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「網路無所不在」的科技推手
矽谷點將錄-IDT、PMC-Sierra、TriQuint

【作者: 歐敏銓】   2002年06月05日 星期三

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「矽谷」,一個在地圖上找不到的地名,半個多世紀以來已成為「高科技」、「創新」、「人才」和「淘金夢」等絢爛名詞的象徵。


從史丹佛大學教授Fred Terman促成William Hewlett 和David Packard創立惠普(HP)公司開始,初創的高科技公司便源源不絕地圍繞著史丹佛大學所在的聖荷西(San Jose)邵冒起;如今在這片氣候宜人、仍遍植果樹的農業黃金地帶,北及舊金山灣區、南及Santa Cruz的各個角落,同時蘊育、成就了上萬家有創意更有實力的科技大廠與新秀。而「矽谷」,只是這幅員廣大區域的一個代名詞。


在這裏,你可以看到白人、黃人、黑人...,和隨他們而來的語言、文化傳統和觀念,彼此可能扞格不入,但在這裏,各有各自的展現空間,大家見怪不怪,甚至樂在其中,而在無窮可能性的刺激中,「創新」就如同「呼吸」一般的自然。這種開放包容的氛圍,自然吸引了全球渴望開創的人前來,而這些人,往往是菁英中的菁英。


前瞻再前瞻

這次與日本、韓國、大陸、香港、菲律賓等地共九位電子產業記者所組成的媒體團,在為期一週中,一起走訪了矽谷的九家各具特色的IC科技公司,技術上涵蓋了骨幹網路、無線通訊、消費性電子等應用領域,及廣泛性的記憶體、介面IC及EDA設計工具等。


整體來說,有三項較為一致性的印象:一是皆提出了高度前瞻的產品藍圖及商業模式,並以深厚的技術實力做其後盾;其次是皆看好亞太市場的發展前景;最後一點則是技術以外的,這些公司似乎都盡力將自己藏在綠林之後,幾乎看不到台灣工業園區內比氣派的高大建築(只注意到一個行程中路過的例外,就是Compaq的巨蛋式建築!)。以下將分別介紹這數家公司的特色與其對產業發展的看法。


推動智慧網路 - IDT

成立於1980年的Integrated Device Technology, Inc. (IDT),原本專注於高速SRAM的開發,22年來已逐步從工業應用、消費應用市場,延伸到通訊IC的設計開發,特別是在IP cp-processors、FIFOs、Multi-ports、FCT digital logic、Bus switches及ALVC/LVC digital logic等產品領域享有市場的領導地位。


IDT指出,去年的經濟衰退確實造成通訊基礎建設的遲緩,但亞太地區半導體市場預計將在今年中後出現反彈,全球的晶片銷售也會在第三季開始止跌上揚,加上個人的無線上網及企業的行動運算 (Mobile Computing) 等新型態的應用逐漸被重視,將會刺激通訊市場的成長。IDT正專注於802.11b/a/g的開發,由於這是個重視整體解決方案的市場,該公司除了加強其整合通訊處理器(Intergrated Communications Processor)的應用外,並會與相關軟、硬體廠商密切合作。


此外,不論是用戶端或局端,IDT皆已設計了多款支援FTTH(Fiber-to-the-home)設備的產品。IDT相信通訊網路下個階段的發展,將以FTTH為重點,在光纖到府的真正寬頻環境下,也將是視訊多媒體的多采多姿時代。


變動中的商機

在既有的技術基礎下,IDT看到了市場的三大需求與機會:


1.智慧型封包處理(Intelligent Packet Processing)的實現

這個世界對通訊網路的依賴日深,要求也愈高,如企業需要對客戶接取帳務系統進行分級控管,對重要客戶能提供保證頻寬的高品質服務(QoS),這能企業的服務滿意度提升,甚至進而提升獲利。但現今對網路的控制與管理頻寬能力仍相當薄弱。


IDT指出,治本之道應從骨幹基礎建設做起,不論是從OC-48到OC-768,網管系統都要能為封包做更高階的分級配送,這才能做到頻寬管理服務。個別的ASIC及網路處理器(NPU)方案已無法滿足新的系統功能需求,而需要特定的硬體幫助。


