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行动电视下的新兴产物-Silicon Tuner!!
 

【作者: 孟祥鈞】2006年12月11日 星期一

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早期人类在开车时大多只有音乐服务相伴(例如:FM、AM Radio),随着科技的日新月异,现今人类在开车时不仅可以透过DVB-T的技术接收数位电视收看,甚至在往后几年内手机电视世界也将被实现,然而手机电视的收讯功能跟过去WLAN、 GSM、甚至是蓝芽不一样,手机电视是以宽频讯号收进手机中,再透过调谐器选择想要的频道,实际上的运作比一般的RF transceiver复杂,甚至需要SAW来做镜相率波,但电子产品轻薄短小的趋势却无法容忍装有铁壳如此大体积的Can Tuner。


因此为因应行动接收的到来,Silicon Tuner也逐渐兴起,根据各大研调机构预测以及笔者市场搜寻,至2009球Silicon Tuner应用的量至少在1.1亿以上,若以Mobile TV Tuner来看2006~2010年CAGR为75.6﹪,如此乐观的成长速度与市场,以下就Silicon Tuner做整体市场预测与技术分析:


二、Rep​​lace CAN Tuner的Silicon Tuner


《图一 Silicon Tuner取代性》
《图一 Silicon Tuner取代性》

传统的用铁壳兜离散元件以及调整线圈来最收讯微调的称为Can Tuner,Can Tuner的历史想当久远,从早期CRT无线类比电视即是整个Can Tuner的历史,此产品领导厂商就是飞利浦跟Sharp。但是Can Tuner合计主被动元件将近130个,金属铁壳以及PCB板都是硬体成本负担,现在一般均由中国大陆厂商进行代工,台湾产量最多的即是冈大以及奇景,仅少部分高单价小体积的微型Can Tuner,但需要四到六周的供应链时间,因此Silicon Tuner的出现解决了相当多的问题,下面六个要点说明为何Silicon Tuner能够取代长达30年的Can Tuner技术:


1.整合度:

Silicon Tuner是将整个原来Can Tuner电路集积化,但由于有太多被动元件所组成,目前一个Silicon Tuner大约可以将震荡源、Mixer、Filter、部分电阻电容整合,约可较一般Can Tuner节省8成的面积。


2.Multi-Tuner:

目前数位电视常常强调子母画面(PiP,PoP),但若两个频道其频段不一样的时候,Silicon Tuner可以用堆叠的方式并成一颗。


3.可靠度:

传统的Can Tuner不耐摔,更容易随着时间元件结构性老化,但Silicon Tuner为IC结构较无此一问题。


4.Supply Chain:

从以前就一直困扰整个电视机厂商的供应链,每一个Can Tuner都需要人工调教,往往传统电视机的供应链在制造与出货时,瓶颈一直都卡在Can 上,Silicon Tuner可以解决此一问题。


5.体积:

Silicon Tuner将近是一般Can Tuner的十分之一,即使近期出的微型2CC Can Tuner,Silicon体积仍较小。


6.Product Roadmap:

整个产品线的Roadmap一直朝向Silicon 走,以前NB 内建TV Module都是用Can,但目前许多TV Module已经用Silcon,例如圆刚采用Xceieve的Silicon Solution,而目前DVB-H Tuner几乎都是采用Silicon ,未来Pocket TV也会渐渐用Silicon Tuner,现在连STB也逐渐采用Silicon Tuner。


Silicon Tuner主要市场


《图二 DTV Dongle》
《图二 DTV Dongle》

目前用在Silicon Tuner最广泛的市场是在USB Dongle ,根据笔者统计整体2006年USB Dongle市场在450万颗,加计消费性NB内建模组总计NB相关市场在1,100万颗的量,上图即为整个USB Dongle的拆解图,一般Silicon Tuner搭配一颗Demodulator,左下角一颗小颗的X'TAL。


目前台湾厂商的SOLUTION 搭配不外乎用Microtune以及宽达的Tuner搭配,咏发、Zarlink以及瑞昱的Demod已经有整合USB2.0 Phy版本,整体报价在3~4美元左右。


目前USB Dongle因为受中国大陆以及台湾二现场激烈竞争,整体市场报价甚者已到20元美金的报价,台湾DTV Dongle领导厂商如宏想、富诚、微星、东雅电、广寰、力竑‧大陆如Malata以及新科都有其产品。


下图飞利浦公布最新的DVB-H Solution,主要是应用在手机看电视上,名为BGT215,该装置适用SiP方式将Tuner以及Decoder合在一起,体积约7*7*1.2mm3相当小,非常适合用在电视手机当中,尤其Tuner的功耗在150mW,以0.25微米BiCMOS制造、Die Size在5mm2,也就是每片Wafer可以切1,570颗Die,若以Wafer price 1,200美金,其成本大概在0.75美元左右。


