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藍芽的下一步
 

【作者: 資策會(MIC)分析師謝珮凌】   2006年06月06日 星期二

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導論

2005年Bluetooth晶片出貨量較2004年大幅成長82%,主因為MP3音樂、行動數據及電腦資料傳輸等三項應用需求所推升。在PC/NB之應用方面,由於軟體VoIP之語音傳輸模式日益普及,也間接帶動個人電腦市場之Bluetooth銷售;此外,在汽車之應用市場方面,透過Bluetooth行動電話搭配GPS的應用模式,使得全球三大汽車廠商逐漸導入汽車自動故障診斷及電子導航系統,藍芽運用未來市場可期。


另一方面,藍芽技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group, SIG)已宣佈納入WiMedia Alliance的MB-OFDM UWB (多頻帶OFDM超寬頻) 技術,預計在2007年第二季推出Bluetooth 與UWB方案整合晶片組原型,因此,本篇將以全球前三大Bluetooth晶片廠商CSR、Broadcom與Infineon之產品發展策略及藍芽整合UWB技術兩方面來探討藍芽未來發展。


全球Bluetooth晶片市場發展現況

市場規模

以全球Bluetooth晶片市場規模發展來看,2005年全球Bluetooth晶片出貨量為286百萬片,其中因行動電話內建Bluetooth比重逐漸上升,帶動行動電話Bluetooth耳機的熱賣。個人電腦因Skype等IM語音傳輸日益普及,也間接帶動個人電腦Bluetooth接收器的銷售。預計2006年全球Bluetooth晶片市場規模會持續成長,預計達到427百萬片。



《圖一 全球Bluetooth晶片市場規模》
《圖一 全球Bluetooth晶片市場規模》

<註:資料來源:資策會MIC;2006年5月>


在區域市場方面,歐洲Bluetooth行動電話的普及率為全球之冠,在2005年歐洲所售出的行動電話,約有40%配備Bluetooth。而在美國市場方面,由於北美行動通訊服務公司Cingular Wireless已搭售Bluetooth行動電話,未來美國的行動電話服務商也將提供相關服務,並搭配Bluetooth耳機進行銷售。


應用產品

Mobile Handheld

自2005年起,Bluetooth內建行動電話的比例有逐年上升的趨勢,在需求方面,3G時代的來臨、MP3音樂及行動數據傳輸應用需求推升;而在汽車應用方面,新興Bluetooth行動電話具備汽車用電子導航與汽車自動故障診斷功能。在供給面,Bluetooth SIG推出 EDR (Enhanced Data Rate)版本將傳輸速率提高至3Mbps,其次,晶片價格走低,也帶動行動電話內建Bluetooth比例增加,使得行動通訊裝置成為Bluetooth晶片最大之應用領域。


PC

自2005年隨著EDR+V2.0版的推出,因Data rate的提升,刺激了NB內建Bluetooth的需求。目前包括HP、IBM及Dell等NB大廠,其2005年推出之新機種均已內建Bluetooth。


CE

在消費性電子方面,Bluetooth晶片的應用,包括了耳機、MP3音樂播放器、遙控車、遊戲機等。目前Bluetooth耳機走入立體聲音效的應用,因此,具備無線立體聲耳機、立體聲行動電話免持聽筒、DVD 視聽(A/V)設備、個人音響、電視與PDA等,將帶動個人無線區域網路的熱潮。


應用產品趨勢

目前Bluetooth產品主要應用在語音及音訊市場,其中以行動電話相關產品佔最多,預估在2004~2008全球Bluetooth晶片產品中,Mobile Phone 與 Mono Headset的Bluetooth應用約佔七至八成,其他如應用在 Notebook、USB Dongle 等產品銷售量的表現亦較2004年成長許多。由於Bluetooth支援行動電話間資料傳輸以及免手持功能,未來行動電話對於Bluetooth晶片需求的發展對Bluetooth整體巿場仍具有關鍵性的影響,亦帶動相關產品的成長。另外,在消費性電子方面,由於傳輸速率上的限制,Bluetooth應用在Digital Cameras並不普及,有較明顯成長的產品則為:MP3、Stereo Headsets及 Games。


