移動電視下的新興產(chǎn)物--硅調(diào)節(jié)器

為了迎接移動接收的到來，硅調(diào)諧器也逐漸興起，根據(jù)各大研調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)測以及筆者市場搜尋，至2009年硅 調(diào)諧器應(yīng)用的量至少在1.1億以上，若以移動電視 調(diào)諧器來看，2006~2010年CAGR為75.6%。

前言

早期人類在開車時大多只有音樂相伴(例如：FM、AM Radio)，隨著科技的日新月異，現(xiàn)今人類在開車時不僅可以通過移動電視的技術(shù)接收數(shù)字電視收看，甚至在往后幾年內(nèi)，手機(jī)電視世界也將被實(shí)現(xiàn)，然而手機(jī)電視的收視功能跟過去WLAN、GSM、甚至是藍(lán)牙不一樣，手機(jī)電視是以寬頻信號收進(jìn)手機(jī)中，再通過調(diào)諧器選擇想要的頻道，實(shí)際上的運(yùn)作比一般的RF transceiver復(fù)雜，甚至需要SAW來做鏡相濾波，但電子產(chǎn)品輕薄短小的趨勢，卻無法容忍裝有鐵殼如此大體積的Can 調(diào)諧器。

因此為因應(yīng)移動接收的到來，硅調(diào)諧器也逐漸興起，根據(jù)各大調(diào)研機(jī)構(gòu)預(yù)測以及筆者市場搜尋，至2009年硅 調(diào)諧器應(yīng)用的量至少在1.1億以上，若以移動電視 調(diào)諧器來看，2006~2010年CAGR為75.6%。以下就硅 調(diào)諧器做整體市場預(yù)測與技術(shù)分析。

Replace CAN 調(diào)諧器的硅調(diào)諧器

圖1 硅調(diào)節(jié)器取代性

傳統(tǒng)的用鐵殼兜離散元件以及調(diào)整線圈來作收視微調(diào)的稱為Can 調(diào)諧器，Can 調(diào)諧器的歷史相當(dāng)久遠(yuǎn)，從早期CRT無線模擬電視開始，即是整個Can 調(diào)諧器的歷史，此產(chǎn)品領(lǐng)導(dǎo)廠商就是Philips跟Sharp。但是Can 調(diào)諧器合計(jì)主自源元件將近130個，金屬鐵殼以及PCB板都是硬件成本負(fù)擔(dān)，現(xiàn)在一般均由中國廠商進(jìn)行代工，臺灣地區(qū)市場產(chǎn)量最多的即是岡大以及奇景，僅少部分高單價小體積的微型Can 調(diào)諧器，但需要4到6周的供應(yīng)鏈時間，因此硅 調(diào)諧器的出現(xiàn)解決相當(dāng)多的問題，下面6個要點(diǎn)說明為何硅 調(diào)諧器能夠取代長達(dá)30年的Can 調(diào)諧器技術(shù)：

整合度
硅調(diào)諧器是將整個原來Can 調(diào)諧器電路集成化，但由于有太多被動元件所組成，目前一個硅調(diào)諧器大約可以將震蕩源、Mixer、Filter、部分電阻電容整合，約可較一般Can 調(diào)諧器節(jié)省8成的面積。

Multi-調(diào)諧器
目前數(shù)字電視常常強(qiáng)調(diào)子母畫面(PiP ，PoP)，但若兩個頻道其頻段不一樣的時候，硅 調(diào)諧器可以用堆疊的方式并成一顆。

可靠度
傳統(tǒng)的Can 調(diào)諧器不耐摔，更容易隨著時間元件結(jié)構(gòu)性老化，但硅 調(diào)諧器為IC結(jié)構(gòu)并沒有這一問題。

供應(yīng)效率從以前就一直困擾整個電視機(jī)廠商的供應(yīng)鏈，每一個Can 調(diào)諧器都需要人工調(diào)教，往往傳統(tǒng)電視機(jī)的供應(yīng)鏈在制造與出貨時，瓶頸一直都卡在Can上，硅 調(diào)諧器可以解決此一問題。

