消费者因多媒体应用的普及，对于通讯产品的要求更加多样化，为配合此一趋势，新一代蜂窝电话的设计将越来越复杂，需要提供更多高频宽、多频段、多模式的技术支援，除了GSM、GPRS至3G手机的通讯技术整合之外，具有Bluetooth个人无线区域网路、GPS全球定位、WLAN等无线通讯功能也将成为未来新一代智慧型手机主要的发展方向，在成本、效能及微小化趋势考量下，多模整合技术就成为主要关键，如何克服彼此之间不同微波技术之间的干扰，降低整合晶片的设计及制造成本将是主要的重点。

2004年WLAN技术在Intel的推波助澜下大放异彩，攻占了所有的NB市场，在2005年的台北Computex展场中处处可见WLAN整合相关终端设备产品，未来由WALN所带起出的数位家庭热潮将持续延伸至消费性电子产业，甚至跨入行动通讯领域，在国内包括神脑、颉泰等多家本土手机代理厂商顺势引进推出WiFi手机，ASUS甚至还有一款结合WiFi行动上网、Bluetooth、GPS、 MP3音乐功能的可携式设备A636。至于国际手机大厂如Nokia、Motorola等也推出多款内建WLAN、Bluetooth或GPS技术的手机，整合这些技术的多模概念机也有如Sony-Ericsson等业者已公开发表，从国内外手机大厂发展的Roadmap来观察，说明了整合多模行动通讯技术将是目前主要的发展趋势。

应用需求推动多模手机发展

手机的许多功能往往是在电信系统业者的大力推动相关服务后，才带动起终端产品的需求，日本就是一个非常好的例子NTT DoCoMo推出FOMA服务、Au KDDI也有相关的3G服务，也因为电信系统业者的推动，让3G系统在日本的使用逐渐普及。其他如GPS及WLAN技术的应用也取决于电信系统业者的态度，3G系统在某些地区的成功推广经验，让许多电信系统业者更愿意在竞争激烈的环境中推出更多元的服务内容，这对于多模手机的推广具有一定程度的正面帮助。

在电信系统业者还在观望之时，手机制造业者多数也已发展出相关通讯技术，除了Bluetooth晶片成本相对较低，业者愿意将其内建入手机之中，其余技术仍有待晶片成本下滑亦或是市场需求时机成熟，才会有大量WiFi及GPS手机面市的机会。不过就现阶段而言，随着晶片整合技术不断进步，内建这许多无线通讯技术的成本将快速下滑，加上市场的需求逐渐增温，多模手机的前景依旧十分看好，就未来内建多种无线通讯技术手机的预测来观察，现阶段手机拥有Bluetooth技术的渗透率最高，主因为其低廉的晶片成本所导致​​，其次则为GPS，在日本总务省基于紧急通报安全考量，规定2007年4月以后日本上市的所有3G手机都必须配备GPS接收功能的的影响下，GPS技术将被迅速且大量应用于手机之上。预期2009年将有接近半数的手机具备GPS定位功能。

WiFi手机的发展是所有无线通讯技术中相对较慢的，双网手机整合难度较高是主要因素，不过随着消费者对于IP Phone的需求快速增加，加上近期国内外业者纷纷推出双网手机的刺激下，相信WiFi手机的销售将迎头赶上。就个别技术观点预测，至2009年内建Bluetooth、GPS及WLAN技术手机的渗透率将介于20％～50％左右之水准，因手机对这些无线通讯技术如此高渗透率需求，整合多模通讯技术的手机就有其市场必要性，也就是说在不久的将来Bluetooth、GPS及WiFi功能都会成为手机的基本功能，消费者只要一只手机就可以拥有数种无线通讯技术功能。

《图一 全球主要无线通信技术手机渗透率预测》

＜资料来源：In-Stat／MDR、Gartner、Strategy Analytics、IITA；主导产业顾问整理＞

多模手机应用挑战

在电信服务方面，如前文所言，电信系统业者的态度为多模手机发展的最主要关键，尤其是整合WiFi功能将会让固网业者原本固话业务量下滑，而长途固话业务将有逐渐被取代的风险，不过随着电信系统的多样化服务发展，将有机会让固网业者增加一些新业务降低对固话影响之冲击，特别是与无线电信系统业者的合作，如此固网业者才会更有意愿推动WiFi服务，结合WiFi功能的手机需求才会增加。另外，就终端产品之技术问题而言，特别在系统整合的同时必须克服的问题包括：功耗、干扰、天线放置、晶片功能整合等，多模手机未来必须能提供多模通讯技术的共处却能够不会产生彼此的讯号干扰，也必须随时平顺的在多种模式中相互切换而不会出现问题，另外通话品质却不因为多模设计还能够维持一定之水准。这些困难都是必须在手机的整合过程中一一解决的挑战。