未來可攜式產品將成為Bluetooth應用主要成長動力,包括行動電話、車用裝置、PDA、無線(立體聲)耳機、可攜式多媒體遊戲機與無線麥克風等無線立體聲耳機。筆記型電腦、鍵盤,加上MP3、FM廣播的應用崛起,都是驅動Bluetooth在可攜式產品市場成長的重要因素。


晶片廠商競爭態勢

全球Bluetooth主要晶片廠商為CSR(Cambridge Silicon Radio)、Broadcom、Infineon與Philips等,其中在2005 CSR為最大領導廠商,其佔有率達到59%,其次則是Broadcom、Infineon、Philips等廠商,產業集中度相當高。


《圖二 2005年藍芽晶片廠商市佔率》
《圖二 2005年藍芽晶片廠商市佔率》

<註:資料來源:資策會MIC;2006年5月>


以下以CSR、Broadcom與Infineon三大晶片領導廠商來探討藍芽產品運用。


CSR藍芽產品應用

2005年CSR的藍芽晶片應用於各種產品,如:手機、耳機麥克風及MP3等產品,其中手機用耳機滲透率達85%、筆記型電腦為83%與手機為55%,其音訊系列晶片產品已被眾多系統廠商所採用,並強調其立體聲功能可與WLAN共存的特性。其產品除了集中於耳機及筆記型電腦應用市場,在汽車、遊戲機上的應用皆有所投入。此外,CSR近期的產品發展方向為消費性電子,如:立體聲耳機等,未來CSR更朝向藍芽晶片產品應用多元化的方向努力。


除了藍芽晶片外,另一方面開發出支援其他單晶片無線通信標準的專門技術,如:Wi-Fi 技術(IEEE802.11),推出了UniFi兩種版本,以支援802.11a/b/g標準的單晶片解決方案,以平均6~10美元的價格搶攻消費性、電腦及可攜式市場。2005年推出晶片組"BlueCore5",其符合藍芽Bluetooth V2.1規格,並預計於2006年底之前,推出的晶片組"BlueCore6"樣品,其符合藍芽Bluetooth V3.0規格。


(表一)
表一、CSR單晶片Wi-Fi解決方案
版本 UniFi-1 Portable UniFi-1 Consumer
頻率 802.11b/g單頻 802.11a/b/g雙頻
封裝 5.8 x 6.4mm的CSP 8 x 8mm的BGA
產品應用 手機與其他小型可攜式產品 嵌入式消費應用
Module成本 6.96美元 9.98美元
元件構造 皆整合了RF、調變器、基頻與MAC

Broadcom藍芽產品應用

Broadcom目前的產品應用有手機、電腦、滑鼠、鍵盤、汽車、PDA與遊戲機等手持式裝置。其中無線滑鼠與鍵盤的使用者與日增加,因此,推出全新藍芽晶片,供藍芽無線鍵盤與滑鼠所用。此外,與任天堂達成無線合作的協議,提供無線技術給任天堂下一代遊戲主機系統。目前Broadcom除了在手機與PDA市場外,所推出的單晶片,由於採用ROM可進一步降低成本和縮小體積,因此贏得Motorola多款手機的採用。


Infineon藍芽產品應用

自2002年起,Infineon基頻晶片發展重心即放在智慧型行動電話、多媒體行動電話及第2.5代、第3代行動電話標準為主要對象的S-Gold系列,目前仍以行動電話市場為主,順利成為全球行動電話應用領域主要的的藍芽晶片供應商。


Infineon在藍芽車用裝置開發的藍芽通訊解決方案中,主打廣播、導航與多媒體系統的車用免持聽筒功能,2004年與Volkswagen共同開發出一套汽車用無線電信通訊與定位資訊系統平台概念,在此「基礎雙向無線通訊元件」包括Infineon的SingleStone藍芽應用模組、GPS全球衛星定位晶片組,以及GSM/GPRS行動通訊與網際網路晶片組。


三大廠商產品發展策略比較

目標市場比較 @內文:CSR的目標應用產品市場包括Mobile Phone、Automobile、PC、PDA、NB、Keyboard、Mouse及Printer。Broadcom主要目標放在PC市場,除了不斷積極開發應用在滑鼠、鍵盤領域外,在併購Zeevo後也推出無線立體聲耳機單晶片Bluetooth解決方案。Infineon則持續將資源投入在行動電話市場,憑藉著過去在行動電話市場所打下的江山,繼續耕耘,並有往汽車領域發展之意圖。