由於封包資訊是被存放在不同且多樣的資料庫中,支援多種資料庫封包分類的IP co-processor可分擔繁重且密集的資料庫查詢工作,加速封包處理效能,因此,IDT相信其IP Co-Processor將扮演重要的角色。目前IDT與Intel及AMCC已展開合作夥伴計畫,並為他們的NPU提供相容的IP co-processor,及便利的開發工具。


2.寬頻及企業端接取服務市場的擴大

在網路的世界,更大的頻寬正持續的發展,而且永遠不夠,隨之而來的是多樣化影、音、資料的匯流服務需求,及網路標準正朝單一設備整合的趨勢。因此,終端用戶希望網路服務業者提供更多元的服務,如防火牆、DHCP、VPN等;網路服務業者則需要目標化、彈性化、有成本競爭性的解決方案,來幫助他們更快的反應市場需求。


IDT在嵌入式處理器市場已是長期、穩健的設計開發商,其產品都是以MIPS架構的CPU核心為基礎,從電路板應用軟體到開發工具都已具備。目前該公司主推的整合性通訊處理器,採用MIPS 4kc 32位元處理器核心,並強調加強PCI 子系統的可承受輸出入能力、整合其他通訊介面、整合其他的加值IP,及支援更高效率的DDR記憶體。IDT表示,其目標市場包括L2、L3乙太網路交換器、無線接取器(Access Point)、xDSL Gateway及ADSL IAD等,並且都已有廣泛的應用案例。


3.語音、數據的整合與最佳化表現

由於語音和數據資料正加速共享網路的頻寬,使得傳統的語音系統也被要求處理IP數據資料,而數據網路系統則得加入語音處理卡來提供複合式的接取服務,IDT表示,這兩種方案各有偏頗,因此需要有一個整合性的平台,能夠同時處理包括IP、ATM、視框或DSL等各式傳輸標準。


此一平台所涵蓋的設備包括:VoIP媒體閘道器、遠端接取集中器(Remote Access Concentrator)、IP PBX等,此外,也需與無線系統及傳統區域迴路(Local Loop)系統做到無礙地溝通。目前IDT已具備LIU、framers、CODECs、TSI、HDLC control等關鍵技術及產品,除了在功能表現上的特色外,也強調具備成本效益的整體解決方案,與技術支援服務。


加入用戶端市場的一場硬仗

在CORE及EDGE端的通訊網路市場,IDT無疑已佔一席之地,而今該公司的發展重點,開始拓展到用戶端的產品市場,例如推出了ADSL閘道器等方案。未來用戶端設備可望因家庭網路興起等因素而帶起一波高峰,但由於這個市場的技術門檻較低,目前已是山頭林立的廝殺局面,對於一向以高階技術區隔市場的IDT而言,將會是一場硬仗,是否能嚐到甜頭,或苦頭,仍然值得觀察。


化繁為簡 - PMC-Sierra

和IDT同樣是定位為通訊網路IC廠商,也同樣以MIPS處理器為產品核心,PMC-Sierra的關鍵技術在於為接取端、都會光纖、骨幹傳輸和企業網路提供實體層(Layer 1)及資料連結層(Layer 2)的高速傳輸方案。為了滿足目標客戶群的需求,PMC-Sierra分別設立了光纖網路、接取產品、MIPS-based處理器和企業系統四大部門。


由於全球訊息網路架構正在重建,而變動的市場中也充滿了商機和競爭,投入者若無相當的技術創新能力,很容易被市場淘汰出局。PMC-Sierra在過去兩年間即推出了62項新產品,因此始終能維持其在無線接取架構、DSLAM/MTU/IAD、Multiservice Switch、光纖接取系統等市場的優勢地位,目前則不斷推出新一代的OC-48/192及1GE/10GE和無線方案,以擴大在都會區域網路的市場。


匯流趨勢不可擋

PMC-Sierra指出,在接下來的數年中,WAN/LAN 路由器的需求量大致只有持平的表現,第二層以上的10G乙太網路交換器,則將會穩定成長,但在3G基礎架構市場上,相關設備的需求將呈現每年倍數的成長,到2004年甚至超過前兩者的銷售總產值。因此,PMC-Sierra相當重視此市場,所提供的解決方案包括Paladin, IMA, VORTEX, AAL 1gator, FREEDM和COMET等。


