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單晶片硅晶調諧器何時才能真正地當家作主

2010-11-04
來源:CTimes
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    數字廣播行動手機電視、高畫質電視和機上盒、以及新一代聯網電視等正在不斷地蓬勃發展。多樣化的電視產品內,絕大部分元件都已經集成電路化,卻只有主被動元件所組成的傳統式調諧器(Can Tuner),仍然從CRT類比電視時代以來延續存在到今日。市場期待已久的單晶片硅晶調諧器(Silicon Tuner),何時才能在電視調諧器領域內真正地當家作主?

    市調機構iSuppli預估,到2014年,全球會有60.7%的電視裝置,將大幅度地改采硅晶調諧器,屆時針對電視產品所設計的硅晶調諧器總出貨量,將可達到1.75億組。2009年全球硅晶調諧器的出貨量不過710萬組而已,采用硅晶調諧器的電視產品占整體電視出貨比重也只有3.4%。

    調諧器的重要性在于,它是接收電視臺所發出數位或類比訊號的關鍵元件,調諧器接收到55~900MHz 的高頻訊號后,降到5~36MHz的中頻訊號,然后再傳送到解調器(demodulator),解調后的訊號再透過電視芯片或解壓縮芯片,轉成一般可視訊的訊號。這個調解訊號的過程比一般射頻收發器要來的復雜,也需要SAW作鏡相率波。

    傳統的Can Tuner是用鐵殼兜離散元件以及調整線圈的方式來收訊微調,之前的領導廠商是飛利浦跟Sharp。不過Can Tuner合計的主被動元件約為130~150個,需要針對不同的應用產品進行客制化的組裝與設計,元件整合更需要人工加以調校,因此產品上市時程較長,金屬鐵殼和PCB成本負擔較高。于是,目前大多數Can Tuner制造商集中在越南和中國等地,但廉價的勞動力不再,Can Tuner廠商也正在尋找其他出路。

    硅晶調諧器則是采用單晶片架構,微型化的半導體制程可讓尺寸縮小,滿足便攜式裝置輕薄的設計需求。硅晶調諧器更可在單一尺寸內整合諸多主被動功能,包括震蕩源、Mixer、Filter、PLL、SAW、大部分電感/電阻/電容元件整合在內,體積可減少90%左右。另一方面硅晶調諧器已經進入到CMOS制程,相較于傳統調諧器,功耗可大幅減少2/3到4/5。且Silicon Tuner可耐高低溫差和高電壓差、震動撞擊和極端氣候環境,可靠度高。整體來看,硅晶調諧器可有效降低電視制造商的成本。

    但是因為硅晶調諧器模塊要適應廣播電視頻道訊號的大動態范圍變化,訊號接收會相當敏感,因此設計上會更為復雜。此外,由于電視接收器所接收的廣播頻寬范圍較高,需要搭配特殊的主動頻道濾波技術。也因此,具備射頻設計經驗的研發團隊,對于穩定硅晶調諧器質量非常重要,也才能避免內部電子元件噪聲干擾影響射頻接收質量。但硅晶調諧器因不采用空心線圈,可達到穩定的接收質量,因此也可有效減少接收不同頻道及使用環境所產生的變量。

    上述的經驗對于電視系統設計人員來說是相當陌生的,他們還是習慣仰賴傳統調諧器廠商和供應商進行先期調諧質量測試、并且解決可能在電視驗證測試時可能會發生的所有問題。加上一些傳統調諧器廠商,本身就是TV OEM大廠垂直整合供應鏈的其中一環,因此傳統調諧器在電視制造商的零組件供應鏈里,仍繼續運作供應。這也是為什么,傳統調諧器的地位始終在電視領域屹立不搖的原因。
盡管傳統調諧器在電視領域仍占有主導地位,但是硅晶調諧器的成本和技術競爭優勢正在浮現。目前國外主要的硅晶調諧器大廠,包括恩智浦(NXP)、Microtune(將被Zoran于第4季并購)、意法(STM)、Silicon Labs、Sony、邁威爾(Marvell)、美信(Maxim)、ESS Technologies、博通(Broadcom)、MaxLinear等,都陸續推出相關參考設計方案。NXP在9月中推出針對機上盒應用的衛星硅調諧器,Sony則是在7月中推出整合自家高周波回路技術(radio frequency circuit tech)的硅晶調諧器模塊,強調可減少因外圍線圈所產生的噪聲。臺灣則是以寬達科技(Quantek)、宏觀微電子(Rafael Micro)等為首,工研院目前也有針對數位廣播電視DVB-T/DVB-H標準應用、可實時技轉的硅晶調諧器技術。

    未來4年硅晶調諧器在電視領域的成長態勢備受期待,其實在消費電子、PC和汽車電子領域,硅晶調諧器也有亮眼的表現。市調機構iSuppli便預估到2014年,上述領域Silicon Tuner的出貨量可達4.8億組,較2009年的2.0億組成長超過2倍。

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