(表二)
表二、三大廠商Bluetooth晶片之應用產品比較
Application CSR Broadcom Infineon
Mobile Phone Ø Ø Ø
Automobile Ø Ø Ø
PC Ø Ø Ø
PDA Ø Ø Ø
Headsets Ø Ø Ø
NB Ø Ø Ø
Keyboard Ø Ø
Mouse Ø Ø  
Printer Ø    
資料來源:資策會MIC;2006年5月

併購策略比較

CSR本身即具有基頻、射頻的晶片設計技術,並由於缺乏軟體關鍵技術,是以CSR在2005年併購UbiNetics,取得生產通信協定軟體技術。Broadcom切入市場,首先透過併購Mobilink取得基頻晶片設計技術,而後才取得Widcomm軟體技術。Infineon則是併購Ericsson Microelectronics取得Bluetooth射頻晶片、基頻晶片、多晶片模組等硬體相關產品技術,但尚未取得軟體方面的設計技術。由此觀之,三大廠商在關鍵技術的取得,均先取得硬體模組的技術,爾後透過併購、技術授權或聯盟方式取得軟體設計及整合相關技術。


從三大領導廠商併購/整合現況來看,CSR除了積極發展行動電話市場週邊產品,也逐漸跨足手持式裝置之Wi-Fi市場;Broadcom以併購方式,取得關鍵技術,並持續往整合行動電話平台及電腦市場為首要發展方向;Infineon則透過併購取得基礎技術,並以策略聯盟方式,發展汽車Bluetooth解決方案。


(表三)
表三、三大廠商併購/整合現況比較
併購/整合者 被併購/整合者 取得技術 併購效益
CSR 2005 UbiNetics(併購) 取得生產通信協定軟體技術 有利於Bluetooth、Wi-Fi 和UWB軟體的發展
2005 Litepoint(策略聯盟) 取得無線通訊技術 提供v2.0+EDR接收及發射的測試能力
2005 Clarity(併購) 取得CVC技術 技術應用於無線耳機、手機和汽車用免持系統產品
Broadcom 2000 Innovent Systems(併購) 取得RF CMOS製程技術 得Innovent Systems的BlutoniumBluetooth晶片系列產品
2002 Mobilink(併購) 取得基頻晶片設計技術 進軍行動電話晶片市場的跳板,為其跨入GSM系統
2003 Qualcomm(策略聯盟) 利用其CDMA手機與3G系統的地位 共同推動3G手機整合Bluetooth傳輸的功能
2004 Zyray(併購) 取得彈性雙基頻晶片架構技術 取得3G WCDMA(寬頻分碼多工存取)產品線
2004 Widcomm(併購) 取得Bluetooth無線產品的軟體解決方案 接收Bluetooth軟體市場的高市佔率
2005 Zeevo(併購) 取得Bluetooth無線耳機產品的半導體解決方案 進軍無線耳機市場
2005 BVRP(策略聯盟) 利用其Bluetooth軟體解決方案連結 分享電腦與手機間的無線傳輸功能
Infineon 2001 DWD、Comneon(整合子公司) 整合Bluetooth與GPRS的系統開發平台 取得整合GPRS與Bluetooth功能
2002 Ericsson Microelectronics(併購) 取得Bluetooth射頻晶片、基頻晶片、多晶片模組等產品技術 Nokia與Sony Ericsson兩家手機大廠的Bluetooth晶片供應商地位
2003 Mecel AB…等(策略聯盟) 免持聽筒、車輛診斷、行動上網等應用,發展車用裝置所需的Bluetooth解決方案 獲得Delphi(for Saab)與Siemens(for BMW)的採用
資料來源:資策會MIC;2006年5月

產品線比較

Bluetooth SIG(Special Interest Group)於2004年3月發表Bluetooth V2.0+EDR版,在行動電話與網路電話的帶動下,CSR、Broadcom與Infineon皆推出EDR規格的解決方案。


