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掌握混合音频讯号芯片整合高效能
Wolfson亚洲区业务部门副总裁卢能相

【作者: 鍾榮峰】2008年05月02日 星期五

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本社社长黄俊义(以下简称黄):先请卢副总裁扼要介绍Wolfson的核心技术及公司背景?


Wolfson microelectronics亚洲区业务副总裁卢能相(以下简称卢):Wolfson microelectronics于1984年成立于英国爱丁堡,是专门针对数字消费性电子市场设计高效能混合音频讯号芯片的无晶圆厂IC设计厂商。去年Wolfson全球总营收约为2.31亿元美金,亚洲便占整体营收的40%以上,目前总公司及全球各营运据点的员工总数为375位,其中设计和测试工程师占总数的65%。


1984年~1995年期间,Wolfson主要是提供IC设计服务,1995年后则以自有品牌IC设计产品为主,自我定位成为无晶园IC设计公司。1997年时Wolfson针对台湾扫描仪产业首次推出自有品牌IC设计产品,并在1998年推出首款针对VCD player市场的音频讯号IC产品。2000年Wolfson为扩大全球营运规模,首个海外营运具扁便设在台湾及美国,2001年于日本成立分公司,尔后陆续在新加坡、南韩、上海、深圳、印度设立据点,2003年Wolfson正式在伦敦交易所上市。


因此可以这么说,Wolfson刚开始设立的10年阶段,是自我定位成为IC设计服务的重要角色,尔后10年则是以无晶圆IC设计者为主,目前Wolfson则不断自许继续成为全球供应高效能混合音频讯号芯片的领航者。


《图一 Wolfson亚洲区业务部门副总裁卢能相》
《图一 Wolfson亚洲区业务部门副总裁卢能相》

因此可以这么说,Wolfson刚开始设立的10年阶段,是自我定位成为IC设计服务的重要角色,尔后10年则是以无晶圆IC设计者为主,目前Wolfson则不断自许继续成为全球供应高效能混合音频讯号芯片的领航者。


黄:那么Wolfson的经营理念及研发方向大要为何?卢:Wolfson的经营理念,便是希望用户能藉由Wolfson技术,顺畅地联系电子数字世界和人类感官知觉,经历享受全新高质量音频的完美经验。例如HiFi音质所强调的原音环绕音效临场感,这时DAC芯片(Digital Analog Converter)处理音频讯号的能力便非常重要。再者,用户希望录音时能降低甚至消除背景环境的噪声干扰,这也是目前Wolfson研发ADC(Analog Digital Converter)以及MEMS麦克风技术的重点项目。


此外,消费者使用可携式产品接收音频时,希望更进一步延长使用时间,这时提高电源功耗的管理效能便非常关键。最后,用户希望运用抗噪音的高音质耳机,满足高质量的应用需求,这也是Wolfson不断关注的技术研发内容。


整体而言,Wolfson是以用户的消费需求为基础,进而规划总结当前的研发方向,适切地提出符合音频市场脉动的混合音频讯号芯片设计产品。Wolfson并不仅自诩成为混合音频讯号芯片市场具领先优势的领航者,同时也期许自身能提供比Audio还要更多的的竞争优势,在市场中出类拔萃。简言之,DAC和ADC混合音频讯号搭配低功耗设计,提出自身研发的AudioPlus技术,便是Wolfson在高传真音频效能领域的核心竞争力与推动力。


卢:AudioPlus技术的四大主轴分别为Pure Sound、Smart Power、Enhanced Soundware、True Mics。今日的多媒体便携设备和宽带无线技术,都把音频效能视为关键的市场差异化要素之一。音频质量必须朝向趋近纯净且自然的声音,让消费者可亲耳体验数字商品的高音质。Pure Sound是Wolfson AudioPlus策略的一部分,以高效能音频技术作为核心基础,提供整合混合讯号技术与音频信号处理所需的关键组件。


再者,便携设备的设计人员正面临许多压力,要将更多功能整合到越来越小的装置上,同时还须兼顾降低电池功耗。Wolfson的Smart Power能提供便携设备低功耗和整合电源管理方案,让用户拥有更长的电池寿命。在过去3年内,藉由自身研发技术,Wolfson可把音频编译码(Audio Codec)的功耗降低80%,从18mW降到目前可提供少于5mW的低功耗效能。未来如何持续延长便携设备播放音乐的使用时间,会是Wolfson积极研发的重点。


此外,Wolfson不断开发强化音频算法技术,同时藉由ANC主动噪音消除技术(active noise cancellation;ANC),让用户享受置身于剧院身历其境的高效能音质,也能让可携式产品具备立体环绕音效的声质,并大幅提高声音清晰度。最后,Wolfson硅晶麦克风技术具备高效能与小型化设计,让用户可随时都能成功捕捉清晰音频。Wolfson在去年初所收购的Oligan,便是以提供MEMS麦克风产品为主的厂商,因此Wolfson将具备更佳的效能表现。


总而言之,Wolfson 所提供的AudioPlus技术,提升混合音频讯号技术,整合音频处理所需的关键组件,可提供更长的电池续航力、能够有效地减少环境噪音、为消费者创造高质量的听觉体验。藉由将模拟与混合讯号整合至微型芯片上,将可进一步节省物料列表(BOM)成本和电路板空间需求,以提供优化且低成本的解决方案。


黄:之前您提到Wolfson的经营方向,那么目前Wolfson台湾分公司的主要功能为何?在全球Wolfson营运架构下其所扮演的角色为何?