各业者推出之多模手机设计

目前各大手机业者都有推出内建双网或是多模手机之计画，其中由于WLAN所带来的风潮，各大业者几乎都有内建WiFi模组的手机发表，其中日本的NTT DoCoMo及Au KDDI等皆有推出一系列的WiFi+3G的双模手机，这些手机通常也都有内建Bluetooth，不过在GPS的整合上却显的缓慢，未来在日本政府强力主导GPS手机的政策下，应会陆续有相关整合产品推出，至于国际手机制造大厂如Nokia及Motorola仅有2.5G、2.75G+WiFi之手机发表，Sony-Ericsson则有一款P915产品整合了3G、WiFi、GPS及Bluetooth等无线通讯技术，可说是发展较快的业者，台湾业者虽在手机制造发展进程相对较慢，但却可以看出其发展的企图心，BenQ在购并Seimems手机部门后也宣示将朝多模手机来发展，ASUS、新碁等业者更是在2005年Taipei Computex展出代号A636及moboDA 3360的Wifi、GPS及Bluetooth整合多模手机，展现坚强的研发实力。

Sony-Ericsson的多模手机

P915为P910的后续改良产品，P915较之前的P9系列产品在产品外形上有了突破性的改变，其内置了标准的QWERTY键盘，这比P910的折叠式QWERTY键盘有了更好的输入效果，同时P915还将支援3G网路，配备300万画素的相机镜头，采用最新的UIQ 3.0用户介面，整合对GPS、WiFi和bluetooth1.2技术的支援，以及内置XML网路流览器，在为人所诟病的外型设计上，还将进一步较P910减少机身体积。在萤幕配置上也采用了26万色QVGA解析度彩色萤幕。依照Sony-Ericsson的发展规划，其手机发展也将逐渐朝多模整合手机来发展。

《图二 Sony-Ericsson P915手机外观》

＜资料来源：Sony-Ericsson＞

ASUS A636及AnexTEK moboDA 3360多模手机

在Computex2005大展上，ASUS展出了其使用Windows Mobile 5.0作业系统的A636手机。 A636使用Intel PXA272（312MHz、416MHz or 520MHz）处理器，具备3.5英吋QVGA萤幕，其中整合了GPS、802.11b Wi-Fi、Bluetooth 1.2等无线通讯技术，另外还有一个SD插槽的设计，满足消费者对于功能扩充的要求，由此可看出手机品牌新兵ASUS在未来智慧型手机的耕耘上不余遗力。另外，新碁所发表的新机moboDA 3360，有别于其上一代产品SP230，这支手机修正了之前的笨重造型，改采时尚流线外型、隐藏式天线，使手机的整体感觉更为俐落。虽然moboDA 3360的萤幕只有2.8吋，可是却整合了WiFi、Bluetooth、GPS等传输功能，还内建130万画素的数位相机镜头、同时可外接SD记忆卡，几乎囊括了市面上所有手机的主流规格。

《图三 ASUS A636及AnexTEK moboDA 3360多模手机外观》

多模手机晶片发展

多模手机晶片的发展当然也无法跳脱系统单晶片的议题，就目前来看，稳居手机晶片市场龙头的TI在2005年初发表全球第一颗手机单晶片解决方案，将手机推向高度整合的单晶片时代。单晶片手机对于手机成本的降低有很大的帮助，不过TI的系统单晶片产品并未包含多模无线通讯技术，因为多模晶片在射频部分将面临较大的整合难度，但是TI也计画推出整合WiFi、GPS及UMTS等无线通讯技术的单晶片产品，朝多模手机单晶片迈进。其他如Broadcom、Agere、Philips及CSR等晶片业者对于此晶片整合技术的研究仍在加紧脚步之中，Philips的PNX5220晶片已可提供 GPS、WLAN、Bluetooth等无线通讯技术的连接功能。至于未来多模手机晶片的发展趋势初期将以基频与射频双晶片为主，而重点将在于多模射频晶片的整合。

提高射频晶片整合度

由于手机上的射频晶片占整个电路板面积的30％～40％，而Bluetooth、GPS和WLAN等新功能的增加还会进一步增加占用空间。在手机体积小、低耗电的趋势下，整合射频晶片除了降低成本外，还能够符合手机未来发展的功能性需求，因此射频晶片的整合为多模手机设计的主要方向。

基于目前市场上更多手机功能的需求，对一般GSM手机提出了能支援多达四个频段的要求。因此，四频段GSM手机可能含有多达四个发射通道及四个接收通道。若再加上接收通道所需的滤波器及被动元件，则一共有六个通道，因而增加了设计复杂性及使用元件数量。

