3G手機市場的開拓，有賴更低廉的元件、技術和設計方法。目前許多國外大廠都推出或計劃推出超低價的3G手機解決方案。它們不只價格低廉，而且體積小、傳輸速率高。除了3G手機晶片必須低價和普及以外，電信業者是否願意將其無線網路升級至3G，也是3G手機市場能否更加興盛的關鍵。

市場的需求和考驗

為了滿足3G手機製造商的需求，晶片廠商的設計目標是能夠支援多媒體應用的超低價方案。而這場競賽，正在開打中；第一回合的勝負結果將在2006下半年或2007年分曉。

3G手機將不僅能傳收電話訊息，還要能支援許多種應用，這對晶片設計商而言，是一大挑戰。但大多數的晶片廠商都認為未來3G和3.5G手機的流行，將會帶來大利潤，因此，現在的巨額投資是值得的。這種趨勢將會使3G手機的關鍵零組件與技術降價。對3G手機製造商而言，這將是一大福音和大機會。不過，要如何才能達到超低價的目標？仍然考驗著晶片商和製造商的智慧和能力。

電信業者視用戶需求來決定要選用何種技術，晶片設計商通常會參考電信業者的決定。手機製造商則最後促其量產和普及。目前電信業者在人多的地區架設W-CDMA網路，在人少的地區則架設EDGE網路。有些電信業者已經從GPRS升級到W-CDMA，有些則是跳過W-CDMA，直接升級到HSDPA。因此，3G市場是如此的渾沌不明，也難怪手機製造業者至今都還舉棋不定。然而，對台灣業者而言，中國市場仍是最優先的目標。

不管電信業者的態度如何，全球所有的3G手機晶片商和製造商都一直承受著市場的壓力，這個壓力來自於消費者要求價格低、體積小、耗電低，同時還要改善性能和增加新功能。無怪乎目前的3G手機工程師必須非常辛苦地工作。

WEDGE和其它標準

目前最被看好的3G晶片，是業界統稱為WEDGE的晶片。它支援W-CDMA、EDGE、GPRS、GSM和HSDPA標準。如(圖一)所示。

《圖一　下載速率的比率 》

Broadcom於2006年第一季推出CellAirity晶片，這是一種WEDGE晶片。它的單價與2G一樣，但具有3G的功能。Analog Devices則推出SoftFone-W晶片。Quorum Systems、Sirius Wireless、Sequoia Communications則推出各自的WEDGE多模射頻傳收器（multimode RF transceiver）。正當晶片商紛紛推出WEDGE晶片時，全世界的電信業者也陸續更新其無線電話網路。目前大多數的電信業者是選用W-CDMA/EDGE網路。EDGE之後是HSDPA，它的傳輸速率理論值是8-10 Mbps。HSDPA之後是HSUPA，不過，目前HSUPA通訊協定標準還在制定當中。雖然，大多數的全球電信業者現在仍然對3G和3.5G技術裹足不前，甚至對到底要選用WEDGE、HSDPA或HSUPA出現爭議，但是，仍然有少數國家的電信業者已經更新至HSDPA了。

根據Broadcom所稱，CellAirity WEDGE晶片可以將手機的製造成本壓低至100美元以下，而且它的電池壽命和2G相等。採用CellAirity晶片的手機已經通過互通測試和網路測試。它可以在2G和3G網路之間切換（roaming）。通常，WEDGE晶片內部具有一個硬體加速器，以減少3G手機的耗電量。此外，為了縮短上市的時間，它的射頻介面是可程式化的。在多媒體應用方面，具有一個數百萬像素的相機、視訊錄影和播放、MP3播放、和絃鈴聲（polyphonic ringtone）。在其它應用方面，可能還包括：Wi-Fi、VoIP、GPS和Bluetooth。在軟體方面，則包含：作業系統、驅動程式、通訊協定堆疊、應用程式。例如(圖二)是Freescale的MXC平台，它可以實現許多種目前流行的消費裝置，例如：智慧型手機（smartphone）、MP3播放機、DVD播放機、數位相機。

《圖二　Freescale的MXC平台》

射頻晶片

雖然，基頻晶片的市場幾乎被國外大廠壟斷，例如TI、Freescale、Qualcomm…等，但是，目前的射頻傳收器（RF transceiver）晶片仍然有很大的成長空間。這些射頻晶片大都是CMOS單晶片，專門支援「多模式應用（multimode applications）」。

