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行動電視下的新興產物-Silicon Tuner!!
 

【作者: 孟祥鈞】   2006年12月11日 星期一

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早期人類在開車時大多只有音樂服務相伴(例如:FM、AM Radio),隨著科技的日新月異,現今人類在開車時不僅可以透過DVB-T的技術接收數位電視收看,甚至在往後幾年內手機電視世界也將被實現,然而手機電視的收訊功能跟過去WLAN、GSM、甚至是藍芽不一樣,手機電視是以寬頻訊號收進手機中,再透過調諧器選擇想要的頻道,實際上的運作比一般的RF transceiver複雜,甚至需要SAW來做鏡相率波,但電子產品輕薄短小的趨勢卻無法容忍裝有鐵殼如此大體積的Can Tuner。


因此為因應行動接收的到來,Silicon Tuner也逐漸興起,根據各大研調機構預測以及筆者市場搜尋,至2009球Silicon Tuner應用的量至少在1.1億以上,若以Mobile TV Tuner來看2006~2010年CAGR為75.6﹪,如此樂觀的成長速度與市場,以下就Silicon Tuner做整體市場預測與技術分析:


二、Replace CAN Tuner的Silicon Tuner


《圖一 Silicon Tuner取代性》
《圖一 Silicon Tuner取代性》

傳統的用鐵殼兜離散元件以及調整線圈來最收訊微調的稱為Can Tuner,Can Tuner的歷史想當久遠,從早期CRT無線類比電視即是整個Can Tuner的歷史,此產品領導廠商就是飛利浦跟Sharp。但是Can Tuner合計主被動元件將近130個,金屬鐵殼以及PCB板都是硬體成本負擔,現在一般均由中國大陸廠商進行代工,台灣產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 Tuner,但需要四到六週的供應鏈時間,因此Silicon Tuner的出現解決了相當多的問題,下面六個要點說明為何Silicon Tuner能夠取代長達30年的Can Tuner技術:


1.整合度:

Silicon Tuner是將整個原來Can Tuner電路集積化,但由於有太多被動元件所組成,目前一個Silicon Tuner大約可以將震盪源、Mixer、Filter、部分電阻電容整合,約可較一般Can Tuner節省8成的面積。


2.Multi-Tuner:

目前數位電視常常強調子母畫面(PiP,PoP),但若兩個頻道其頻段不一樣的時候,Silicon Tuner可以用堆疊的方式並成一顆。


3.可靠度:

傳統的Can Tuner不耐摔,更容易隨著時間元件結構性老化,但Silicon Tuner為IC結構較無此一問題。


4.Supply Chain:

從以前就一直困擾整個電視機廠商的供應鏈,每一個Can Tuner都需要人工調教,往往傳統電視機的供應鏈在製造與出貨時,瓶頸一直都卡在Can 上,Silicon Tuner可以解決此一問題。


5.體積:

Silicon Tuner將近是一般Can Tuner的十分之一,即使近期出的微型2CC Can Tuner,Silicon體積仍較小。


6.Product Roadmap:

整個產品線的Roadmap一直朝向Silicon 走,以前NB 內建TV Module都是用Can,但目前許多TV Module已經用Silcon,例如圓剛採用Xceieve的Silicon Solution,而目前DVB-H Tuner幾乎都是採用Silicon,未來Pocket TV也會漸漸用Silicon Tuner,現在連STB也逐漸採用Silicon Tuner。


Silicon Tuner主要市場


《圖二 DTV Dongle》
《圖二 DTV Dongle》

目前用在Silicon Tuner最廣泛的市場是在USB Dongle ,根據筆者統計整體2006年USB Dongle市場在450萬顆,加計消費性NB內建模組總計NB相關市場在1,100萬顆的量,上圖即為整個USB Dongle的拆解圖,一般Silicon Tuner搭配一顆Demodulator,左下角一顆小顆的X’TAL。


目前台灣廠商的SOLUTION 搭配不外乎用Microtune以及寬達的Tuner搭配,詠發、Zarlink以及瑞昱的Demod已經有整合USB2.0 Phy版本,整體報價在3~4美元左右。


目前USB Dongle因為受中國大陸以及台灣二現場激烈競爭,整體市場報價甚者已到20元美金的報價,台灣DTV Dongle領導廠商如宏想、富誠、微星、東雅電、廣寰、力竑‧大陸如Malata以及新科都有其產品。


