3G＋WLAN双网手机市场与技术发展趋势

工研院经资中心产业分析师林韦志

2005年全球手机出货量可达到7.3亿支，不过随着新兴市场的逐渐饱和，未来手机市场的年成长率将跌破10％，工研院经资中心产业分析师林韦志表示，2007年以后，换机市场将成为支撑手机市场成长的主力，所以更多新兴功能的手机以刺激换机市场的成长，成为手机制造商最重要的任务之一。另外，随着3G服务的逐渐上路，3G手机预计在2009年超越2.5G手机，成为手机市场主要的支撑力量。

《图一》

除了3G手机可以提供的服务之外，未来在手机里面将整合越来越多不同的通讯标准，包括蓝芽（Bluetooth）、卫星定位（GPS/AGPS）、无线区域网路（WLAN）、数位影像广播（DVB-H）等，也就是多模手机，其中整合WLAN标准的双网手机，更是台湾厂商在未来手机市场相当有机会的领域之一。由于多模手机必须整合多种通讯标准，所以射频（RF）模组成本的降低，就成了重要的零组件技术发展趋势。透过制程的改进，将所有射频零组件包括功率放大器（PA）与收发器（Transceiver）使用CMOS制程实现，接着再整合成单一的射频晶片，再进一步将射频与基频晶片整合成单晶片。

在手机与关键零组件厂商的策略方面，全球第一大手机厂Nokia除了扩大行动语音市场之外，行动多媒体与企业行动化应用也是未来发展的重点，并于2005年下半年推出企业用的VoIP over Cellular/WLAN产品；Motorola与Samsung也陆续的推出双网手机，不过Nokia与Motorola都强调企业应用，Samsung则是强调多媒体功能。另外，TI已经推出WLAN单晶片，搭配其OMAP平台，也可导入双网手机的应用中。

要推展双网手机，公众无线区域网路的建置是相当重要的，林韦志指出，完善的公众无线区域网路能解决最后一哩（Last Mile）的问题，普及无线区域网路的覆盖率，也提供双网手机需求成长的良好条件。目前台北市就相当积极投入公众无线区域网路的建置，目标是全市人口稠密区90％的涵盖率，范围是全球其他城市当中最大的，目前进行到第二期，涵盖率大约50％。但以全球来说，广域或城市级的公众无线区域网路，目前仍以市政需求为主要开发，供民众使用的区域仍小。

UMA（Unlicensed Mobile Access）与SIP（Session Initiation Protocol）两种通讯协定的发展，将带动双网手机市场的发展，UMA支援GSM/GPRS、WLAN与蓝芽等标准，英国电信（BT）、Vodafone等营运商提供UMA协定的服务，优点是网路自动接续较为便利、同时适合企业与家庭用户；SIP则支援所有无线通讯标准，NTT DoCoMo提供SIP服务，适用于新兴或未来的无线通讯标准，同时手机的设计也较为简单。 UMA利于固网业者用来在家庭市场中推动FMC服务。

《图二》

双网手机平台式设计前瞻

Agere杰尔系统行动通讯部门资深行销经理Brian Schreder

3G时代的来临，更多新兴的通讯标准问世，目的就是为了扩增手机的传输频宽，以便导入更多的应用，Agere行动通讯部门资深行销经理Brian Schreder表示，GSM已经成为全球行动通讯网路的基础，许多新兴标准都是在GSM平台上发展的，而GPRS是目前最主流的协定之一，传输频宽更高的EDGE在2005年开始发展，而搭载两个通讯标准的双模手机则提供了2.5G与3G网路的效能，HSDPA标准则是行动宽频应用最佳的选择。

在发展一只成功的手机技术时，主要有三个步骤，Brian Schreder指出，第一是研发阶段，需要找到适当的软、硬体解决方案，而这样的平台必须通过GCF与IOT测试；第二个阶段就是将解决方案最佳化，挑选在价格、效能、整合度、耗电量等方面都最佳化的零组件，并设定产品的主要应用领域；最后就是增加功能的阶段，进一步将硬体零组件的整合度提升，选择最少晶片的解决方案，再强化应用的效能与丰富性。