整体而言,由于DVB-H其Tuner的难度不如DVB-T,因此困难的地方会是在DVB-H的Demod Performance,因此厂商预切入电视手机领域,Tuner与Demod缺一不可,这也是为什么Philips 、Siano、TI、Freescale都是同是拥有两种产品的原因。


Silicon Tuner架构解析


《图三 Philips DVB-H解决方案》
《图三 Philips DVB-H解决方案》

若要谈Silicon Tuner,Microtune可以说是该产业的代表,Microtune是目前在市场有量产DVB-H产品的公司,公司2005年在DVB-C领域市占率达34%,Cable产品占公司营收将近六成,Microtune到现在还是处于亏损的状态,但是股价仍维持在5-6美金,可以想见市场对Microtune的认同度与期待。


Microtune 2060主要专注在STB市场以及PC TV市场,其接收频率范围从48MHz到860MHz,3.3V input,下图为Microtune主力产品MT2060的方块图。


任何Tuner技术主要的Know how是在于如何透过升频与降频的方式,将频道附近的杂讯以及不想要的邻近频道,用SAW Filter给滤除。以MT2060为例,Microtune2060在天线接收之后经LNA放大,并收集讯号进行升频,同时藉由Mixer以及同步震荡源,定住想要的频率,再由内建Filter进行第一次的滤波,滤过之后再用第二Mixer以及第二震荡源同步降频,再利用一颗外挂的镜像抑制滤波器将镜像杂讯滤除,最后调整至最终标准中频,传输给Demod,直接做解调变。



《图四 MT2060 架构图》
《图四 MT2060 架构图》

Silicon Tuner市场

根据In-Stat预测,In-Stat将收讯端的元件分为Tuner及Baseband端:


1.Baseband端:

BB端意指Demodulator(解调变器),包含的功能区块包括1. 解多功分流的Demux、2.类比转成数为的ADC、以及处理正交分频多工调变的(OFDM ),上述的各种功能已经整合成一颗Demod,由于Demod属于数位IC产品,跌价幅度较快,现在如DiBcom与咏发进展到0.13微米混讯制程,DiBcom预计明年90奈米产品会开始量产DVB -H的Demod,In-Stat估计2010年产值可以到250百万美元,06~10年CAGR为50.2%。


2.RF端:

RF是指Silicon Tuner端整体的06~10年CAGR为75.6%,整体产值到2010年约240百万美元,整体市场的量约1亿颗。


整体而言,Silicon Tuner可以分为五个主力市场:


1.Automotive:

车机的市场最难切入,除了传统半导体厂商(Freescale,Philips,Renesas)靠着长年关系可以有接触之外,单纯的台湾Fabless厂商很难有施力点,由于车机需考量高速Mobility的性能,好的车机需要两根以上的天线做Diversity的Comparison,目前咏发为国内切入车机元件的首要厂商。但是在考量效能情形下,Silicon Tuner要取代传统Can,短期内较难显现。


2.Handset:

手机因为考量到体积与成本的问题,DVB-H的元件很多在这里都是用SiP方式做进手机中,且考量到蓝芽、3G、WiFi干扰问题,因此手机仍有一定的进入门槛。


3.PC:

NB领域是目前量最大的市场,但是当初为了Promote NB内建模组,当时的解决方案都是A+D,以至于目前仍以A+D方案为主流。


4.DTV Dongle:

Dongle市场是所有应用端中最早转用Silicon Tuner的产品,2000年初国内有几款Mini Can的Dongle,但8CC Mini Can价格不蜚(5-6美金),直到04年Microtune出了MT2050,Silicon Tuner才广泛用在DTV Dongle。


5.STB DTV:

市场预估STB市场会是明年Silicon Tuner开始取代的一年,现在有很多STB随着LCD TV推出,也日益轻薄短小,如东硕推出的壁挂式STB,体积仅如手掌大。此外,LCD TV内建DTV Tuner ,也开始成为必备功能,国内几款电视声宝、歌林、东元已陆续推出内建Silicon Tuner的LCD TV产品。


根据笔者资料整理与估计,应用在Handset Device的DTV至2009年就有40百万台,05~09年CAGR就有151%,在DTV for NB端包含Dongle以及内建电视模组,其中2006年NB约650万台内建电视模组,其余Dongle约占400~450万台,随着消费性NB突破整体NB五成以及DTV渗透率攀升,加计NB每年两成增加下,09年约有40百万台的DTV需求,05~09年CAGR就有65%。