此外,不論在歐、美、亞等區域,都可以看到DSL及Cable Modem寬頻用戶快速成長的現象,因此採用DS3、OC3或OC12的網路用戶管理系統,都需要多種速率的ATM 實體層(PHY)解決方案。PMC-Sierra和IDT的看法一致,認為目前企業透過各種通道(FR、IP、Voice、ATM)來傳輸資訊,但未來將是匯流在單一設備(one box)上,事實上也已經在發生。


PMC-Sierra副總裁暨總經理Tom Sun指出,目前解決的趨勢是採用Multiservice Switch,也就是讓各種通訊處理卡共存在單一設備中,以分別處理封包、ATM接取、語音及專線資訊(AAL1),達到數位接取跨越連結(Digital Access Cross Connect)的目標。PMC-Sierra認為這是當前最實用且快速有效的方案,該公司也針對此一需求開發了各種晶片處理方案。


《圖一 PMC-Sierra副總裁暨總經理Tom Sun:目前解決匯流的趨勢讓各種通訊處理卡共存在單一設備中,以分別處理封包、ATM接取、語音及專線資訊,達到數位接取跨越連結的目標。》
《圖一 PMC-Sierra副總裁暨總經理Tom Sun:目前解決匯流的趨勢讓各種通訊處理卡共存在單一設備中,以分別處理封包、ATM接取、語音及專線資訊,達到數位接取跨越連結的目標。》

待提升L3以上網管能力

分析PMC-Sierra的核心競爭力包括:熟悉寬頻與通訊系統結構、具備高速CMOS硬體層能力、提供了廣泛的SONET/SDH產品系列、擁有高集積整合度的混合訊號SoC設計能力(10M+閘),而且積極參與通訊標準的規劃與制定。這些都讓它能在這個高階市場站穩腳步。


儘管如此,由於網路相關的技術龐雜,PMC-Sierra可改進拓展的空間也還有不少,特別是在L3以上IP、TCP及應用層的高階資料傳輸控管上,隨著智慧型加值網路的呼聲日高,重要性也與日俱增,而PMC-Sierra在此方面的著力不深,即使在水平的各式基礎架構上皆有佈局,但仍欠缺了技術垂直整合的能力,而這對於通訊網路的發展,或許更具意義。


聰明的模組化策略 - TriQuint

目前是全球第三大的砷化鎵製造商 - TriQuint,是Tektronix在80年代中期獨立出來的公司,該公司歷經1990年與Gazelle及Gigabit logic合併,1997年收購TI的GaAs(MMIC)生產部門後開始進入CDMA手機及RF的濾波器(Filter)市場,去(2001)年又再併購RF Filter的大廠Sawtek公司,十多年來在無線通訊的射頻晶片領域可謂全面佈局,掌握了在手機上必備的五大產品線關鍵技術:功率放大器、RF IC、Switch、SAWs及GaAs被動元件,各別的製程與特色請參考(表一)。依2001年TriQuint的獲利資料顯示,其產品在四大市場的表現中,以無線電話的占四成最高,其次是寬頻與微波占35%,光纖網路與基地台市場則各占15%及10%。


表一 TriQuint五大產品線製程技術與特色

產品線 製程技術 發展特色
Power Amplifiers HBT製程 目前發展出CDMA SiGe放大器模組,可以由CMOS基頻直接控制,可做更進階的整合
Switch pHEMT製程 可做到多閘、多頻手機的Switch方案
RF ICs pHEMT、MESFET 和SiGe製程 在TDMA及CDMA接收器的市場,已量產超過200M pcs;以SiGe來發展新的CDMA晶片組;將中頻(IF)整合(with SiGe & SAWs) ;可掌控整個晶片組的設計能力,包括複雜IC的設計與驗證,並有完整高頻方案的提供能力。
GaAs Passives GaAs 製程採標準半導體模組化與模擬工具,讓從設計到成品更順利,只需二至三週即可完成,達到“time to market"的目的 Filter 在Filter的部分,可縮小尺寸20%到65%,可降低成本40%

