消費者因多媒體應用的普及，對於通訊產品的要求更加多樣化，為配合此一趨勢，新一代蜂窩電話的設計將越來越複雜，需要提供更多高頻寬、多頻段、多模式的技術支援，除了GSM、GPRS至3G手機的通訊技術整合之外，具有Bluetooth個人無線區域網路、GPS全球定位、WLAN等無線通訊功能也將成為未來新一代智慧型手機主要的發展方向，在成本、效能及微小化趨勢考量下，多模整合技術就成為主要關鍵，如何克服彼此之間不同微波技術之間的干擾，降低整合晶片的設計及製造成本將是主要的重點。

2004年WLAN技術在Intel的推波助瀾下大放異彩，攻佔了所有的NB市場，在2005年的台北Computex展場中處處可見WLAN整合相關終端設備產品，未來由WALN所帶起出的數位家庭熱潮將持續延伸至消費性電子產業，甚至跨入行動通訊領域，在國內包括神腦、頡泰等多家本土手機代理廠商順勢引進推出WiFi手機，ASUS甚至還有一款結合WiFi行動上網、Bluetooth、GPS、MP3音樂功能的可攜式設備A636。至於國際手機大廠如Nokia、Motorola等也推出多款內建WLAN、Bluetooth或GPS技術的手機，整合這些技術的多模概念機也有如Sony-Ericsson等業者已公開發表，從國內外手機大廠發展的Roadmap來觀察，說明了整合多模行動通訊技術將是目前主要的發展趨勢。

應用需求推動多模手機發展

手機的許多功能往往是在電信系統業者的大力推動相關服務後，才帶動起終端產品的需求，日本就是一個非常好的例子NTT DoCoMo推出FOMA服務、Au KDDI也有相關的3G服務，也因為電信系統業者的推動，讓3G系統在日本的使用逐漸普及。其他如GPS及WLAN技術的應用也取決於電信系統業者的態度，3G系統在某些地區的成功推廣經驗，讓許多電信系統業者更願意在競爭激烈的環境中推出更多元的服務內容，這對於多模手機的推廣具有一定程度的正面幫助。

在電信系統業者還在觀望之時，手機製造業者多數也已發展出相關通訊技術，除了Bluetooth晶片成本相對較低，業者願意將其內建入手機之中，其餘技術仍有待晶片成本下滑亦或是市場需求時機成熟，才會有大量WiFi及GPS手機面市的機會。不過就現階段而言，隨著晶片整合技術不斷進步，內建這許多無線通訊技術的成本將快速下滑，加上市場的需求逐漸增溫，多模手機的前景依舊十分看好，就未來內建多種無線通訊技術手機的預測來觀察，現階段手機擁有Bluetooth技術的滲透率最高，主因為其低廉的晶片成本所導致，其次則為GPS，在日本總務省基於緊急通報安全考量，規定2007年4月以後日本上市的所有3G手機都必須配備GPS接收功能的的影響下，GPS技術將被迅速且大量應用於手機之上。預期2009年將有接近半數的手機具備GPS定位功能。

WiFi手機的發展是所有無線通訊技術中相對較慢的，雙網手機整合難度較高是主要因素，不過隨著消費者對於IP Phone的需求快速增加，加上近期國內外業者紛紛推出雙網手機的刺激下，相信WiFi手機的銷售將迎頭趕上。就個別技術觀點預測，至2009年內建Bluetooth、GPS及WLAN技術手機的滲透率將介於20％～50％左右之水準，因手機對這些無線通訊技術如此高滲透率需求，整合多模通訊技術的手機就有其市場必要性，也就是說在不久的將來Bluetooth、GPS及WiFi功能都會成為手機的基本功能，消費者只要一隻手機就可以擁有數種無線通訊技術功能。

