直擊3GSM特別報導:八載研發終有成 DRP讓德儀揚眉吐氣
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2006-03-07 00:00
前言:
讓手機晶片大廠德儀能夠領先業界推出手機單晶片解決方案的核心技術─數位射頻處理(Digital Radio Process, DRP)是一個歷時八年的漫長研發之後終於有所成就的例子。投入DRP研發的價值何在?在產品生命週期通常不到三年的半導體業,為何德儀願意承擔如此可觀的風險?
回顧2005年手機市場最引人注目的趨勢,除了3G之外,大概就非超低價手機莫屬。新興市場的手機平均銷售價格雖然看來無利可圖,但其出貨量的爆發力道卻十分驚人,也因而使得上游的晶片供應商紛紛跳出來喊話,誓言「腰斬」手機eBoM。
然而,在如此大膽的目標價格宣示背後,卻是無數研發工程師日夜辛苦的結晶。讓手機晶片大廠德儀能夠領先業界推出手機單晶片解決方案的核心技術─數位射頻處理(Digital Radio Process, DRP)便是一個歷時八年的漫長研發之後終於有所成就的例子。投入DRP研發的價值何在?在產品生命週期通常不到三年的半導體業,為何德儀願意承擔如此可觀的風險?且讓幾乎從DRP專案啟動的第一天便開始領導德儀DRP開發團隊的Bill Krenik現身說法。
照片人物:德州儀器無線通訊部門先進架構經理Bill Krenik
八載研發 曾經備受質疑
時間回推到2001年六月,德州儀器對外發表世界第一款DRP產品BRF6100,並隨即在2002年宣佈將投入手機單晶片解決方案的研發。「這個宣示在當時確實引起不少爭論,甚至不少同業公開質疑這只是個行銷宣傳的口號,單晶片手機在目前的科技水準下難以商業化。但事實證明單晶片手機絕對是可行性的。」目前擔任德儀無線通訊部門先進架構經理的Bill Krenik在回憶起DRP漫長且曾經備受質疑的研發歷史時,相當自豪地做出了這樣的評論。
事實上,早在1997年,德州儀器便已經開始思考將射頻數位化的可行性,並著手研究。Bill Krenik指出,將射頻電路數位化最大的好處,就在於能讓手機晶片的整合度更高,甚至達成單晶片的終極理想。除此之外,射頻電路數位化也讓手機的射頻次系統能夠享受到製程技術精進所帶來的低功耗與低成本優勢,這是以往採用類比架構、BiCMOS、甚至矽鍺製程所設計生產的射頻晶片所無法達到的。
射頻數位化實為超低價手機的發展動力
如果射頻電路數位化的趨勢不曾發生,或是做得不夠徹底,手機Cost down很快就會遭遇瓶頸。Bill Krenik表示:「在今年一月份的ISSCC中,有競爭對手發表其數位射頻與手機單晶片研究的論文,但是很明顯的是,他們的架構仍然採用了不少的電感器與類比電路,不像德儀的架構已經接近100%數位化。而類比電路的微縮發展猶如騎腳踏車上坡的過程,但對數位邏輯電路而言,微縮發展卻是其技術本質使然。」
在業界目前普遍以130奈米製程在量產所謂的超低價手機晶片解決方案,並宣告將進入90奈米製程的今天,德儀基於90奈米的產品已經在出貨狀態,65奈米製程的晶片已經準備要在今年下半年開始陸續送樣給客戶,研發團隊甚至已經開始著手設計45奈米的晶片。驅動超低價手機不斷降低成本的動力,絕大部分的關鍵在於製程微縮。唯有讓手機系統單晶片中的各個次系統都能跟上製程技術進步的腳步,手機的晶片成本才能跟著降低。
低成本已經成為手機晶片市場的必備競爭條件,不管是所謂的入門級手機,或是高階的3G手機、智慧型手機都是如此。即便是高階機種,製造商也必須在有限的預算空間內增加更多創造差異化的功能,而這些會帶來新的成本。因此,DRP不僅是一個適合低成本市場的技術,在高階市場上同樣可以為德儀帶來產品優勢。
DRP為德儀帶來可觀競爭優勢
事實上,除了手機的核心晶片之外,DRP技術對於德儀所有的無線產品線都帶來重大的影響,例如手機Wi-Fi、藍芽、行動電視、衛星定位等手機周邊解決方案。將DRP技術引進這些同樣具備無線通訊功能的產品,除了能夠直接帶來降低成本,提昇競爭力的好處外,在與德儀其他主管的訪談中,不少主管都提到將不同的無線通訊技術整合在同一個晶片中,例如藍芽與Wi-Fi、藍芽與基頻處理器整合等等,對德儀而言已不是技術問題,市場需求是否存在才是更關鍵的。
在DRP研發成功之後,對研發團隊而言,以邏輯閘實作的射頻就跟晶片中其他的數位電路沒有太大的不同(扣除必要的嵌入式電感等被動元件),而且數位化的射頻系統,對於各種干擾和噪訊的抵抗能力也相對提昇,讓無線通訊單晶片設計時最難以整合的射頻系統不再像過去那般棘手。許多德儀主管均表示,DRP的成功,讓「整合」從一個科技的問題變成商業決策與市場觀察的問題,市場需求在哪裡,德儀就能迅速推出對應的解決方案。光是從這點來看,即便是研發耗時八年之久,DRP仍是一個相當值得的投資,也難怪其他競爭對手開始在射頻數位化方面試圖急起直追了