在成本部分，对于多数台湾手机制造商来说都是相当重要的部份，GSM手机的成本目前为50美元左右，已相当稳定，除非零组件技术有重大的突破否则降价空间不大；但是WCDMA手机的整机零组件成本目前则还在80～90美元左右，预计到2007年随着出货量的提升与技术的推进，可以下降到70美元左右。另外，整机模组体积的大小也是一个相当重要的问题，随着更多功能的整合，目前GSM产品的体积一般在400mm?左右，而WCDMA产品则还要500～600mm?，不过随着IC的整合度提升，2007年以后，将缩小到500mm?以下。

《图三》

双网手机处理核心整合设计

TI德州仪器科技委员会委员/亚洲技术应用经理杜王平福

UMTS（全球行动通讯系统）在3G时代，提供所有行动通讯标准漫游的服务，2004年具备UMTS功能的手机出货量已成长至2500万支，2008年预计会成长至4亿2000万支。除了整体市场的发展之外，许多趋势的发展并为厂商带来不同的市场机会与产品需求。

由于手机产品的诉求与市场的区隔，TI科技委员会委员/亚洲技术应用经理杜王平福表示，手机的产品发展将会越来越两极化，所以功能简单的低阶产品与拥有完整功能的高阶产品都会有相当的需求；低阶产品的利润虽然较低，但是在包括印度、南美、东欧、中国大陆与发展较落后的部份亚洲地区，都具备高度成长潜力，从2004～2008年这些地区的手机出货量平均成长率为23％，以30～40美元的低价手机为主。

另外，手机中将整合更多无线通讯技术，包括蓝芽、无线区域网路与GPS/AGPS等，预计2008年接近20％的手机将具备WLAN连网能力，更有超过50％的手机搭载蓝芽技术，所以晶片供应商必须提供高度整合、低成本、低耗电的单晶片产品，才能符合手机制造商的需求；具一项市场调查显示40～60％的手机使用者对于手机上看电视的功能感到兴趣，Nokia、Siemens/Benq、Samsung的手机大厂也已经推出具备DVB-H功能的手机样品。

未来的手机核心处里平台应该具备弹性扩充支援架构，杜王平福指出，这样的架构可以因应客户的不同需求而随时扩充，单一架构支援多种标准与所有的市场区隔；软体的可重覆使用可以节省许多研发时间，加速产品上市时程，Modem电路与应用处里器也必须整合至处里核心的架构中，最后透过先进的90或65奈米制程与数位射频处里器（Digital RF Processor ；DRP）技术，可以有效的降低成本。

在目前Mobile WLAN技术还未整合到核心处里架构之前，低耗电的WLAN单晶片就成了欲发展双网手机的厂商最好的选择，除了硬体之外，可以与现有核心处理架构相互支援的软体也是厂商在导入设计时相当重要的考量。

《图四》

双网手机WLAN晶片设计

Philips飞利浦半导体资深技术行销经理蒋益杰

在原本WLAN技术制定时，并没有规划其可携式应用，所以在双网手机的应用兴起之后，要将WLAN功能整合到手机当中，最大的挑战就是耗电量，飞利浦半导体资深技术行销经理蒋益杰指出，手机用的WLAN晶片需要尽量把待机耗电量与操作耗电量降低，同时透过高整合度与先进制程缩小产品体积，值得注意的是非可携式产品对于晶片高度并没有太大要求，而可携式应用由于产品特性的要求，通常都需要维持晶片高度在1.4mm之内。

WLAN与Bluetooth同样都使用2.4GHz频带，在发展双网手机之前，Bluetooth导入手机的应用已经相当普遍，所以也有厂商将WLAN与Bluetooth晶片整合，提供同时需要两种技术的手机制造商，更方便的产品选择。蒋益杰表示，在蓝芽IEEE 802.15.2里，提供多个与蓝芽共存的做法，可共存的协定为Alternating Wireless Medium Access（AWMA）与Packet Traffic Arbitration（PTA），无法共存的协定为Adaptive Frequency Hopping （AFH）与Adaptive Packet selection。

