账号:
密码:
最新动态
产业快讯
CTIMES / 文章 /
2001年蓝芽发展趋势
 

【作者: 誠君】2000年12月01日 星期五

浏览人次:【7738】

Ericsson、Nokia、Intel、Toshiba和IBM于1998年成立名为Bluetooth SIG(Special Interest Group),推动短距离无线通讯技术。它能让不同的产品间能够在短距离情况下,不需使用有线的传输设备,进行产品装置间的资料沟通传递。之后,更有Lucent、3Com、Motorola、Microsoft等四家公司加入成为SIG成员,一起参与制定标准。 Bluetooth SIG会员来自各种领域,有半导体业者、电信业者、电脑系统和周边业者、消费性电子业者、网路业者和汽车业者等,我国也有多家厂商加入。



为了让蓝芽能在全球都能随意使用,在频段订定上使用2.4GHz(2.402~2.480GHz)频带,也就是所谓的ISM(Industrial Scientific and Medical)频段(无需向管理单位提出使用申请),发展出有效传输距离约10~100公尺,混合语音与数据且价格低廉的无线通讯技术;简言之,其主要特性为:低成本,低耗电,自由使用的频带,数个装置连接、数位与语音的混和传输。其可以用在手机、个人数位助理(PDA)或掌上型电脑(HPC)、桌上型电脑、笔记型地脑、数位相机、家用无线电话、耳机或汽车上。



蓝芽1.0技术和2.0发展现况


蓝芽的运作,简言之,以手机为例,当一含有蓝芽的手机在多个含蓝芽装置的环境中,想使用蓝芽装置的服务,使用者启动蓝芽服务(称为Master )时,蓝芽开始搜寻(inquiry)周遭其他的蓝芽装置(称为Slave),此时若使用者选用印表机、掌上型电脑或与另一手机作语音传输,而将这些装置链结,形成一群体,称为Piconet。之后,另外一个Piconet内的蓝芽装置与前述Piconet中的印表机链结,则称之为Scatternet。



蓝芽想创造一个短距离的、无线的、可群体沟通的,兼容语音与数据的传输环境。以无线传输距离来说,分成10公尺的类别3(Class 3)与100公尺的类别1(Class 1);分别运用在低耗电和低成本的可携式产品上与中继传输的产品上(如,无线电话的基座)。目前蓝芽模组与主机或设备间的标准介面有USB,UART和PCMICA等。



在链结方面分成SCO(Synchronous Connection-Oriented)和ACL(Asynchronous Connection Link)两种,前者仅提供给语音传输,后者则适用于语音与数据(data)传输。虽然ACL可以与多个装置进行语音与数据的传送,但SCO语音链结只能以点对点方式沟通,且不因传输资料的品质(QoS)或错误与否再行传送;但ACL数据资料可能因为资料的错误要求重传。



蓝芽的语音部分视装置是否使用到语音传输的功能可加以取舍,例如数位相机、印表机或滑鼠等产品,可以将Voice codec方块移除。 RF模组包含接收端和传送端部分的LNA、IF filter、AD/DA、Gaussian Modulater、PLL、VCO、合成器和PA等等;主要功能为接收/传送讯号,射基频的降升、解调变/调变等。基频、微处理器和记忆体主要是执行Bluetooth的规格与讯号的管控,未来将崁入Flash、SRAM在基频IC中:微处理器部分,大都使用16位元精简指令集的处理器:如Hitachi、CSR...业者自行开发或使用ARM、MIPS等CPU Core;蓝芽亦提供UART、USB和PCMCIA等三种介面与主机设备沟通。随着SoC的趋势,Bluetooth单一晶片已是众所瞩目,虽然CSR已宣称拥有单一晶片的解决方案,不过,预计要到2001年Bluetooth单一晶片才能真正上市。



蓝芽产品即将在今年年底和明年初量产上市。不过,蓝芽是否成功仍取决于不同厂牌设备的互连性,因为,蓝芽1.0规范中有些部份是很容易被不同的工程师解读成不同的内涵。蓝芽SIG为了确保互连性,并吸取Ethernet、IrDA、USB 1394过去的经验。在蓝芽1.0版拟定之初,就用三道关卡严格把关。这三道关卡就是:



