3G手机市场的开拓，有赖更低廉的元件、技术和设计方法。目前许多国外大厂都推出或计划推出超低价的3G手机解决方案。它们不只价格低廉，而且体积小、传输速率高。除了3G手机晶片必须低价和普及以外，电信业者是否愿意将其无线网路升级至3G，也是3G手机市场能否更加兴盛的关键。

市场的需求和考验

为了满足3G手机制造商的需求，晶片厂商的设计目标是能够支援多媒体应用的超低价方案。而这场竞赛，正在开打中；第一回合的胜负结果将在2006下半年或2007年分晓。

3G手机将不仅能传收电话讯息，还要能支援许多种应用，这对晶片设计商而言，是一大挑战。但大多数的晶片厂商都认为未来3G和3.5G手机的流行，将会带来大利润，因此，现在的巨额投资是值得的。这种趋势将会使3G手机的关键零组件与技术降价。对3G手机制造商而言，这将是一大福音和大机会。不过，要如何才能达到超低价的目标？仍然考验着晶片商和制造商的智慧和能力。

电信业者视用户需求来决定要选用何种技术，晶片设计商通常会参考电信业者的决定。手机制造商则最后促其量产和普及。目前电信业者在人多的地区架设W-CDMA网路，在人少的地区则架设EDGE网路。有些电信业者已经从GPRS升级到W-CDMA，有些则是跳过W-CDMA，直接升级到HSDPA。因此，3G市场是如此的浑沌不明，也难怪手机制造业者至今都还举棋不定。然而，对台湾业者而言，中国市场仍是最优先的目标。

不管电信业者的态度如何，全球所有的3G手机晶片商和制造商都一直承受着市场的压力，这个压力来自于消费者要求价格低、体积小、耗电低，同时还要改善性能和增加新功能。无怪乎目前的3G手机工程师必须非常辛苦地工作。

WEDGE和其他标准

目前最被看好的3G晶片，是业界统称为WEDGE的晶片。它支援W-CDMA、EDGE、GPRS、GSM和HSDPA标准。如(图一)所示。

《图一 下载速率的比率 》

Broadcom于2006年第一季推出CellAirity晶片，这是一种WEDGE晶片。它的单价与2G一样，但具有3G的功能。 Analog Devices则推出SoftFone-W晶片。 Quorum Systems、Sirius Wireless、Sequoia Communications则推出各自的WEDGE多模射频传收器（multimode RF transceiver）。正当晶片商纷纷推出WEDGE晶片时，全世界的电信业者也陆续更新其无线电话网路。目前大多数的电信业者是选用W-CDMA/EDGE网路。 EDGE之后是HSDPA，它的传输速率理论值是8-10 Mbps。HSDPA之后是HSUPA，不过，目前HSUPA通讯协定标准还在制定当中。虽然，大多数的全球电信业者现在仍然对3G和3.5G技术裹足不前，甚至对到底要选用WEDGE、HSDPA或HSUPA出现争议，但是，仍然有少数国家的电信业者已经更新至HSDPA了。

根据Broadcom所称，CellAirity WEDGE晶片可以将手机的制造成本压低至100美元以下，而且它的电池寿命和2G相等。采用CellAirity晶片的手机已经通过互通测试和网路测试。它可以在2G和3G网路之间切换（roaming）。通常，WEDGE晶片内部具有一个硬体加速器，以减少3G手机的耗电量。此外，为了缩短上市的时间，它的射频介面是可程式化的。在多媒体应用方面，具有一个数百万像素的相机、视讯录影和播放、MP3播放、和弦铃声（polyphonic ringtone）。在其它应用方面，可能还包括：Wi-Fi、VoIP、GPS和Bluetooth。在软体方面，则包含：作业系统、驱动程式、通讯协定堆叠、应用程式。例如(图二)是Freescale的MXC平台，它可以实现许多种目前流行的消费装置，例如：智慧型手机（smartphone）、MP3播放机、DVD播放机、数位相机。

《图二 Freescale的MXC平台》

射频晶片

虽然，基频晶片的市场几乎被国外大厂垄断，例如TI、Freescale、Qualcomm…等，但是，目前的射频传收器（RF transceiver）晶片仍然有很大的成长空间。这些射频晶片大都是CMOS单晶片，专门支援「多模式应用（multimode applications）」。