2004年CSR推出BlueCore4即符合EDR+ V2.0版規格。2005年CSR、Broadcom已導入EDR規格Bluetooth晶片量產,CSR已推出了晶片BlueCore 5,包括BlueCore5-Multimedia、ROM與FM三款新產品,並同時推出了增強型的BlueMedia軟體解決方案,預計因應2006年發佈的V2.1標準,而Infineon也推出行動電話用BlueMoon Unicellular Bluetooth晶片PMB8753,支援Bluetooth2.0版本及最新的加強型數據資傳輸率(EDR)功能,提供更高的傳輸速度。


(表四)
表四、三大廠商產品規格比較
  Bluetooth V1.0 V1.1 V1.2 V2.0 EDR
CSR BlueCore 1 Ø   Ø        
BlueCore 2 Ø   Ø        
BlueCore 3          
BlueCore 4       Ø   Ø  
BlueCore 5       Ø   Ø  
Broadcom BCM2004   Ø   Ø      
BCM2035   Ø   Ø      
BCM2040   Ø   Ø      
BCM2042       Ø    
BCM2045       Ø   Ø  
Infineon PMB8761 - BlueMoon Single Cellular     Ø      
PBA31307 - SingleStone     Ø      
PMB8753 - BlueMoon UniCellular         Ø  
資料來源:資策會MIC;2006年5月

藍芽與UWB技術的整合

藍芽與UWB技術的整合,將使藍芽逐漸突破傳輸速率上的限制,在藍芽產品應用上除了在個人裝置外,往後亦將進入數位家庭的領域,因此,未來在藍芽技術可與UWB技術整合之下,可提供高速傳輸的應用,達到同步化的資料傳輸需求,同時也將使可攜式裝置具備高品質語音影像應用之功能。


但藍芽技術聯盟與UWB的合作首要解決的就是頻譜的問題,由於在使用上,必須付給各國頻譜執照費用,在成本方面就難以與802.11n產品競爭,且802.11n主要的訴求為數位家庭中的影音資料傳輸應用,在Intel有意將802.11n的無線網路晶片組整合到筆記型電腦Centrino平臺後,使得802.11n的晶片成本降低,其更不具價格競爭力。因此,藍芽與UWB技術的整合必須要解決頻譜與成本問題,其次則是要考慮整合後效能表現是否符合預期。


結論

Bluetooth逐漸走向多媒體及數位家庭應用

Bluetooth隨著行動電話、MP播放機等產品普及,帶動立體聲Bluetooth耳機興起,此外,家用娛樂器、電腦及PDA等產品方面,未來以娛樂功能為主的發展導向將逐漸受到重視,是以未來Bluetooth晶片產品將朝向多媒體應用市場發展。


此外,由於Bluetooth晶片的成熟導致晶片價格大幅下滑,未來數位家電、PC等設備將具備自動切換Bluetooth無線網路功能,利用自動偵測透過Bluetooth連結,連接電腦及數位家電間的數位內容。另一方面,透過行動電話的無線傳輸,可讓電腦、PDA、印表機、掃瞄器、數位相機,甚至是家電用品之間進行短距離的無線連結,落實數位家庭的概念,完善整合無線網路的現代及便利性,並以「數位家庭」應用產品為核心出發。


藍芽與UWB技術的整合,提供晶片商新的產品發展藍圖

由於藍芽與UWB技術的整合,帶來提升手機和可攜式消費性電子裝置附加價值的方案,而對於藍芽晶片廠商而言,提供一個新的產品發展藍圖,如:CSR已宣佈將UWB技術加入其產品發展的藍圖中,並在藍芽SIG公佈正式標準時,完成相關晶片的開發,使藍芽裝置以更低的功耗和更快的資料傳輸率來分享資訊。


另一方面,過去Bluetooth之產品型態,在降低成本、縮小產品體積及增加晶片功能的考量下,未來在藍芽與UWB技術整合下,會從一開始的獨立晶片,逐漸朝向 SoC ( System on Chip )發展;惟SoC在考量軟硬體間的搭配設計、即時作業系統、仲介軟體及應用程式的運用搭配下,其嵌入式軟體整合設計能力格外重要,其主要的成功關鍵在於整合不同應用端產品之無線環境、干擾處理及安全方面的設計等。觀察手持式裝置的應用發展,未來包括FM收音機、多種數位音樂格式之整合也將是SoC必須面臨之課題。


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