1.主规格定义出蓝芽机基本架构



2.实作导引(application profile)可以确保不同的应用产品有共同遵守的标准



3.互连测试及认证,这是为维护合格的蓝芽产品之品质。



IMT-2000第三代行动电话服务即将在2001年开始在日本推出,蓝芽将与它整合而普及。 Ericsson的第二代蓝芽模组(尺寸减半)也将在明年推出。 IEEE802委员会计划在2001年3月将蓝芽的L2CAP、LMP、基频、射频标准化成为IEEE802.15.1。而蓝芽SIG预期将在2001年确定蓝芽2.0和3.0版的规范。



蓝芽1.0版本是在1999年7月推出的,1.0B版是在1999年12月推出,它修改了一些前版不清楚的部分。不过,1.0B版本并没有详细叙述PICONET的实作方法,结果各家制造厂都发展出他们各自的方法。蓝芽1.1版已在今年9月推出,随着1.1版本的完成,蓝芽IC之间(实体层间)的互连性将可望大幅提高,PICONET的实作方法也会有所规范,而各家制造厂也将推出1.1版本的成熟产品。 2001年中,蓝芽1.1版产品将是主流。



蓝芽2.0版本将提供更快的传输率,从目前的1Mbit/s(有效值仅721kbit/s)增加到2至12Mbit/s左右。此外,支援新的实作导引将是2.0版的特色。目前蓝芽SIG有九个工作小组正在规划针对不同的市场制定应用规范。其中,有为降低蓝芽与其它无线通讯标准(例如:IEEE802.11b)之间的干扰而成立的WLAN共存(Coexistence)小组。



这些小组希望在今年底完成所有规范,但是以目前的进度来评估,除高速RF规范需要比其它规范更长的确认时间之外,其余最快要到明年下半年才会完成。因此,首批上市的蓝芽产品不是采用1.1版本,就是1.0版本。蓝芽3.0版本应会与IEEE802.15.3(20M bit/s)同时完成。届时,蓝芽的频段可能由2.4GHz改为5GHz。



市场前景


从Bluetooth SIG的会员类别不难看出,其应用在通讯产业、消费行电子、电脑周边、网路、汽车产业等。初期由于价格因素,行动工作者或使用高档产品的消费者会使用含蓝芽的产品。 In-Stat估计2005年有13.7亿台的产品含蓝芽装置,其中通讯和资讯产品近九成五的占有率,主要的产品区隔为行动电话、桌上型电脑、耳机和笔记型电脑。



2001年到2005年含蓝芽产品呈现快速的成长,主要产品为通讯产品及资讯产品,In-Stat预估2001年三千一百万蓝芽产品,其中通讯产品有二千一百万台,资讯产品有七百万台,2005年十三亿七千五百万蓝芽产品,通讯产品有十一亿台,资讯产品只有一亿七千万台的产量。主要应用产品以行动电话通讯为主,初期,行动电话、笔记型电脑、桌上型电脑等产品以PC Card (PCMCIA)或Adapter和外挂蓝芽模组(dongle)的方式达到通讯目的,因此PC Card及Adapter在2001年达1/3市场,之后行动电话内建蓝芽技术愈臻成熟,2005年蓝芽用在行动电话近3/4市场。



价格方面,In-stat预计2004年将有单价5美元的蓝芽单晶片出现;另一个解决方案为使用主机的微处理器和记忆体,并以软体执行蓝芽的标准和通讯协定,整个蓝芽模组只有RF部分而已,这方面预计在2002年出现,届时5美元的目标渴望提早实现。整个市场量,估计到2005年有7亿个蓝芽模组的需求。



蓝芽产品若以应用功能来预估运销产量,正好可以区分成参个阶段:



(1) 2001上半年,点对点的应用。例如:蓝芽行动电话-PC、蓝芽行动电话-PDA、PC-区域网路存取点(LAP)。



(2) 2002下半年,多点连接应用。例如:PC-行动电话-印表机-PDA-区域网路存取点-数位相机-电子表......等。



(3) 2004年以后,个人区域(PAN)。例如:沿着行人道走,使用者就可以撷取公开的资讯。同时,附近的人也可以撷取我们的资讯。 3Com称之为个人连接泡泡,泡泡(bubble)是象征临时建立的网站(ad hoc)。因为,泡泡不会永久存在的。