由于3G至4G之间的技术标准有很多种，但最后市场会倾向于哪一种标准，目前尚不清楚，所以大厂都不愿意贸然投入，这样的浑沌现象就给了许多射频晶片设计公司生存的机会。一般而言，3G射频传收器晶片具有下列的特征：

《图三 WEDGE射频传收器》

下面介绍几家射频晶片设计公司所推出的产品：

Quorum Systems

他们的SerenoQS3000是一颗超低功率、多频带（multiband）、多模的WEDGE射频传收晶片。它可同时支援七个频带，三个HSDPA、四个GSM；它遵守3GPP Release 5的规范，也可支援八个HSDPA频带。如(图四)所示。它内建有许多个低杂讯放大器（low noise amplifier），因此，可以减少外部元件的数量。

《图四 SerenoQS3000支持多频带》

Sequoia Communications

他们的SEQ5400传收器是使用「极调变（polar modulation）」技术，将讯号的相位和振幅分开，以降低耗电量。这种特殊的可降低功率之技术是该公司的专利。

Sirific Wireless

他们的SW3200传收器支援五个WCDMA频带和四个EDGE、GPRS、GSM频带。它还具有HSDPA Category 9的功能,下载速率可达10.2 Mbps。

Qualcomm

最近推出一颗UMTS/EGPRS射频传收器晶片，它具多面向接收功能，可以增加网路的通讯容量，而且也支援GPS。

Freescale

最近推出一颗符合Category 8 HSDPA和HSUPA标准的射频晶片。它是针对日本市场设计的，也支援三个W-CDMA频带和四个GSM/GPRS/EDGE频带。在多媒体周边介面方面，它支援MP3播放器、蓝芽、相机、GPS，而且加上这些周边装置之后，其体积并不会变大。

上述的射频晶片都是针对下一世代的3G高阶手机而言，不过，也不能轻视低阶手机的市场。对第三世界而言，40美元的GSM手机正是他们能够接受的价位，而这个商机是很庞大的，并且不会小于3G高阶手机的市场。所以，目前有许多手机晶片大厂也同时推出低阶手机的解决方案。这也带动了许多家专门设计低阶射频晶片的公司之成长。

系统商的开发策略

对于大多数从事系统整合的国内业者而言，要如何以最低的成本实现3G手机的功能，更是经营上的一大挑战。兹分析需要克服的关键之处有：

产品开发的时间要短

每一款新型手机的寿命大约只有3－6个月，而最耗时的就是软体的开发。因此，系统整合商大都会与晶片商和国外专业的通讯软体公​​司合作，使用晶片商所提供的硬体平台，以及通讯软体公​​司所提供的嵌入式作业系统与通讯协定堆叠。使用者介面和多媒体软硬体功能则大都由系统整合商自行设计。由于要整合的技术种类很多，而且环环相扣，稍有不慎，很可能功亏一篑。而且开发时间会影响到交期，交货迟缓更会严重损害公司的信用。

品质要好

目前有些厂商的3G手机的品质还不是很理想，其附属的多媒体功能常常会发生故障，例如：MP3播放功能会突然地失效或失真。这大多数是因为软体的错误或硬体元件失效所导致。尤其是主CPU要和外部的多媒体晶片互通时，经常会发生不正常中断、存取错误的记忆体位址、影音资料突然遗失或暂停、播放速度忽快忽慢………等现象，这些大都是因为硬体介面不匹配、软体介面不相容、所设定的FIFO大小或资料填补的临界值不对、作业系统设定错误、执行绪的环境切换（context swtich）有误…等因素所造成的。

价格要低

所有零件和软体的价格、以及制造的成本都必须尽量降低。因此，有些国内厂商会聘请薪资比较低的印度或中国工程师来台湾工作，以协助开发。不过，就长期而言，为了不断提升自我研发实力，和累积技术基础，研发经费是不能随便缩减的。此外，所需记忆体的容量和使用协同处理器（co-processor）都会增加成本，这必须倚靠精明的硬体模拟器（simulator）来做取舍，以决定哪些要用硬体来实现，哪些则要用软体。这方面的评估作业是国内业者比较欠缺的。

