术 有利于Bluetooth、Wi-Fi 和UWB软体的发展
2005 Litepoint(策略联盟) 取得无线通讯技术 提供v2.0+EDR接收及发射的测试能力
2005 Clarity(并购) 取得CVC技术 技术应用于无线耳机、手机和汽车用免持系统产品
Broadcom 2000 Innovent Systems(并购) 取得RF CMOS制程技术 得Innovent Systems的BlutoniumBluetooth晶片系列产品
2002 Mobilink(并购) 取得基频晶片设计技术 进军行动电话晶片市场的跳板,为其跨入GSM系统
2003 Qualcomm(策略联盟) 利用其CDMA手机与3G系统的地位 共同推动3G手机整合Bluetooth传输的功能
2004 Zyray(并购) 取得弹性双基频晶片架构技术 取得3G WCDMA(宽频分码多工存取)产品线
2004 Widcomm(并购) 取得Bluetooth无线产品的软体解决方案 接收Bluetooth软体市场的高市占率
2005 Zeevo(并购) 取得Bluetooth无线耳机产品的半导体解决方案 进军无线耳机市场
2005 BVRP(策略联盟) 利用其Bluetooth软体解决方案连结 分享电脑与手机间的无线传输功能
Infineon 2001 DWD、Comneon(整合子公司) 整合Bluetooth与GPRS的系统开发平台 取得整合GPRS与Bluetooth功能
2002 Ericsson Microelectronics(并购) 取得Bluetooth射频晶片、基频晶片、多晶片模组等产品技术 Nokia与Sony Ericsson两家手机大厂的Bluetooth晶片供应商地位
2003 Mecel AB…等(策略联盟) 免持听筒、车辆诊断、行动上网等应用,发展车用装置所需的Bluetooth解决方案 获得Delphi(for Saab)与Siemens(for BMW)的采用
资料来源:资策会MIC;2006年5月

获得Delphi(for Saab)与Siemens(for BMW)的采用

Bluetooth SIG(Special Interest Group)于2004年3月发表Bluetooth V2.0+EDR版,在行动电话与网路电话的带动下,CSR、Broadcom与Infineon皆推出EDR规格的解决方案。


2004年CSR推出BlueCore4即符合EDR+ V2.0版规格。 2005年CSR、Broadcom已导入EDR规格Bluetooth晶片量产,CSR已推出了晶片BlueCore 5,包括BlueCore5-Multimedia、ROM与FM三款新产品,并同时推出了增强型的BlueMedia软体解决方案,预计因应2006年发布的V2.1标准,而Infineon也推出行动电话用BlueMoon Unicellular Bluetooth晶片PMB8753,支援Bluetooth2.0版本及最新的加强型数据资传输率(EDR)功能,提供更高的传输速度。


(表四)
表四、三大厂商产品规格比较
  Bluetooth V1.0 V1.1 V1.2 V2.0 EDR
CSR BlueCore 1 Ø   Ø        
BlueCore 2 Ø   Ø        
BlueCore 3          
BlueCore 4       Ø   Ø  
BlueCore 5       Ø   Ø  
Broadcom BCM2004   Ø   Ø      
BCM2035   Ø   Ø      
BCM2040   Ø   Ø      
BCM2042       Ø    
BCM2045       Ø   Ø  
Infineon PMB8761 - BlueMoon Single Cellular     Ø      
PBA31307 - SingleStone     Ø      
PMB8753 - BlueMoon UniCellular         Ø  
资料来源:资策会MIC;2006年5月

表四、三大厂商产品规格比较

蓝芽与UWB技术的整合,将使蓝芽逐渐突破传输速率上的限制,在蓝芽产品应用上除了在个​​人装置外,往后亦将进入数位家庭的领域,因此,未来在蓝芽技术可与UWB技术整合之下,可提供高速传输的应用,达到同步化的资料传输需求,同时也将使可携式装置具备高品质语音影像应用之功能。


但蓝芽技术联盟与UWB的合作首要解决的就是频谱的问题,由于在使用上,必须付给各国频谱执照费用,在成本方面就难以与802.11n产品竞争,且802.11n主要的诉求为数位家庭中的影音资料传输应用,在Intel有意将802.11n的无线网路晶片组整合到笔记型电脑Centrino平台后,使得802.11n的晶片成本降低,其更不具价格竞争力。因此,蓝芽与UWB技术的整合必须要解决频谱与成本问题,其次则是要考虑整合后效能表现是否符合预期。


结论

但蓝芽技术联盟与UWB的合作首要解决的就是频谱的问题,由于在使用上,必须付给各国频谱执照费用,在成本方面就难以与802.11n产品竞争,且802.11n主要的诉求为数位家庭中的影音资料传输应用,在Intel有意将802.11n的无线网路晶片组整合到笔记型电脑Centrino平台后,使得802.11n的晶片成本降低,其更不具价格竞争力。因此,蓝芽与UWB技术的整合必须要解决频谱与成本问题,其次则是要考虑整合后效能表现是否符合预期。

Bluetooth随着行动电话、MP播放机等产品普及,带动立体声Bluetooth耳机兴起,此外,家用娱乐器、电脑及PDA等产品方面,未来以娱乐功能为主的发展导向将逐渐受到重视,是以未来Bluetooth晶片产品将朝向多媒体应用市场发展。


此外,由于Bluetooth晶片的成熟导致晶片价格大幅下滑,未来数位家电、PC等设备将具备自动切换Bluetooth无线网路功能,利用自动侦测透过Bluetooth连结,连接电脑及数位家电间的数位内容。另一方面,透过行动电话的无线传输,可让电脑、PDA、印表机、扫瞄器、数位相机,甚至是家电用品之间进行短距离的无线连结,落实数位家庭的概念,完善整合无线网路的现代及便利性,并以「数位家庭」应用产品为核心出发。


蓝芽与UWB技术的整合,提供晶片商新的产品发展蓝图

由于蓝芽与UWB技术的整合,带来提升手机和可携式消费性电子装置附加价值的方案,而对于蓝芽晶片厂商而言,提供一个新的产品发展蓝图,如:CSR已宣布将UWB技术加入其产品发展的蓝图中,并在蓝芽SIG公布正式标准时,完成相关晶片的开发,使蓝芽装置以更低的功耗和更快的资料传输率来分享资讯。


另一方面,过去Bluetooth之产品型态,在降低成本、缩小产品体积及增加晶片功能的考量下,未来在蓝芽与UWB技术整合下,会从一开始的独立晶片,逐渐朝向SoC ( System on Chip )发展;惟SoC在考量软硬体间的搭配设计、即时作业系统、仲介软体及应用程式的运用搭配下,其嵌入式软体整合设计能力格外重要,其主要的成功关键在于整合不同应用端产品之无线环境、干扰处理及安全方面的设计等。观察手持式装置的应用发展,未来包括FM收音机、多种数位音乐格式之整合也将是SoC必须面临之课题。


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