《圖一 全球主要無線通訊技術手機滲透率預測》

＜資料來源：In-Stat／MDR、Gartner、Strategy Analytics、IITA；主導產業顧問整理＞

多模手機應用挑戰

在電信服務方面，如前文所言，電信系統業者的態度為多模手機發展的最主要關鍵，尤其是整合WiFi功能將會讓固網業者原本固話業務量下滑，而長途固話業務將有逐漸被取代的風險，不過隨著電信系統的多樣化服務發展，將有機會讓固網業者增加一些新業務降低對固話影響之衝擊，特別是與無線電信系統業者的合作，如此固網業者才會更有意願推動WiFi服務，結合WiFi功能的手機需求才會增加。另外，就終端產品之技術問題而言，特別在系統整合的同時必須克服的問題包括：功耗、干擾、天線放置、晶片功能整合等，多模手機未來必須能提供多模通訊技術的共處卻能夠不會產生彼此的訊號干擾，也必須隨時平順的在多種模式中相互切換而不會出現問題，另外通話品質卻不因為多模設計還能夠維持一定之水準。這些困難都是必須在手機的整合過程中一一解決的挑戰。

各業者推出之多模手機設計

目前各大手機業者都有推出內建雙網或是多模手機之計畫，其中由於WLAN所帶來的風潮，各大業者幾乎都有內建WiFi模組的手機發表，其中日本的NTT DoCoMo及Au KDDI等皆有推出一系列的WiFi+3G的雙模手機，這些手機通常也都有內建Bluetooth，不過在GPS的整合上卻顯的緩慢，未來在日本政府強力主導GPS手機的政策下，應會陸續有相關整合產品推出，至於國際手機製造大廠如Nokia及Motorola僅有2.5G、2.75G+WiFi之手機發表，Sony-Ericsson則有一款P915產品整合了3G、WiFi、GPS及Bluetooth等無線通訊技術，可說是發展較快的業者，台灣業者雖在手機製造發展進程相對較慢，但卻可以看出其發展的企圖心，BenQ在購併Seimems手機部門後也宣示將朝多模手機來發展，ASUS、新碁等業者更是在2005年Taipei Computex展出代號A636及moboDA 3360的Wifi、GPS及Bluetooth整合多模手機，展現堅強的研發實力。

Sony-Ericsson的多模手機

P915為P910的後續改良產品，P915較之前的P9系列產品在產品外形上有了突破性的改變，其內置了標準的QWERTY鍵盤，這比P910的折疊式QWERTY鍵盤有了更好的輸入效果，同時P915還將支援3G網路，配備300萬畫素的相機鏡頭，採用最新的UIQ 3.0用戶介面，整合對GPS、WiFi和bluetooth1.2技術的支援，以及內置XML網路流覽器，在為人所詬病的外型設計上，還將進一步較P910減少機身體積。在螢幕配置上也採用了26萬色QVGA解析度彩色螢幕。依照Sony-Ericsson的發展規劃，其手機發展也將逐漸朝多模整合手機來發展。

《圖二　Sony-Ericsson P915手機外觀》

＜資料來源：Sony-Ericsson＞

ASUS A636及AnexTEK moboDA 3360多模手機

在Computex2005大展上，ASUS展出了其使用Windows Mobile 5.0作業系統的A636手機。A636使用Intel PXA272（312MHz、416MHz or 520MHz）處理器，具備3.5英吋QVGA螢幕，其中整合了GPS、802.11b Wi-Fi、Bluetooth 1.2等無線通訊技術，另外還有一個SD插槽的設計，滿足消費者對於功能擴充的要求，由此可看出手機品牌新兵ASUS在未來智慧型手機的耕耘上不餘遺力。另外，新碁所發表的新機moboDA 3360，有別於其上一代產品SP230，這支手機修正了之前的笨重造型，改採時尚流線外型、隱藏式天線，使手機的整體感覺更為俐落。雖然moboDA 3360的螢幕只有2.8吋，可是卻整合了WiFi、Bluetooth、GPS等傳輸功能，還內建130萬畫素的數位相機鏡頭、同時可外接SD記憶卡，幾乎囊括了市面上所有手機的主流規格。