卢:Wolfson整体策略是以市场差异化导向作为营运主轴,缩短客户产品的上市时程为主要目标。由于混合音频讯号芯片可应用于多重终端产品当中,因此Wolfson针对不同应用需求,去区分12种FAM(Focus Application Market)领域,其中包括PMP/MP3、cell phone、Digital Camera、Scanner/MMP、PND、TV等等,目前Wolfson较多产品分布于前五大领域。


一般而言,Wolfson爱丁堡总公司担负设计研发技术的重责大任,英国总部以外的营运据点功能,则定位为Sales and Marketing导向,做为亚洲总部运筹中心的台湾分公司亦不例外。台湾主要业务也是以Sales and Marketing为核心,工程师团队则是属于FAE(Field Application Engineering)的应用性质,品管控制亦是针对客户应用需求为服务导向。


因此每年Wolfson在台湾的发展重点也是跟随市场脉动,例如2004年集中在Digital Camera和PDA部分;从2005年至2007年,Wolfson产品很大部份比例集中应用于PND终端产品领域,在机顶盒(Set Top Box)和LCD TV领域也有明显的成长。


在制程方面,Wolfson主要是与南韩及新加坡的晶圆代工厂合作,其中也有一个产品制程是和台积电合作,封装及测试项目则交由台湾或马来西亚各3~4家的厂商来负责。


下一阶段耳机市场是Wolfson想要积极发展的应用目标,对于Wolfson来说,耳机市场是具有市场差异优势的领域,Wolfson的ANC噪音消除技术,结合既有混合音频讯号芯片设计的基础,将可提供客户高效能音质的耳机设计方案。


黄:您谈到了ANC噪音消除技术,我们对这个部分非常好奇,能否请卢副总裁跟我们读者多作介绍Wolfson的ANC噪音消除技术?其内容大要及技术优势为何?


卢:Wolfson 于去年7月收购了3D音频厂Sonaptic,并提供创新的主动噪音消除技术(active noise cancellation;ANC)。Wolfson创新的ANC技术能够有效地减少噪音,用户即使在吵杂的环境下,不需过度放大音量也能尽情享受音乐。相较于传统采用分离式(discrete)组件兜凑在一起的噪音消除方案,Wolfson则利用反向波技术,能够有效地在更广的频率范围内降低背景噪音,大幅改善耳塞式耳机接收部分的音频效能。


Wolfson的ANC技术采用独特的feed forward技术,麦克风设计在耳塞外,将环境噪音转化后再和原始音频混合。此种专属的feed forward技术,提供更好的整体效能,并且拥有比feedback方案更大频率范围的噪音消除技术。此外,Wolfson的feed forward ANC系统仅消除环境噪音,而不会像传统feedback技术会将部分音乐内容消除。用户无需过度放大音量也能在吵杂的环境下拥有高质量的听觉享受。因此,研发人员不再需要大型隔音垫,充分弹性利用Wolfson的ANC技术,开发符合行动生活趋势的小巧产品。


ANC技术是AudioPlus策略的一个关键部分。像是Audio-Technica的耳机是全球第一个采纳Wolfson独特ANC技术的最新耳塞式(in-ear)耳机产品,同时也是Wolfson收购Sonaptic之后,第一个应用此技术的消费电子产品,可显著减少背景噪音,即使是在火车上使用可携式媒体播放器或者在飞机上观看电影,只要用适当的音量就可以聆听清晰的音乐或观赏电影。


黄:若从Wolfson的AudioPlus整体策略角度来看,卢副总裁认为未来这方面技术发展与市场需求的趋势整合大要为何?


卢:音乐档案的分享、游戏下载及视讯串流等功能,整合在目前一般手机的架构中,在技术上正面临重大挑战,特别是在多种音频的操控、噪音抑制及电源管理上。手机中若要整合各种通话性能和先进的音乐功能,需要创造出可包含混合许多数字格式和模拟性能的各种音频串流。要让这些不同的讯号互不干扰地相互并存,同时整合在更微型化的芯片设计单元内,并不容易。特别是多媒体手机的设计,需要兼顾弹性的混合数字音频取样和处理能力,来实现高传真音质的音频录制和播放性能。


因此手机设计工程师必须克服这种种的挑战,包括如何在极小的物理空间一一满足喇叭驱动、讯号处理、噪声表现和电源管理的需求,并兼顾行动市场极度压缩的设计周期的特性。为了能进一步提供下一代多媒体服务所需的高音质,手机的发展方向必须更强调音频处理,提升真正的立体音频codec的处理能力,并具备更强大的DSP,以提供更佳的音频效果和更具弹性的喇叭输出。


若从可携式产品需要更高音质的Audi技术以外的既有需求来看,客户希望加速高质量音频产品的上市时程,价格更合理,产品并具备市场差异化的特色。Wolfson希望提高混合音频讯号芯片组件的整合度,减轻客户的设计流程以及BOM cost的负担,继续将关注重点放在推广混合音频产品消费电子市场差异化的设计内容上。


黄:面对音频讯号芯片市场国际上与台湾制造厂商的激烈竞争,Wolfson如何站稳自己的脚步?如何继续强化壮大自身的既有优势?


卢:以往在国际音频讯号芯片市场,Wolfson较受到包括TI、CSR、AKM等大厂的激烈竞争,近几年台湾厂商例如瑞昱(RealTek)或是骅讯电子(C-Media)等等表现也令人印象深刻,此外将Audio整合至SoC的芯片厂商也不断在市场急起直追,这些都是不断敦促Wolfson在音频讯号芯片技术上精益求精的动力,提出具有市场差异化、可缩短上市时程、并具有合理价格的产品内容,还是Wolfson能在激烈竞争中能否胜出的重要关键。


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