體積
硅調(diào)諧器將近是一般Can 調(diào)諧器的十分之一，即使近期出的微型2CC Can 調(diào)諧器，硅體積仍較小。

產(chǎn)品路線圖
整個產(chǎn)品線的Roadmap一直朝向硅走，以前NB內(nèi)建TV Module都是用Can，但目前許多TV Module已經(jīng)用硅，例如圓剛采用Xceieve的硅 Solution，而目前DVB-H 調(diào)諧器幾乎都是采用硅，未來Pocket TV也會漸漸用硅調(diào)諧器，現(xiàn)在連STB也逐漸采用硅調(diào)諧器。

硅調(diào)諧器主要市場

圖2 USB Dongle

目前用在硅調(diào)諧器最廣泛的市場是在USB Dongle，根據(jù)筆者統(tǒng)計(jì)，整體2006年USB Dongle市場在450萬顆，加計(jì)消費(fèi)性NB內(nèi)建模組，總計(jì)NB相關(guān)市場在1100萬顆的量，上圖即為整個USB Dongle的拆解圖，一般硅調(diào)諧器搭配一顆解調(diào)器，左下角一顆小型的X’ TAL。

目前臺灣地區(qū)廠商的解決方案搭配不外乎用Microtune以及寬達(dá)的調(diào)諧器搭配詠發(fā)、Zarlink以及瑞昱的解調(diào)已經(jīng)有整合USB2.0 Phy版本，整體報價在3~4美元左右。

目前USB Dongle因?yàn)槭苤袊箨懸约芭_灣地區(qū)激烈競爭，整體市場報價甚者已到20美元，臺灣DTV Dongle領(lǐng)導(dǎo)廠商如宏想、富誠、微星、東雅電、廣實(shí)、中國，如Malata以及新科都有其產(chǎn)品。
(圖3)Philips公布最新的DVB-H解決方案，主要是應(yīng)用在手機(jī)看電視上，名為BGT215，該裝置適用SiP方式將調(diào)諧器以及解碼器合在一起，體積約771.2mm3相當(dāng)小，非常適合用在電視手機(jī)當(dāng)中，尤其調(diào)諧器的功耗在150mW，以0.25微米BiCMOS制造、Die Size在5mm2,也就是每片Wafer可以切1570顆Die，若以Wafer price 1200美元，其成本大概在0.75美元左右。

圖3 NXP DVB-H解決方案

整體而言，由于DVB-H其調(diào)諧器的難度不如DVB-T，因此困難的地方會是在DVB-H的解調(diào)性能，因此廠商預(yù)切入電視手機(jī)領(lǐng)域，調(diào)諧器與解調(diào)缺一不可，這也是為什么NXP、Siano、TI、Freescale都是同是擁有兩種產(chǎn)品的原因。

硅調(diào)諧器架構(gòu)解析

若要談硅調(diào)諧器，Microtune可以說是該產(chǎn)業(yè)的代表，Microtune是目前在市場有量產(chǎn)DVB-H產(chǎn)品的公司，在2005年DVB-C領(lǐng)域市占率達(dá)34%，Cable產(chǎn)品占公司營收將近60%，Microtune到現(xiàn)在還是處于虧損的狀態(tài)，但是股價仍維持在5~6美元，可以想見市場對Microtune的認(rèn)同度與期待。

Microtune有產(chǎn)品主要專注在STB市場以及PC TV市場，其接收頻率范圍從48MHz到860MHz，3.3V input，(圖4)為Microtune主力產(chǎn)品的電路圖。