《圖三　ASUS A636及AnexTEK moboDA 3360多模手機外觀》

多模手機晶片發展

多模手機晶片的發展當然也無法跳脫系統單晶片的議題，就目前來看，穩居手機晶片市場龍頭的TI在2005年初發表全球第一顆手機單晶片解決方案，將手機推向高度整合的單晶片時代。單晶片手機對於手機成本的降低有很大的幫助，不過TI的系統單晶片產品並未包含多模無線通訊技術，因為多模晶片在射頻部分將面臨較大的整合難度，但是TI也計畫推出整合WiFi、GPS及UMTS等無線通訊技術的單晶片產品，朝多模手機單晶片邁進。其他如Broadcom、Agere、Philips及CSR等晶片業者對於此晶片整合技術的研究仍在加緊腳步之中，Philips的PNX5220晶片已可提供 GPS、WLAN、Bluetooth等無線通訊技術的連接功能。至於未來多模手機晶片的發展趨勢初期將以基頻與射頻雙晶片為主，而重點將在於多模射頻晶片的整合。

提高射頻晶片整合度

由於手機上的射頻晶片占整個電路板面積的30％～40％，而Bluetooth、GPS和WLAN等新功能的增加還會進一步增加佔用空間。在手機體積小、低耗電的趨勢下，整合射頻晶片除了降低成本外，還能夠符合手機未來發展的功能性需求，因此射頻晶片的整合為多模手機設計的主要方向。

基於目前市場上更多手機功能的需求，對一般GSM手機提出了能支援多達四個頻段的要求。因此，四頻段GSM手機可能含有多達四個發射通道及四個接收通道。若再加上接收通道所需的濾波器及被動元件，則一共有六個通道，因而增加了設計複雜性及使用元件數量。

再將諸如3G、WiFi、GPS等第二、三個無線系統添加到同一平台上以構成多模設備時，既能提供更多功能又不增加設計複雜性以及元件成本的挑戰將更為多方面。由於GSM、3G及802.11b等多樣無線技術作業於不同的頻段，因此其前端元件並無法共用，最終兩種模式都要求在PCB板上擁有一組自己的功率放大器、開關網路、接收器匹配電路及濾波器。對於這些前端功能的實現，現階段最佳方法是採用整合模組與封裝。

以包含功率放大器及功率控制邏輯功能的多晶片模組為形式的PA模組，已經用於多頻段手機及多模式802.11a/g WLAN的手機應用中。同樣，包含開關網路及接收濾波器的射頻前端模組也已經逐漸克服。未來只要市場有所需要，也有機會出現整合GSM與3G、WLAN、GPS等多模技術的射頻前端子系統。

CMOS製程在多模手機開發上的優勢

為了實現多種無線電整合，業界在晶圓製程、系統設計及電路設計層面必須有顯著的技術進步才能達成。同時採用SoC的設計對於許多技術挑戰的瞭解將變的更為重要，因為它們決定了實際元件的能力與侷限。譬如，使用BiPolar或BiCMOS製程整合RF在技術上是可行的，但是測試元件時的良率限制及高昂成本使得這些元件未必能實現大量生產或商業化。

整合SiGe?的BiCMOS技術也是可能的做法。但SiGe技術一般比先進的數位CMOS製程落後一或兩個製程節點。由於手機需要越來越多的處理資源，SiGe製程無法使數位部份（特別是在Memory的部分）的晶粒成本保持在相對優勢狀態。

所以對於多模整合來說，CMOS不失為一種理想的製程技術，因為它能在單晶片上有效地實現數位訊號處理與射頻/混合訊號電路。CMOS收發器可利用摩爾定律帶來的更低成本及更高性能的優勢，而這是BiCMOS或SiGe製程所不能提供的。CMOS收發器可提供能與BiCMOS元件相比擬的IC性能及功能，與其他數位CMOS產品相較，還能提供更低的元件成本、更低的功耗及更高的生產穩定性。許多商用GSM/GPRS、WLAN或Bluetooth的CMOS收發器都証明用於大量無線收發器產品生產的CMOS製程優勢。