业者的策略联盟


眼看着Bluetooth SIG会员数已经突破2000家,向2020家迈进;提出解决方案的业者亦呈现倍数的成长。仅提供RF或Baseband方案的业者,相对于提出蓝芽系统模组的业者是越来越少,因为完整的系统解决方案仍受市场青睐。



从众多的业者可以看出,具有RF技术能力者,较容易有Bluetooth模组产品。其中CSR推出以BGA型式封装的八美元(百万颗的量)低价蓝芽模组,下一代产品将崁入Flash;另外,为了上市时间和成本考量,易立信与朗讯进行合作,易立信将使用于第一代的蓝芽产品上--Bluetooth PCMCIA和T36/R520行动电话上。



在PDA市场上具有领导地位的Palm,最近决定在他们的产品中使用Silicon Wave的RF,这使得PDA在传输上更便捷,也加速引爆蓝芽在PDA市场的效应。此外,由Broadcom收购的Innovent Systems公司,将使用8051微控制器的架构发展基频技术,并预定2000年提供16~18美元的整合RF与基频单一晶片产品,不过,因为价格高和技术及品质很难掌握,所以并不被看好。因为产品上市时间与专业的分工,业者间的策略联盟层出不穷。



从以上业者特性看来,可以分为几点特色讨论:



1.系统业者(如Ericsson等)积极进入:从以上策略联盟角度可看,系统业者希望能早一点抢进市场,积极与半导体业者结盟。一方面产品可早些打入市场,二方面可确保货源,三方面可提供产品载具给设计业者验证的机会。



2.半导体制造业者上下游结盟:设计、制造、封装业,此时互相结盟,验证制程是否可行,产品封装可否通过测试。一方面设计公司有稳定的代工厂提供产品,二方面代工厂也可验证制程技术和客源的拓展,三方面封装业也推出先进的技术和客户的掌握;这风潮正席卷整个半导体界。



由于抢上市时间,拥有射频(或基频)晶片的业者向基频(或射频)业者授权或合作,提出蓝芽模组,如:Hitachi和Silicon Wave、STMicroelectronics向Ericsson授权Bluetooth Core。或者制程技术的合作,如:Philsar和IBM/CommQuest的SiGe制程。



3.设计服务业者从中获利:IP的设计服务业迅速蔓延到蓝芽。 EDA的主要供应商Cadence开发自己的Bluetooth Core并提供设计服务。 Parthus Technogies提供蓝芽的RF、基频和软体的技术授权。



目前蓝芽晶片分类


归纳目前业者提供的蓝芽晶片或模组有:



1).使用ARM Core的Bluetooth业者



1.Ericsson & Phipips



2.Nokia



3.Xircom(Ericsson module)



4.3COM



5.LUCENT Technologies



6.Mitel Semiconductor



7.Conexant/Philsar



8.Alcatel Microelectronics



9.Atmel



10.Innovation System/Broadcom(8051,也可用ARM)



11.TI



2).使用其他Core的业者



1.CSR:自行开发16-RISC



2.Innovent System/Broadcom:8051



3.Hitachi:H8



4.National:CR16



5.Digianswer:Analog Device programmable DSP



6.Troy XCD:68000 CPU



由于成本的考量,以CMOS制程较易且成本较低,因此BiCMOS和SiGe制程将会使用在RF部分。其中部分业者,如Cambridge Silicon Radio,Innovent Systems,Alcatel Microelectronics推出CMOS产品;Silicon Wave采用(SOI)BiCMOS技术开发他们的产品。



然而,CMOS需较大的耗电量,依封装不同可区分为:



1.Module:33弥漫性 17妈妈(Ericsson),25-30妈妈2 MCM,FC-BGA



2.Radio Module:CSP,Flip Chip,10 小 16妈妈,10 小 12妈妈orles是



3.Baseband:BGA,QFP,BGA



2.0版本可能仍然无法解决互通性问题


产业标准的建立,不是容易的事,尤其是利益分配不均时,更是如此。像USB与IEEE1394的竞争,液晶监视器数位介面标准的建立,就历经了一波三折,其实最主要原因还是商业利益的冲突。



蓝芽似乎比较没有这方面的困扰,无论是西欧,美国与日本,都很支持此项技术,因此蓝芽1.0版本,才能在1999年正式公布,但是随着厂商加入的数目愈来愈多,为了让大家都能享受到商业利益,因此2.0版本的推出(Bluetooth 2.0将包括LAN assess、Internet access、电子商务、VOIP、多媒体格式的支援、与加快传输速度等),将会更有助于蓝芽推展。