圖4 MT2060構(gòu)架圖

任何調(diào)諧器技術(shù)主要的關(guān)鍵是在于如何通過升頻與降頻的方式，將頻道附近的雜訊以及不想要的鄰近頻道，用表面濾波器濾除。以為例，在天線接收之后經(jīng)LNA放大，并收集信號進(jìn)行升頻，同時藉由Mixer以及同步震蕩源，定住想要的頻率，再由內(nèi)建Filter進(jìn)行第一次的濾波，濾過之后再用第二Mixer以及第二震蕩源同步降頻，再利用一顆外掛的鏡像抑制濾波器將鏡像雜訊濾除，最后調(diào)整至最終標(biāo)準(zhǔn)中頻，傳輸給解調(diào)，直接做解調(diào)變。

硅調(diào)諧器市場

根據(jù)In-Stat預(yù)測，In-Stat將收視端的元件分為調(diào)諧器及基帶端：

基帶端：BB端指解調(diào)器(解調(diào)變器)，包含的功能區(qū)塊包括：解多功分流的Demux；類比轉(zhuǎn)成數(shù)字的ADC、以及處理正交分頻多工調(diào)變的(OFDM)，上述的各種功能已經(jīng)整合成一顆解調(diào)，由于解調(diào)屬于數(shù)字IC產(chǎn)品，跌價幅度較快，現(xiàn)在如DiBcom與詠發(fā)進(jìn)展到0.13微米混訊制程，DiBcom預(yù)計(jì)明年90奈米產(chǎn)品會開始量產(chǎn)DVB-H的解調(diào)，In-Stat估計(jì)2010年產(chǎn)值可以到2億5000萬美元，2006~2010年CAGR為50.2%；

射頻端RF指硅調(diào)諧器端整體的2006~2010年CAGR為75.6%，整體產(chǎn)值到2010年約2億4000萬美元，整體市場的量約1億顆。

整體而言，硅 調(diào)諧器可以分為五個主力市場：

汽車
汽車的市場最難切入，除了傳統(tǒng)半導(dǎo)體廠商(Freescale、Philips、Renesas)靠著長年關(guān)系可以有接觸之外，單純的Fabless廠商很難有施力點(diǎn)，由于汽車需考量高速移動性的性能，好的汽車需要兩根以上的天線做Diversity的Comparison。但是在考量效能情形下，硅調(diào)諧器要取代傳統(tǒng)Can，短期內(nèi)較難顯現(xiàn)。

手機(jī)
手機(jī)因?yàn)榭剂康襟w積與成本的問題，DVB-H的元件很多在這里都是用SiP方式做進(jìn)手機(jī)中，且考量到藍(lán)牙、3G、WiFi干擾問題，因此手機(jī)仍有一定的門檻。

PC
NB領(lǐng)域是目前量最大的市場，但是當(dāng)初為了推晉NB內(nèi)建模組，當(dāng)時的解決方案都是A+D，以至于目前仍以A+D方案為主流。

DTV Dongle
Dongle市場是所有應(yīng)用端中最早轉(zhuǎn)用硅調(diào)諧器的產(chǎn)品，2000年初臺灣有幾款Mini Can的Dongle，但8CCMini Can價格不低(5~6美元)，直到2004年硅 調(diào)諧器才廣泛用在DTV Dongle。

STB&DTV
市場預(yù)估STB市場會是明年硅 調(diào)諧器開始興盛的一年，現(xiàn)在有很多STB隨著LCD TV推出，也日益輕薄短小，如東碩推出的壁掛式STB，體積僅如手掌大。此外，LCD TV內(nèi)建DTV 調(diào)諧器，也開始成為必備功能。

根據(jù)筆者資料整理與估計(jì)，應(yīng)用在便攜設(shè)備的DTV至2009年就有4000萬臺，2005~2009年CAGR就有151%，在NB端包含Dongle以及內(nèi)建電視模組，其中2006年NB約650萬臺內(nèi)建電視模組，其余Dongle約占400~450萬臺，隨著消費(fèi)性NB突破整體NB五成以及DTV普及率攀升，加計(jì)NB每年兩成增加下，2009年約有4000萬臺的DTV需求，2005~2009年CAGR就有65%。