下圖飛利浦公佈最新的DVB-H Solution,主要是應用在手機看電視上,名為BGT215,該裝置適用SiP方式將Tuner以及Decoder合在一起,體積約7*7*1.2mm3相當小,非常適合用在電視手機當中,尤其Tuner的功耗在150mW,以0.25微米BiCMOS製造、Die Size在5mm2,也就是每片Wafer可以切1,570顆Die,若以Wafer price 1,200美金,其成本大概在0.75美元左右。


整體而言,由於DVB-H其Tuner的難度不如DVB-T,因此困難的地方會是在DVB-H的Demod Performance,因此廠商預切入電視手機領域,Tuner與Demod缺一不可,這也是為什麼Philips、Siano、TI、Freescale都是同是擁有兩種產品的原因。


Silicon Tuner架構解析


《圖三 Philips DVB-H解決方案》
《圖三 Philips DVB-H解決方案》

若要談Silicon Tuner,Microtune可以說是該產業的代表,Microtune是目前在市場有量產DVB-H產品的公司,公司2005年在DVB-C領域市佔率達34%,Cable產品佔公司營收將近六成,Microtune到現在還是處於虧損的狀態,但是股價仍維持在5-6美金,可以想見市場對Microtune的認同度與期待。


Microtune2060主要專注在STB市場以及PC TV市場,其接收頻率範圍從48MHz到860MHz,3.3V input,下圖為Microtune主力產品MT2060的方塊圖。


任何Tuner技術主要的Know how是在於如何透過昇頻與降頻的方式,將頻道附近的雜訊以及不想要的鄰近頻道,用SAW Filter給濾除。以MT2060為例,Microtune2060在天線接收之後經LNA放大,並收集訊號進行昇頻,同時藉由Mixer以及同步震盪源,定住想要的頻率,再由內建Filter進行第一次的濾波,濾過之後再用第二Mixer以及第二震盪源同步降頻,再利用一顆外掛的鏡像抑制濾波器將鏡像雜訊濾除,最後調整至最終標準中頻,傳輸給Demod,直接做解調變。



《圖四 MT2060 架構圖》
《圖四 MT2060 架構圖》

Silicon Tuner市場

根據In-Stat預測,In-Stat將收訊端的元件分為Tuner及Baseband端:


1.Baseband端:

BB端意指Demodulator(解調變器),包含的功能區塊包括1. 解多功分流的Demux、2.類比轉成數為的ADC、以及處理正交分頻多工調變的(OFDM),上述的各種功能已經整合成一顆Demod,由於Demod屬於數位IC產品,跌價幅度較快,現在如DiBcom與詠發進展到0.13微米混訊製程,DiBcom預計明年90奈米產品會開始量產DVB-H的Demod,In-Stat估計 2010年產值可以到250百萬美元,06~10年CAGR為50.2%。


2.RF端:

RF意指Silicon Tuner端整體的06~10年CAGR為75.6%,整體產值到2010年約240百萬美元,整體市場的量約1億顆。


整體而言,Silicon Tuner可以分為五個主力市場:


1.Automotive:

車機的市場最難切入,除了傳統半導體廠商(Freescale,Philips,Renesas)靠著長年關係可以有接觸之外,單純的台灣Fabless廠商很難有施力點,由於車機需考量高速Mobility的性能,好的車機需要兩根以上的天線做Diversity的Comparison,目前詠發為國內切入車機元件的首要廠商。但是在考量效能情形下,Silicon Tuner要取代傳統Can,短期內較難顯現。


2.Handset:

手機因為考量到體積與成本的問題,DVB-H的元件很多在這裡都是用SiP方式做進手機中,且考量到藍芽、3G、WiFi干擾問題,因此手機仍有一定的進入門檻。


3.PC:

NB領域是目前量最大的市場,但是當初為了Promote NB內建模組,當時的解決方案都是A+D,以至於目前仍以A+D方案為主流。


4.DTV Dongle:

Dongle市場是所有應用端中最早轉用Silicon Tuner的產品,2000年初國內有幾款Mini Can的Dongle,但8CC Mini Can價格不蜚(5-6美金),直到04年Microtune出了MT2050,Silicon Tuner才廣泛用在DTV Dongle。


5.STB&DTV:

市場預估STB市場會是明年Silicon Tuner開始取代的一年,現在有很多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內建DTV Tuner ,也開始成為必備功能,國內幾款電視聲寶、歌林、東元已陸續推出內建Silicon Tuner的LCD TV產品。