但是问题也来了,如果蓝芽包含的功能愈来愈多,各部分标准化的建立将更形不易,而且产品之间互通性的问题将需要更多时日解决,延迟商品化的时间将是必然的现象,如此将使得其他无线通讯技术有机可乘,甚至原本就支持不同规格厂商更是玩两面手法,针对不同无线通讯技术提出不同产品以减少风险。



初期以高价位笔记型电脑为目标市场


现今蓝芽最可能先出现于市场上的,是以高价的笔记型电脑为目标市场。 Toshiba、HP、IBM、Compaq与Sony虽然积极推出则是含有Bluetooth个人区域网路的笔记型电脑,但是却有几个问题必须面对。



首先,笔记型电脑必须透过有蓝芽的行动电话或LAP(未来笔记型电脑内建Cellular晶片,使其不需再透过行动电话上网),再连接至含有接取功能的基地站,才能连接上网路,因此带有蓝芽功能笔记型电脑的推出,只是蓝芽发展的初期阶段,未来仍需要建立一个属于蓝芽的环境,如此才能带动相关产品起飞。



第二,现今推出的蓝芽产品都是所谓的蓝芽PC Card,根据IBM预计于10月推出的蓝芽PC Card,可知其售价将达$189美元,面对售价只有200至500美元左右的掌上型装置,以及约100美元左右的行动电话来说,实在太过昂贵。



第三,蓝芽的传送器(Transmitter)将会减少可携式电池的寿命,相对于笔记型电脑与掌上型装置来说,蓝芽用电时间将更形逊色。另外厂商仍旧要苦恼未来蓝芽2.0版本推出时,版本整合的问题,所谓「牵一发而动全身」,这对​​于厂商来说,不确定因素实在太多。



较保守的估计,蓝芽起飞的时间点,将延至2002年初。如果蓝芽一直延后,对于蓝芽真是大大的不利,毕竟只要时间不确定因素一直存在,将会使得其他无线通讯传输技术建立更完整的环境,亦使得可携式产品的厂商会采用其他技术。



802.11b WLAN是主要竞争对手


9月底戴尔(DELL)宣布推出具有无线传输功能的Latitude笔记型电脑,但是他们不是采用蓝芽的技术,而是802.11b无线区域网路的技术。由于蓝芽与802.11b的操作环境都是在2.4-GHz频率进行传输,因此两者不能在一公尺之内同时存在,否则将形成所谓的干扰。戴尔此举也宣示了不能再等待蓝芽的缓步推出,甚至未来的不确定性,这是继苹果于1999年7月选择使用802.11b于iBook笔记型电脑之后,第三个笔记型电脑大厂推出802.11b的笔记型电脑(表一)。




《表意 Bluetooth与802.11b的比较》



另外,IBM的ThinkPad I系列亦提供802.11b无线区域网路能力,此系列相容于IBM之前宣布的高速率无线区域网路接取点(High Rate Wireless LAN Access Point)。不过,根据Wireless LAN Alliance表示,现今推出的802.11b的产品,价格也太高,约在90至100美元之间。



但是为什么这些PC大厂,先愿意使用802.11b的技术呢?由于笔记型电脑近几年来,亦走入资讯产品低价化的行列,因此PC大厂一直想寻求其他能够产生附加价值技术于笔记型电脑上,无线通讯的出现,无疑是替PC大厂寻找倒一个重要的机会。



现阶段802.11b一切都已经就绪,为掌握商机先行卡位,因此PC大厂先行推出802.11b的产品。更何况蓝芽模组不知道何时才会真正准备就绪,等到蓝芽环境与技术更明确化,相信戴尔、苹果亦会推出含有蓝芽的产品。



之前,易利信表示第一个模组将于2000年第一季开始推出,但是延至最近才会出来,加上初期不同厂商所制造产品间互通性的问题仍旧需要测试,工程可能将耗掉数个月之久。根据IEEE 1394的经验发现,IEEE 1394到目前为止仍旧有互通性的问题,可见得不确定因素亦让厂商持先期抢占WLAN市场,未来再静观其变的态度。