此外，STB內(nèi)建硅 調(diào)諧器可分成IC內(nèi)嵌CAN以及板上調(diào)諧器 兩種市場，初期預(yù)比重為9:1，但至2009年廠商可以克服信號干擾問題后，預(yù)估可以攀升到5:5，估計(jì)09年約有33百萬臺內(nèi)嵌硅調(diào)諧器，預(yù)計(jì)2005~2009年CAGR為78.4%。

整體而言，2009年全球約有1.13個應(yīng)用單位會使用硅調(diào)諧器，調(diào)諧器的跌幅每年約10~15%，至2009年整體產(chǎn)值約為1億8900萬美元。

結(jié)論與建議

硅調(diào)諧器仍有獨(dú)立生存的空間
以DVB-H的解決方案來看，幾乎都是以SiP方式顯現(xiàn)，主要的重點(diǎn)在于除了調(diào)諧器整合尚未完成以外，調(diào)諧器設(shè)身考量的問題太多，現(xiàn)在連板上調(diào)諧器其良率上都有困難，少了鐵殼后問題會更多，何況又要整合其他無源電路以及濾波器的問題要解決。

PCTV是目前硅調(diào)諧器主力市場
就目前市場而言，DTV的USB Dongle市場尚未起飛即已經(jīng)陷入價格戰(zhàn)，筆者認(rèn)為消費(fèi)者的使用認(rèn)知以及退貨率高居不下，是其經(jīng)銷商不愿大力推廣之主因，經(jīng)銷商不愿推廣與備貨，導(dǎo)致硅調(diào)諧器廠商出貨時無法掌控，惡性循環(huán)。但是相反，NB內(nèi)建TV模組倒是穩(wěn)建成長，全球一年的量大約650萬。NB內(nèi)建模組OEM廠商首重收視穩(wěn)定度與良率，一有閃失將會對NB廠商有重大退貨損失，因此不輕易汰換，所以其他Fabless廠商切入此一市場有一定的難度。

功耗
傳統(tǒng)的Can 調(diào)諧器功耗在400mW以內(nèi)，與目前市面上的750mW~1W之硅 調(diào)諧器有一段差距，若未來DVB-H要興盛，估計(jì)解調(diào)+調(diào)諧器要壓到500mW以內(nèi)才會符合移動電視的經(jīng)濟(jì)效益，因此未來硅調(diào)諧器需要解決常務(wù)之急是在功耗上。

工藝壓力仍不大
調(diào)諧器早期即是用離散元件調(diào)出來的，因此與數(shù)字1C架構(gòu)完全不同，即使目前有多種純CMOS 0.18微米版本的硅調(diào)諧器，因?yàn)闊o源電路占了整個晶圓的85%、數(shù)字電路只有15%，導(dǎo)致無法靠工藝有效縮減；此外離散元件還有20~30個要進(jìn)行整合，為減少系統(tǒng)廠商成本，因此還要整合其他離散元件，以縮小PCB面積。

成本問題
價格壓力仍是考慮重點(diǎn)，Can 調(diào)諧器的價格不見得比硅高，在考量收視靈敏度以及效能后，STB或是LCD TV廠商不見得會立即有替換Can 調(diào)諧器的想法，此外用在Image Rejection的表面濾波器，目前多還是外掛形式，表面濾波器單價約在0.2~0.3美元，成為離散元件中成本最高者，現(xiàn)在有許多廠商開始進(jìn)行Image Filter的整合工作。

綜上所述，硅調(diào)諧器仍有許多好處，就如同過去RF元件在板子上有好幾顆，現(xiàn)在卻只有一個RF 模式一樣的歷史演進(jìn)，加上電子產(chǎn)品移動性的盛行，筆者估計(jì)未來2009年可以應(yīng)用在硅調(diào)諧器約有1.13億個單位，若有些高檔NB、PCTV或STB需要不同頻段的PiP、PoP功能，其每個應(yīng)用單位上甚至需要兩個調(diào)諧器作接收，因此實(shí)際上的數(shù)字可以估到1.13~1.4億左右。