此外,STB内建Silicon Tuner可分成Can in IC以及Tuner on Board两种市场,初期预比重为9:1,但至2009年厂商可以克服讯号干扰问题后,预估可以攀升到5:5,估计09年约有33百万台内建Silicon Tuner,预计05~09年CAGR为78.4%。


整体而言,2009年全球约有1.13个应用单位会使用Silicon Tuner,Tuner的跌幅每年约10~15%,至2009年整体产值约为189百万美金。








































































Silicon Tuner Market Froecast
Munits 2005 2006 2007 2008 2009 05~09 CAGR
DTV-NB 5 11 19 28 40 65.0%
STB-Si 3 6 14 26 33 78.4%
DTV-Handset 1 2 8 15 40 151.5%
Total available 10 19 41 69 113 84.9%
ASP 3 2.3 2.07 1.86 1.68  
市场产值


(avaiable)

29.0 44.2 85.5 128.8 189.4  
1.Based MKT Booming on Soaring CAGR(65%,78%,151%)
2.Grow up to 189 MUSD(e.q.60B NT)for Taiwan Fabless Available


Source:IC Insight(2006/4)


"


结论与建议

Silicon Tuner仍有独立生存的空间:

以DVB-H的解决方案来看,几乎都是以SiP方式显现,主要的重点在于除了Tuner整合尚未完成以外,Tuner设身考量的问题太多,现在连把Tuner用在Tuner on Board其良率上都有困难,少了铁壳后问题会更多,何况又要整合其他被动电路以及Filter的议题要解决。


2.PCTV是目前Silicon Tuner主力市场:

就目前市场而言,DTV的USB Dongle市场尚未起飞即已经陷入杀价,2005年出厂价格还在1500元台币以上,现在有的已经不到500元,相关的Silicon Tuner市场单价也从5元陡降至2.5元,笔者认为消费者的使用认知以及退货率高居不下,是其经销商不愿大力推广之主因,经销商不愿推广与备货,导致Silicon Tuner厂商出货时呈无法掌控,恶性循环下台湾DTV Dongle出货有衰退趋势,估计现在台厂领导厂商宏想、微星、富诚每个月的量不到40k;但是相反的,NB内建TV模组倒是稳健成长,WW一年的量大约650万,不过这边的市场却是被Xceive所掌控,主要是因为Xceive有类比+数位电视的解决方案,由于内建类比Demod,其报价有到6~8元,而且NB内建模组OEM厂商首重收视稳定度与良率,一有闪失将会对NB厂商有重大退货损失,因此不轻易汰换,所以其他Fabless厂商切入此一市场有一定的难度。


3.功耗考量:

传统的Can Tuner功耗在400mW以内,与目前市面上的750mW~1W之Silicon Tuner有一段差距,若未来DVB-H要兴盛,估计Demod+Tuner要压到500mW以内才会符合行动收视的经济效益,因此未来Silicon Tuner需要解决当务之急是在功耗上。


4.专利:

Microtune _file了60多个patent,Siano也_file了18个,都是希望吓阻其他后进厂商,并对未来M&A或专利战作盘算,未来专利战在Silicon Tuner将无可避免。


5.制程微缩压力仍不大:

Tuner早期即是用离散元件调出来的,因此与数位IC架构完全不同,即使目前有多种纯CMOS 0.18微米版本的Silicon Tuner,因为被动电路占了整个Die的85%、数位电路只有15%,导致无法靠制程有效微缩;此外离散元件还有20~30个要进行整合,为减少系统厂商成本,因此还要整合其他离散元件,以缩小PCB面积。


6.Cost问题:

价格压力仍是考量重点,Can Tuner的价格不见得比Silicon 差,在考量收讯灵敏度以及效能后,STB或是LCD TV厂商不见得会立即有替换Can Tuner的诱因,此外用在Image Rejection的SAW Filter,目前多还是外挂形式,SAW Filter单价约在0.2~0.3美金,成为离散元件中成本最高者,现在有许多厂商开始进行Image Filter的整合工作。


综上所述,Silicon Tuner仍有许多好处,就如同过去RF元件在版子上有好几颗,现在却只有一个RF Module一样的历史演进,加上电子产品Mobility的盛行,笔者估计未来2009年可以应用在Silicon Tuner约有1.13亿个单位,若有些高档NB、PCTV Module或STB需要不同频段的PiP、PoP功能,其每个应用单位上什至需要两个Tuner作收讯,因此实际上的数字可以估到1.3~1.4亿左右。


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