再将诸如3G、WiFi、GPS等第二、三个无线系统添加到同一平台上以构成多模设备时，既能提供更多功能又不增加设计复杂性以及元件成本的挑战将更为多方面。由于GSM、3G及802.11b等多样无线技术作业于不同的频段，因此其前端元件并无法共用，最终两种模式都要求在PCB板上拥有一组自己的功率放大器、开关网路、接收器匹配电路及滤波器。对于这些前端功能的实现，现阶段最佳方法是采用整合模组与封装。

以包含功率放大器及功率控制逻辑功能的多晶片模组为形式的PA模组，已经用于多频段手机及多模式802.11a/g WLAN的手机应用中。同样，包含开关网路及接收滤波器的射频前端模组也已经逐渐克服。未来只要市场有所需要，也有机会出现整合GSM与3G、WLAN、GPS等多模技术的射频前端子系统。

CMOS制程在多模手机开发上的优势

为了实现多种无线电整合，业界在晶圆制程、系统设计及电路设计层面必须有显著的技术进步才能达成。同时采用SoC的设计对于许多技术挑战的了解将变的更为重要，因为它们决定了实际元件的能力与局限。譬如，使用BiPolar或BiCMOS制程整合RF在技术上是可行的，但是测试元件时的良率限制及高昂成本使得这些元件未必能实现大量生产或商业化。

整合SiGe?的BiCMOS技术也是可能的做法。但SiGe技术一般比先进的数位CMOS制程落后一或两个制程节点。由于手机需要越来越多的处理资源，SiGe制程无法使数位部份（特别是在Memory的部分）的晶粒成本保持在相对优势状态。

所以对于多模整合来说，CMOS不失为一种理想的制程技术，因为它能在单晶片上有效地实现数位讯号处理与射频/混合讯号电路。 CMOS收发器可利用摩尔定律带来的更低成本及更高性能的优势，而这是BiCMOS或SiGe制程所不能提供的。 CMOS收发器可提供能与BiCMOS元件相比拟的IC性能及功能，与其他数位CMOS产品相较，还能提供更低的元件成本、更低的功耗及更高的生产稳定性。许多商用GSM/GPRS、WLAN或Bluetooth的CMOS收发器都证明用于大量无线收发器产品生产的CMOS制程优势。

多模组手机成为产业发展趋势

从无线通讯技术的发展来观察，未来的无线通讯市场在消费者需求、终端产品及电信系统业者寻求进一步成长的带动下，新的多样化无线通讯技术将快速出现，在每个不同无线通讯技术皆有其应用市场，且市场都具一定规模时，多模手机的需求就应运而生。就手机制造业者而言，在多模整合技术上的挑战，除了技术问题外，成本、低功耗、微小化、可靠度及才是主要决定其发展的关键因素。

现阶段手机的发展已成为手持式产品的主流，在消费者无止境欲望的要求下，几乎所有可持式设备的功能在未来都将结合至手机之中，而这些功能势必需要不同的通讯介面及技术，所以必须依靠多模组手机才能解决这些问题。未来只要RF晶片整合问题可以解决，整合3G、WiFi、GPS及Bluetooth等无线通讯技术的多模组手机将是各家业者竞相发展的目标。

延 伸 阅 读

20多年前，CTIA无线展只不过是少数产业人士聚会的场所，但是今日的 CTIA 无线展已成为美国通讯产业公认的最大盛会之一。为期三天的展览会中，共有400多个制造商、通讯服务业者摆设展览摊位，且有来自各行各业超过3 万5000人次以上的专业人士到访，主要目的就是为了探讨下一波无线革新的相关技术。相关介绍请见「 无线技术鹿死谁手？从CTIA看3G、WiFi及WiMAX的未来」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」一文中得到进一步的介绍。 为满足下一代行动电话设计对更多特性、多模式及工作频率的需求，工程师们必须寻找提高射频前端整合度的途径。透过采用CMOS制程的最新整合方案，他们找到了应对这一挑战的答案。 在「提高射频电路整合度以因应多模手机设计挑战」一文为你做了相关的评析。

市场动态

厂商指出，整合2.5G/3G等传统电信网路与WLAN无线网路的多模网路，将在2005年显著成长。电信网路设备厂商北电网路（Nortel）发表Mesh Netwrok网路架构。 Mesh Network是一种点对点的无线网路架构，透过此架构可节省实体网路至AP端的成本，北电网路认为，透过这种新架构，Mesh Network为无线网路服务供应商（WISP）减少70% ～75%的营运、安装成本。 「多模无线网路指日可待」一文。 市场竞争激烈的后2.5G世代，多功能、低价手机成为潮流，手机关键零组件对于手机应用与价格扮演重要角色，工研院IEK产业分析师林韦志指出射频端零组件发展趋势为降低多模成本，2.5G射频元件可改采CMOS制程元件，其他无线通讯系统则可采用单晶片。你可在「IEK：发展降低多模射频零组件成本技术」一文中得到进一步的介绍。 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」一文为你做了相关的评析。