多模組手機成為產業發展趨勢

從無線通訊技術的發展來觀察，未來的無線通訊市場在消費者需求、終端產品及電信系統業者尋求進一步成長的帶動下，新的多樣化無線通訊技術將快速出現，在每個不同無線通訊技術皆有其應用市場，且市場都具一定規模時，多模手機的需求就應運而生。就手機製造業者而言，在多模整合技術上的挑戰，除了技術問題外，成本、低功耗、微小化、可靠度及才是主要決定其發展的關鍵因素。

現階段手機的發展已成為手持式產品的主流，在消費者無止境慾望的要求下，幾乎所有可持式設備的功能在未來都將結合至手機之中，而這些功能勢必需要不同的通訊介面及技術，所以必須依靠多模組手機才能解決這些問題。未來只要RF晶片整合問題可以解決，整合3G、WiFi、GPS及Bluetooth等無線通訊技術的多模組手機將是各家業者競相發展的目標。

延 伸 閱 讀

20多年前，CTIA無線展只不過是少數產業人士聚會的場所，但是今日的 CTIA 無線展已成為美國通訊產業公認的最大盛會之一。為期三天的展覽會中，共有400多個製造商、通訊服務業者擺設展覽攤位，且有來自各行各業超過 3 萬 5000人次以上的專業人士到訪，主要目的就是為了探討下一波無線革新的相關技術。相關介紹請見「 無線技術鹿死誰手？ 從CTIA看3G、WiFi及WiMAX的未來」一文。 templateId=1101&path=templatedata/cm/general/data/wire_enews_num9_converging Several waves of rapid change are in store for cell phone handsets. The once simple voice-only, single-mode cell phone nearly has been replaced by multi-mode smartphones, wireless PDAs and multimedia devices. A new wave of technologies including Bluetooth wireless technologies, 802.11 wireless LAN（WLAN）and global positioning services（GPS）is converging on handsets, pressuring handset designers to devise innovative solutions that meet the stringent design constraints of the wireless market. 你可在「Converging Technologies Place Pressure on Handset Designs」一文中得到進一步的介紹。 為滿足下一代行動電話設計對更多特性、多模式及工作頻率的需求，工程師們必須尋找提高射頻前端整合度的途徑。透過採用CMOS製程的最新整合方案，他們找到了應對這一挑戰的答案。 在「提高射頻電路整合度以因應多模手機設計挑戰」一文為你做了相關的評析。

市場動態

廠商指出，整合2.5G/3G等傳統電信網路與WLAN無線網路的多模網路，將在2005年顯著成長。電信網路設備廠商北電網路（Nortel）發表Mesh Netwrok網路架構。Mesh Network是一種點對點的無線網路架構，透過此架構可節省實體網路至AP端的成本，北電網路認為，透過這種新架構，Mesh Network為無線網路服務供應商（WISP）減少70%～75%的營運、安裝成本。「多模無線網路指日可待」一文。 市場競爭激烈的後2.5G世代，多功能、低價手機成為潮流，手機關鍵零組件對於手機應用與價格扮演重要角色，工研院IEK產業分析師林韋志指出射頻端零組件發展趨勢為降低多模成本，2.5G射頻元件可改採CMOS製程元件，其他無線通訊系統則可採用單晶片。你可在「IEK：發展降低多模射頻零組件成本技術」一文中得到進一步的介紹。 templateId=1101&path=templatedata/cm/general/data/wire_enews_num9_gps To benefit fully from GPS capabilities, users must be able to make a call while simultaneously sending a GPS location fix. TI designed its TGS5000 chipset for assisted GPS（A-GPS）with this important requirement in mind. Separate hardware channels allow GPS and voice to run simultaneously. This feature is a key advantage for TI and its customers because there is no impact on the voice link when position locations are being transmitted. TI’s design approach improves efficiency and accuracy, giving both callers and operators the benefit of clear, concurrent reception. 在「GPS Design Simultaneously Tracks Location and Voice」一文為你做了相關的評析。