手機元件集縮不是夢

雖然PMC-Sierra極看好3G基礎架構市場的前景,但TriQuint 指出,目前全球除了日本大力推動3G外,其他地方並不積極,中國大陸還快些,歐洲市場則顯得遲疑。該公司認為成本投資是最大的問題,網路業者要經營2.5G、3G業務,得先投下龐大的資金;另外,使用習慣是否會如預期改變,也考驗3G的獲利潛力,例如美國人只習慣用手機來通話,如此一來,對3G的應用需求將大打折扣。


因此,TriQuint認為短期內GSM手機仍會市場的主流,以去年來說,四億多支手機的生產中,GSM手機就占了七成,約二億八千萬支。但由於GSM是相當成熟的市場,除了Nokia外,其他系統大廠皆無法靠手機的製造生產賺到錢,被迫得將這一部分外包出來,紛紛尋找亞洲國家來代工生產。


在生產毛利不斷被壓縮,客戶又要求更輕薄的外型及更多樣的功能,這些壓力促成了手機RF部分元件的模組化及單一系統晶片化的趨勢。TriQuint表示,現在需要有更多整合功能的晶片或模組,透過覆晶封裝及被動元件的整合等方式,可實現尺寸與價格的降低的目標。而手機板上的元件數,過去高達二百多顆,到今日已降至九十到五十顆,TriQuint預未來將減少到十顆以下,而這種高集積、高整合的手機,最快可望在四年後面世。


但CDMA還是成長最快速的手機標準,TriQuint自然不會忽視,也已發展出一系列的模組化放大器和SiGe接收電路來因應市場需求,並強調所提供方案能符合成本效益;由於是採用矽製程技術,TriQuint將許多功能整合到放大器模組中,並可讓CDMA手機有更佳的接收表現,可提供更佳的語音和資料應用性能。


唯一缺憾 - RF收發器

TriQuint在手機RF領域,不論是主、被動產品線或製程技術,都可說是相當完整地掌握,因此有實力提出多樣的模組化經營策略。這是很聰明的作法,不但滿足客戶整合性功能、更小體積、更少元件的需求,而由於TriQuint在美國奧勒崗州及德州各有一座晶圓廠(表一),其產能極大,因此得不斷擴展產品銷售的機會,對於TriQuint來說,模組化策略意味著多款元件的同時搭售,可謂一本多利。


但目前在RF的功能區塊中,仍可看到TriQuint唯一的一個缺憾,即尚未跨足發射器(Transciever)的領域,在這部門只得找其他廠商合作,但也因其涵蓋的範圍太廣,和許多廠商形成競爭的關係,因此讓公司也表示對專業收發器元件開發商,如Silican Lab,會較有興趣。


表二 TriQuint晶圓廠生產線現況

Hillsboro, Oregon Richardson, Texas
MESFET 100mm和150mm 150mm
InGaP HBT 150mm 150mm
0.5μm Phemt 150mm
無塵室 2,200m2(class 10) 4,650 m2(class1, 10)
測試與研究空間 11,600 m2 7,800 m2
製表/整理:歐敏銓,零組件雜誌,2002.05

小結

網際網路歷經上一波的泡沬化,對於通訊網路建設的衝擊至今仍未平撫,但當夢幻面去除,網路的發展則顯得踏實而穩健,正一步步地融入消費、商管、生產等各個經濟與社會環節;猶如百年前的電力發展一樣,網路將會無所不在,而它的力量更大,能夠自由的控制與互動,讓人的雙手、雙眼能夠無遠弗屆的延伸。


以上三家公司,在通訊網路市場各有獨到之處,也是將網路世界落實的推手,而「掌握下一波的創新」,正是矽谷公司能站在世界科技頂端的不二法門。這些公司的高階主管中,華人的身影處處可見,而在其市場的藍圖中,亞洲,尤其是大中華區,更是志在必得的兵家重地。台灣不論在文化淵源、產業鏈或全球經濟發展的面向上,皆有其重要的地位與發展空間。「他山之石,可以攻錯」,筆者下期將繼續介紹不同定位的矽谷老將與新貴。


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