根據筆者資料整理與估計,應用在Handset Device的DTV至2009年就有40百萬台,05~09年CAGR就有151%,在DTV for NB端包含Dongle以及內建電視模組,其中2006年NB約650萬台內建電視模組,其餘Dongle約佔400~450萬台,隨著消費性NB突破整體NB五成以及DTV滲透率攀升,加計NB每年兩成增加下,09年約有40百萬台的DTV需求,05~09年CAGR就有65%。


此外,STB內建Silicon Tuner可分成Can in IC以及Tuner on Board兩種市場,初期預比重為9:1,但至2009年廠商可以克服訊號干擾問題後,預估可以攀升到5:5,估計09年約有33百萬台內建Silicon Tuner,預計05~09年CAGR為78.4%。


整體而言,2009年全球約有1.13個應用單位會使用Silicon Tuner,Tuner的跌幅每年約10~15%,至2009年整體產值約為189百萬美金。








































































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  
市場產值


(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)


<註:表註:Silicon Tuner市場分析>


結論與建議

Silicon Tuner仍有獨立生存的空間:

以DVB-H的解決方案來看,幾乎都是以SiP方式顯現,主要的重點在於除了Tuner整合尚未完成以外,Tuner設身考量的問題太多,現在連把Tuner用在Tuner on Board其良率上都有困難,少了鐵殼後問題會更多,何況又要整合其他被動電路以及Filter的議題要解決。


2.PCTV是目前Silicon Tuner主力市場:

就目前市場而言,DTV的USB Dongle市場尚未起飛即已經陷入殺價,2005年出廠價格還在1500元台幣以上,現在有的已經不到500元,相關的Silicon Tuner市場單價也從5元陡降至2.5元,筆者認為消費者的使用認知以及退貨率高居不下,是其經銷商不願大力推廣之主因,經銷商不願推廣與備貨,導致Silicon Tuner廠商出貨時呈無法掌控,惡性循環下台灣DTV Dongle出貨有衰退趨勢,估計現在台廠領導廠商宏想、微星、富誠每個月的量不到40k;但是相反的,NB內建TV模組倒是穩健成長,WW一年的量大約650萬,不過這邊的市場卻是被Xceive所掌控,主要是因為Xceive有類比+數位電視的解決方案,由於內建類比Demod,其報價有到6~8元,而且NB內建模組OEM廠商首重收視穩定度與良率,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。


3.功耗考量:

傳統的Can Tuner功耗在400mW以內,與目前市面上的750mW~1W之Silicon Tuner有一段差距,若未來DVB-H要興盛,估計Demod+Tuner要壓到500mW以內才會符合行動收視的經濟效益,因此未來Silicon Tuner需要解決當務之急是在功耗上。


4.專利:

Microtune File了60多個patent,Siano也file了18個,都是希望嚇阻其他後進廠商,並對未來M&A或專利戰作盤算,未來專利戰在Silicon Tuner將無可避免。


5.製程微縮壓力仍不大:

Tuner早期即是用離散元件調出來的,因此與數位IC架構完全不同,即使目前有多種純CMOS 0.18微米版本的Silicon Tuner,因為被動電路佔了整個Die的85%、數位電路只有15%,導致無法靠製程有效微縮;此外離散元件還有20~30個要進行整合,為減少系統廠商成本,因此還要整合其他離散元件,以縮小PCB面積。


6.Cost問題:

價格壓力仍是考量重點,Can Tuner的價格不見得比Silicon 差,在考量收訊靈敏度以及效能後,STB或是LCD TV廠商不見得會立即有替換Can Tuner的誘因,此外用在Image Rejection的SAW Filter,目前多還是外掛形式,SAW Filter單價約在0.2~0.3美金,成為離散元件中成本最高者,現在有許多廠商開始進行Image Filter的整合工作。


綜上所述,Silicon Tuner仍有許多好處,就如同過去RF元件在版子上有好幾顆,現在卻只有一個RF Module一樣的歷史演進,加上電子產品Mobility的盛行,筆者估計未來2009年可以應用在Silicon Tuner約有1.13億個單位,若有些高檔NB、PCTV Module或STB需要不同頻段的PiP、PoP功能,其每個應用單位上甚至需要兩個Tuner作收訊,因此實際上的數字可以估到1.3~1.4億左右。


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