由於3G至4G之間的技術標準有很多種，但最後市場會傾向於哪一種標準，目前尚不清楚，所以大廠都不願意貿然投入，這樣的渾沌現象就給了許多射頻晶片設計公司生存的機會。一般而言，3G射頻傳收器晶片具有下列的特徵：

《圖三　WEDGE射頻傳收器》

下面介紹幾家射頻晶片設計公司所推出的產品：

Quorum Systems

他們的SerenoQS3000是一顆超低功率、多頻帶（multiband）、多模的WEDGE射頻傳收晶片。它可同時支援七個頻帶，三個HSDPA、四個GSM；它遵守3GPP Release 5的規範，也可支援八個HSDPA頻帶。如(圖四)所示。它內建有許多個低雜訊放大器（low noise amplifier），因此，可以減少外部元件的數量。

《圖四　SerenoQS3000支援多頻帶》

Sequoia Communications

他們的SEQ5400傳收器是使用「極調變（polar modulation）」技術，將訊號的相位和振幅分開，以降低耗電量。這種特殊的可降低功率之技術是該公司的專利。

Sirific Wireless

他們的SW3200傳收器支援五個W-CDMA頻帶和四個EDGE、GPRS、GSM頻帶。它還具有HSDPA Category 9的功能，下載速率可達10.2 Mbps。

Qualcomm

最近推出一顆UMTS/EGPRS射頻傳收器晶片，它具多面向接收功能，可以增加網路的通訊容量，而且也支援GPS。

Freescale

最近推出一顆符合Category 8 HSDPA和HSUPA標準的射頻晶片。它是針對日本市場設計的，也支援三個W-CDMA頻帶和四個GSM/GPRS/EDGE頻帶。在多媒體週邊介面方面，它支援MP3播放器、藍芽、相機、GPS，而且加上這些週邊裝置之後，其體積並不會變大。

上述的射頻晶片都是針對下一世代的3G高階手機而言，不過，也不能輕視低階手機的市場。對第三世界而言，40美元的GSM手機正是他們能夠接受的價位，而這個商機是很龐大的，並且不會小於3G高階手機的市場。所以，目前有許多手機晶片大廠也同時推出低階手機的解決方案。這也帶動了許多家專門設計低階射頻晶片的公司之成長。

系統商的開發策略

對於大多數從事系統整合的國內業者而言，要如何以最低的成本實現3G手機的功能，更是經營上的一大挑戰。茲分析需要克服的關鍵之處有：

產品開發的時間要短

每一款新型手機的壽命大約只有3－6個月，而最耗時的就是軟體的開發。因此，系統整合商大都會與晶片商和國外專業的通訊軟體公司合作，使用晶片商所提供的硬體平台，以及通訊軟體公司所提供的嵌入式作業系統與通訊協定堆疊。使用者介面和多媒體軟硬體功能則大都由系統整合商自行設計。由於要整合的技術種類很多，而且環環相扣，稍有不慎，很可能功虧一簣。而且開發時間會影響到交期，交貨遲緩更會嚴重損害公司的信用。

品質要好

目前有些廠商的3G手機的品質還不是很理想，其附屬的多媒體功能常常會發生故障，例如：MP3播放功能會突然地失效或失真。這大多數是因為軟體的錯誤或硬體元件失效所導致。尤其是主CPU要和外部的多媒體晶片互通時，經常會發生不正常中斷、存取錯誤的記憶體位址、影音資料突然遺失或暫停、播放速度忽快忽慢………等現象，這些大都是因為硬體介面不匹配、軟體介面不相容、所設定的FIFO大小或資料填補的臨界值不對、作業系統設定錯誤、執行緒的環境切換（context swtich）有誤…等因素所造成的。

價格要低

所有零件和軟體的價格、以及製造的成本都必須盡量降低。因此，有些國內廠商會聘請薪資比較低的印度或中國工程師來台灣工作，以協助開發。不過，就長期而言，為了不斷提昇自我研發實力，和累積技術基礎，研發經費是不能隨便縮減的。此外，所需記憶體的容量和使用協同處理器（co-processor）都會增加成本，這必須倚靠精明的硬體模擬器（simulator）來做取捨，以決定哪些要用硬體來實現，哪些則要用軟體。這方面的評估作業是國內業者比較欠缺的。