也因为尚存在着一些无法共存的协定，所以目前晶片供应商的作法是透过小型模组的方式，提供WLAN与Bluetooth整合模组解决方案。在手机用WLAN晶片与系统整合部份，最好能够提供参考设计方案，并提供足够的软体与应用支援，在产品开发时才会更为顺利。蒋益杰说明，双网手机透过支援UMA协定的桥接器（Access Point），就可以进入网际网路中交换资料，不仅资料传述速率提升、通话时间提升、消费者帐单消费降低，是个对于消费者非常有吸引力的[新兴技术。

《图五》

双网手机测试验证要点

R&S罗德史瓦兹系统应用工程部副理蔡文璋

产品的测试与认证是上市前相当重要的工作，透过完整的测试一方面是让产品品质有保障，一方面也是避免产品出现瑕疵而使公司的商誉受损。罗德史瓦兹系统应用工程部副理蔡文璋表示，在3G应用领域，3GPP是负责标准与测试规格的制定，GCF（Global Certification Forum）是欧洲、亚洲与南美洲定义频带使用认证规格的组织，通过该测试的产品就可以在上述地区销售。而PTCRB（PCS Type Certification Review Board）是北美地区定义频带使用认证规格的组织，同样产品欲在北美地区销售也必须通过该项测试。

另外，在北美地区还有一个有关于天线电磁方面的测试，称为CTIA（Cellular Telecommunication & Internet Association）。这些测试主要就是为了验证产品的RF射频功能是否完整？遵不遵守通讯协定（Protocol）中的规范？也就是要求产品在规范中达到要求的功能，因为无线频谱属于公有财，所以产品遵守规范相当重要，同时整合WLAN与手机的产品在检测上更复杂，所以在产品设计阶段就需要对此具备完善的考量。

另外，在WLAN标准检测方面，目前主流的标准为IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g，蔡文璋指出，由于这三个标准都有部份不同的频带、传输速度、调变方式，因应这些特性，在检测、验证部分需要注意的重点也不同，而因应其在手机使用环境中也有部份不一样的要求，是厂商所需要注意的重点。

（整理、摄影＼廖专崇）

延 伸 阅 读

双网手机（行动电话能在2G/2.5G/3G和WiFi热点无线网路间通话）最近成为热门话题，这是因为WiFi无线上网无论是住家或大楼建筑都会地区的热点快速扩充，但是WiFi无法全部代替无线网路，主要的是它仅适合建筑内的高密度区域使用。相关介绍请见「 WiFi电话－双网手机」一文。 这个讨论早就开始了。由于VoIP得到广泛的回响，一些技术导向的厂商也急于寻找下一代应用杀手的产品将WiFi技术的VoIP电话和行动电话整合在一起，现在时间已临推动VoIP技术到家庭和小型企业，VoIP电话的技术和运作系统也已就位将其经验传承全面性的客户。你可在「 WiFi的VoIP准备好​​了吗? 」一文中得到进一步的介绍。 内建WLAN的手机将是未来手机发展的长期趋势，依据In-Stat/MDR的预测，双网手机从2005年至2008年每年的成长率将会介于270％～940％之间，而到了2008年时，约有22％左右的手机都会有WLAN。在「新通讯时代下的产物－双网手机」一文为你做了相关的评析。

市场动态

可以收看电视节目、线上收听下载广播音乐、玩3D线上游戏，以及获知交通、股市即时状况等多元应用服务的双网手机，会在年底开始萌芽，国家资讯通信发展推动小组双网整合办公室（NICI ）评估，到了2009年，全球每三支手机中就会有一支是双网手机。相关介绍请见「NICI：双网手机2009年可望普及化」一文。 所谓「双网整合」，是指结合行动电信网路（GSM/GPRS或3G）与无线区域网路（WLAN）而成的技术。也就是将WLAN与GPRS或3G一起整合到手机内，让使用者能透过双网手机连结到无线区域网路提供各项应用服务。你可在「 宏碁团队催生全球第一座「双网应用科学园区」」一文中得到进一步的介绍。 号称全球第一的双网应用示范区在南港软体园区正式启用，由经济部工业局指导，宏碁、微软、合勤科技、台湾大哥大等业者所推动，在园区内提供免费无线上网。经济部视双网技术为行动台湾的前身，将推动全台800万人使用无线上网。在「 双网应用，行动台湾 从南港园区启动」一文为你做了相关的评析。