要掌握关键技术

大体而言，3G手机的关键技术有二：一是3G晶片、另一是通讯软体技术。可惜目前这两大关键技术都​​掌握在国外大厂手里。任何一个新规格或新应用、原型机、以及商品化的产品，几乎都是由他们带头制定和开发的。不过，由于开放原始码的流行，国内厂商仍然可以利用这些免费的资源，自行开发富有附加价值的多媒体软体和硬体，例如：语音和视讯编解码器、以及相关的驱动程式或中介软体（middleware ）。此外，为了加速开发和降低成本，国内业者也欠缺开发所需要的好用工具，例如：仿真器（ICE）、模拟器、包含除错功能的整合型程式编译环境（IDE）、可将编译好的程式快速下载至记忆体的特殊工具……等。

结语

与其它产品相比，手机电路板是非常精细的，通常它是六层板或以上的架构，因此，硬体工程师是很难在它上面除错的，全部有赖布线和制程的品质，以及韧体工程师的除错功力，如此，才能一次做好。否则，反覆修改的结果，只会丧失商机。

由于3G手机的技术门槛很高，所以，国内目前真正有从事3G手机开发的厂商并不多，因为和其它电信产业一样，厂商都必须具备健全的财务实力才行。不过，目前仍然有业主盲目地投入，甚至想整合所有的多媒体和通讯功能，譬如：MP3播放器、蓝芽、相机、GPS、WLAN……等，殊不知，这每一种功能都是非常专业和精巧的，在国外是分成许多个次产业被缜密分工完成的，绝不是以土法炼钢之法所能企及的。

高阶与低阶手机孰轻孰重？哪一个才是「金鸡母」？这个话题曾经被业界热烈争论过，至今仍然没有共识。但是，无论是高阶或低阶手机，更快且更好的超低价手机解决方案才是市场所需要的。

延 伸 阅 读

3G手机零组件方面，出现不同整合方式，目的皆在于减少零组件数、缩小尺寸、降低功耗，及提高效能等。强调多媒体的高附加价值WCDMA/HSDPA手机也是一项重要发展。晶片业者多以平台提供者自居，其所提供的晶片解决方案相当完整，无论是低阶、中阶，或高阶手机市场皆有深耕。就手机应用功能方面，提供语音、影像、数据、记忆体、作业系统等都已是必备项目。相关介绍请见「手机核心元件精简化 射频整合基频为大势所趋」一文。 引入不同网路技术、提升业务竞争已经逐步成为国家开放电信运营市场越来越共识性的举措。在CDMA2000的大本营—美国市场上，Cingular Wireless营运的WCDMA正异军突起；在WCDMA最先开始商用的日本市场上，KDDI利用CDMA EV-DO正在成为NTT DoCoMo高速移动资料业务最强劲的竞争者。你可在「新一轮的3G升级竞赛」一文中得到进一步的介绍。 全球的WCDMA手机目前已达到了180多款，但是为这些手机提供商用化晶片的半导体厂商并不多，多模手机是一个趋势，也就是说手机同时支持2.5G的EDGE以及支持3G的WCDMA（ UMTS）。在「3G手机晶片介绍」一文为你做了相关的评析。

市场动态

Sirific Wireless的SW3200单晶片3G收发器是该公司的CMOS 3.5G射频收发器Nexus III系列中的第一个产品。它的高速下行分组接入技术在资料处理速度上比UMTS WCDMA标准的最高值2Mbit/s还要快。 SW3200能处理GSM及其GPRS和EDGE（12级）资料格式。它覆盖了包括850、900、1800和1900MHz的全部四个标准GSM波段。另外他还支持全球WCDMA波段I、II、III、IV、V和VI。相关介绍请见「整合CMOS和WEDGE/HSDPA射频功能的单晶片收发器」一文。 美商博通（Broadcom）宣布推出新一代CellAirity多媒体行动解决方案，号称可协助制造商以2G手机的价格推出具备先进功能的3G手机。 Broadcom表示，该款手机基频晶片组解决方案包括EDGE处理器BCM2133与WCDMA处理器BCM2141，可提供WEDGE （WCDMA +EDGE）连结功能。你可在「Broadcom新推WEDGE手机解决方案」一文中得到进一步的介绍。 Quorum Systems推出其HF收发器系列的最新产品Sereno QS3000，据称拥有最佳性能，超低功率，适用于多个频率段并可用于多模式系统的研发。 WEDGE收发器QS3000(WEDGE是WCDMA和EDGE的结合)基于Quorum独特的Sereno平台，作为CMOS单晶片射频收发器，结合了GSM、GPRS、EDGE和3G HSDPA模式。在「Quorum推出新款多频段收发器QS3000」一文为你做了相关的评析。