要掌握關鍵技術

大體而言，3G手機的關鍵技術有二：一是3G晶片、另一是通訊軟體技術。可惜目前這兩大關鍵技術都掌握在國外大廠手裡。任何一個新規格或新應用、原型機、以及商品化的產品，幾乎都是由他們帶頭制定和開發的。不過，由於開放原始碼的流行，國內廠商仍然可以利用這些免費的資源，自行開發富有附加價值的多媒體軟體和硬體，例如：語音和視訊編解碼器、以及相關的驅動程式或中介軟體（middleware）。此外，為了加速開發和降低成本，國內業者也欠缺開發所需要的好用工具，例如：仿真器（ICE）、模擬器、包含除錯功能的整合型程式編譯環境（IDE）、可將編譯好的程式快速下載至記憶體的特殊工具……等。

結語

與其它產品相比，手機電路板是非常精細的，通常它是六層板或以上的架構，因此，硬體工程師是很難在它上面除錯的，全部有賴佈線和製程的品質，以及韌體工程師的除錯功力，如此，才能一次做好。否則，反覆修改的結果，只會喪失商機。

由於3G手機的技術門檻很高，所以，國內目前真正有從事3G手機開發的廠商並不多，因為和其它電信產業一樣，廠商都必須具備健全的財務實力才行。不過，目前仍然有業主盲目地投入，甚至想整合所有的多媒體和通訊功能，譬如：MP3播放器、藍芽、相機、GPS、WLAN……等，殊不知，這每一種功能都是非常專業和精巧的，在國外是分成許多個次產業被縝密分工完成的，絕不是以土法煉鋼之法所能企及的。

高階與低階手機孰輕孰重？哪一個才是「金雞母」？這個話題曾經被業界熱烈爭論過，至今仍然沒有共識。但是，無論是高階或低階手機，更快且更好的超低價手機解決方案才是市場所需要的。

延 伸 閱 讀

3G手機零組件方面，出現不同整合方式，目的皆在於減少零組件數、縮小尺寸、降低功耗，及提高效能等。強調多媒體的高附加價值WCDMA/HSDPA手機也是一項重要發展。晶片業者多以平台提供者自居，其所提供的晶片解決方案相當完整，無論是低階、中階，或高階手機市場皆有深耕。就手機應用功能方面，提供語音、影像、數據、記憶體、作業系統等都已是必備項目。相關介紹請見「手機核心元件精簡化 射頻整合基頻為大勢所趨」一文。 引入不同網路技術、提升業務競爭已經逐步成為國家開放電信運營市場越來越共識性的舉措。在CDMA2000的大本營—美國市場上，Cingular Wireless營運的WCDMA正異軍突起；在WCDMA最先開始商用的日本市場上，KDDI利用CDMA EV-DO正在成為NTT DoCoMo高速移動資料業務最強勁的競爭者。你可在「新一輪的3G升級競賽」一文中得到進一步的介紹。 全球的WCDMA手機目前已達到了180多款，但是為這些手機提供商用化晶片的半導體廠商並不多，多模手機是一個趨勢，也就是說手機同時支持2.5G的EDGE以及支持3G的WCDMA（UMTS）。在「3G手機晶片介紹」一文為你做了相關的評析。

市場動態

Sirific Wireless的SW3200單晶片3G收發器是該公司的CMOS 3.5G射頻收發器Nexus III系列中的第一個產品。它的高速下行分組接入技術在資料處理速度上比UMTS WCDMA標準的最高值2Mbit/s還要快。SW3200能處理GSM及其GPRS和EDGE（12級）資料格式。它覆蓋了包括850、900、1800和1900MHz的全部四個標準GSM波段。另外他還支持全球WCDMA波段I、II、III、IV、V和VI。相關介紹請見「整合CMOS和WEDGE/HSDPA射頻功能的單晶片收發器」一文。 美商博通（Broadcom）宣佈推出新一代CellAirity多媒體行動解決方案，號稱可協助製造商以2G手機的價格推出具備先進功能的3G手機。Broadcom表示，該款手機基頻晶片組解決方案包括EDGE處理器BCM2133與WCDMA處理器BCM2141，可提供WEDGE （WCDMA +EDGE）連結功能。你可在「Broadcom新推WEDGE手機解決方案」一文中得到進一步的介紹。 Quorum Systems推出其HF收發器系列的最新產品Sereno QS3000，據稱擁有最佳性能，超低功率，適用于多個頻率段並可用於多模式系統的研發。WEDGE收發器QS3000(WEDGE是WCDMA和EDGE的結合)基於Quorum獨特的Sereno平台，作為CMOS單晶片射頻收發器，結合了GSM、GPRS、EDGE和3G HSDPA模式。在「Quorum推出新款多頻段收發器QS3000」一文為你做了相關的評析。