台湾厂商的机会及因应策略


国内在无线通讯产业虽然起步较晚,但是近年来在资讯产品的耕耘和制造上优势,极应在蓝芽旋风下抓住机会。我国在桌上型电脑、主机板与笔记型电脑都有极高的全球占有率(2000年第一季国内笔记型电脑的出货量占全球54%),以产品的占有率加上蓝芽无线传输功能,除可提高产品附加价值外,亦可利用这机会跨入无线通讯领域。



随着后PC时代的来临,个人用和可携式的产品更普及,国内业者因应潮流,推出IA联盟,国内业者也想找出核心竞争优势发展出利基的产品,上述的多项蓝芽应用产品几乎含括了IA产品。



国内三大晶片组设计公司,去年纷纷都有扩展领域的并购动作,以及多达127家IP设计公司创造17.5%的半导体产值;手机大厂Nokia、Motorola、Erisccin、Philips等大厂纷纷来台寻求代工,国内除了明碁、大霸、致福等通讯业者加入代工行列外,广达、华宇、仁宝等笔记型电脑业者也投入代工手机的阵容。



目前蓝芽模组未以单晶片(SoC)的型态出现或普及化,特别是射频与基频的整合皆为多晶片模组(Multi-Chip Module,MCM)的封装型式,而且,国内半导体业者晶圆代工、凸块(Bumping)技术和模组封装成熟,比较之下也为国内业者带来机会。



以此分析,我们轻易地发现:以系统产品代工的方式切入市场,进而以自有品牌将产品推出市场,将是国内业者必走的路。在这些环节中令我们感到隐忧的是-上游的射频技术人才缺乏;国内也有一些业者想加入开发RF IC,但是,技术门槛非常高,短期内难有成效。



另一可能的瓶颈是全世界目前拥有蓝芽RF技术的厂商皆为SiGe BiCOMS,国内在BiCOMS的制程技术尚需建立。这些产业链中不足的地方正是我国由资讯重镇跃升至通讯大国的关键。



此外,以现今蓝芽的市场状况,到底802.11b与蓝芽之间,要如何取舍呢?由于台湾都是以中小企业为主,不大可能玩得起「两手策略」,因此我们所能冒的风险的确很低。假如蓝芽模组技术一直延迟量产,那么持续等待就是愚昧。虽然802.11b似乎在产品的发展上,比蓝芽提早一步,但是蓝芽技术成为未来无线通讯规格主流的事实是不可能改变的。



「跟着大厂走准没错」,微软和Intel最近多次公开宣示推动蓝芽的决心,因此多参与国际蓝芽研讨会或与大厂密切联系,以获取第一手资讯,像Comdex Fall 2000,以及12月初于San Jose即将举行的Bluetooth Developers Conference,由于蓝芽的潜力无限,只要是大型展览或研讨会,就会吸引大部分的厂商参与,因此这是很重要与大厂交换讯息与意见的机会。现今国际市场上,​​有些较有技术的小公司,国内厂商可以与其策略联盟,获取到关键性技术。



结语


蓝芽无疑地会成为主流的无线通讯技术,这是蓝芽最大的优势,不过,在此过渡期,其他技术依旧有很大的挥洒空间。从来没有一个技术像蓝芽一样一推出就受到美国、西欧与日本等厂商的全力支持,这比液晶监视器的数位介面,USB与IEEE 1394,CDMA 2000与WCDMA的竞争来得顺利,只是这只麻雀,何时才能变凤凰呢?可能要等到2001年底,蓝芽2.0版本推出之后才能见端倪。



相关文章
室内定位启动 创新位置服务新应用
无线感测监控不遗漏 精确掌握储槽液位耗能
多功能平面清洗机构
以微机电整合远端红外线与蓝牙戒指的厂办系统
结合吹风机之多功能装置
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» 美光针对用户端和资料中心等市场 推出232层QLC NAND
» 摩尔斯微电子在台湾设立新办公室 为进军亚太写下新里程碑
» 爱德万测试与东丽签订Micro LED显示屏制造战略夥伴关系
» 格斯科技携手生态系夥伴产学合作 推出油电转纯电示范车
» Arm:因应AI永无止尽的能源需求 推动AI资料中心工作负载


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3  v3.20.1.HK84T4CYS98STACUK6
地址:台北数位产业园区(digiBlock Taipei) 103台北市大同区承德路三段287-2号A栋204室
电话 (02)2585-5526 #0 转接至总机 /  E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw