2014年LTE晶片大戰白熱化。在聯發科、博通與英特爾等業者相繼推出LTE晶片方案后,高通在LTE晶片市場的占有率正逐漸被瓜分;將使2014年LTE晶片市場競爭態勢進入新的局面。
高通(Qualcomm)與聯發科已提前揭開2014年長程演進計劃(LTE)晶片大戰序幕。聯發科于11月底正式推出八核心智慧型手機方案--MT6592,布局高階市場,未來該顆處理器將搭配多頻多模數據機(Modem),并整合為系統單晶片(SoC),讓聯發科有更多籌碼與高通勢力抗衡,在LTE市場的腳步站得更穩健。
聯發科最大的競爭對手高通亦不甘示弱,旋即在隔天發表支援進階長程演進計劃(LTE-A)的數據機晶片組Gobi 9x35,最高頻寬可達40MHz,下載速度亦可達300Mbit/s,顯而易見,高通欲藉此向市場強調該公司與聯發科的技術差距以及市場霸主地位。
然而,聯發科與高通間的戰火還不止于應用處理器及基頻(Baseband)晶片。據了解,兩家公司為持續強化于LTE市場的競爭優勢,早已將觸角延伸至功率放大器(PA)領域,欲進一步以包絡跟蹤(Envelope Tracking)技術(圖1)提升行動裝置電池續航力,盼藉此吸引廠商青睞。
圖1 高通包絡跟蹤技術 圖片來源:高通
包絡跟蹤技術炙手可熱
圖2 聯發科無線技術開發本部系統應用處處長 楊文蔚(右)認為,包絡跟蹤技術將是LTE時代延長行動裝置續航力的重要關鍵。左為***羅德史瓦茲總經理蔡吉文。
聯發科無線技術開發本部系統應用處處長楊文蔚(圖2)表示,在LTE時代,行動裝置利用包絡跟蹤技術的省電效益將十分明顯。包絡跟蹤技術系根據封包輸出訊號調整功率放大器功率級(Power Stage)的供應電壓,藉此改善功率放大器的峰值電流效率。包絡跟蹤技術對于分頻雙工長程演進計劃(FDD-LTE)而言效益相當顯著,由于該技術常處于持續運作(Always-on)狀態,因此加入包絡跟蹤技術將大幅降低功耗,在過程中可以降低至少80?100毫安培(mA)的發射功率,提升行動裝置續航力。
事實上,高通已在Google最新手機Nexus 5中,搶先透過RF360前端解決方案中的封包追蹤技術,大幅降低系統溫度、功耗及電路板面積,讓Nexus 5即使具備LTE、802.11ac無線區域網路(Wi-Fi)等通訊功能,仍能保持持續通話17小時的超長續航力。
Nexus 5電池續航力大增
高通科技(Qualcomm Technologies)執行副總裁暨共同總裁Murthy Renduchintala指出,Android最新一代的作業系統KitKat與高通的行動處理器結合,將可以出色地以LTE連結、圖形演算及高速處理效能創造出理想的行動裝置使用者經驗。
據了解,Nexus 5采用高通QFE1100,該方案系高通RF360前端的重要元件,可以全方位的系統級方案協助原始設備制造商(OEM)開發單顆、支援全球頻段的4G LTE設計。此外,QFE1100還具備為3G/4G LTE裝置設計的包絡跟蹤技術,與傳統射頻(RF)前端方案相較,LTE數據機晶片搭配該技術可動態調整功率放大器電壓,溫度降低幅度達30%、電力消耗亦減少20%,且行動裝置傳送訊號品質亦同時改善。
Renduchintala進一步指出,由于高通的包絡跟蹤技術采用高整合多頻多模PA,因而可顯著縮小電路板面積,成為Nexus 5可以在更輕薄的設計中提供給消費者更長電池續航力的重要關鍵。
Nexus 5亦同時采用高通Snapdragon 800處理器,提升整體使用者經驗、圖形豐富度以及電池使用效率。根據Google官方資料指出,Nexus 5內建2,300毫安時(mAh)電池,可持續通話17小時、待機時間高達300小時;或者消費者可以利用雙頻(2.4GHz/5GHz)Wi-Fi上網8.5小時以上,以及單獨使用LTE網路7小時。此外,Google更于Nexus 5內建無線充電功能,支援無線充電聯盟(WPC)的Qi標準。
創造產品差異化 聯發科聚焦封包追蹤技術
在高通順利將封包追蹤技術導入Nexus 5同時,聯發科亦卯足全力研發封包追蹤技術,欲利用該技術做為進軍LTE市場的重要武器。
瞄準中國大陸LTE市場商機,聯發科已展開全面布局,除先于2013年11月底推出八核應用處理器,明年中更將進一步推出四核/八核與LTE基頻處理器整合的系統單晶片,藉此拉近與高通的競爭差距,不僅如此,該公司也積極與第三方合作夥伴共同研發封包追蹤技術,以降低LTE手機射頻前端系統功耗,延長電池使用壽命。
過去,功率放大器為順利放大、傳達訊號至基地臺(Cell Tower),往往以固定的供應電壓運作,且設定值遠高于其運作所需,導致能源使用效益低落,多余的功耗則以熱的方式逸散,造成系統溫度上升,同時減少不少電池壽命。
此外,多頻多模功率放大器效率及與濾波器(Filter)間的相互關系也將影響電源效益;而封包追蹤技術將可以降低功率放大器電流,以達到大幅度減少整體功耗的效果。
楊文蔚進一步指出,相較于分離式的方案,多頻多模功率放大器無論在尺寸、支援頻段、效能及成本上皆優于前者。為實現多頻多模設計,業界除著重于增加功率放大器埠(Port)數以支援寬頻分碼多工存取(WCDMA)及LTE等多種頻段外,更將聚焦于功率放大器的電源運作效率,以呈現更完善的使用者經驗。
楊文蔚透露,由于包絡跟蹤調變器(Modulator)效率對射頻前端而言十分關鍵,因此聯發科與其他廠商亦投入研發,盼能協助客戶在更小的印刷電路板面積中提供更高運作效率的射頻系統。
正當高通及聯發科兩大處理器廠著眼于包絡跟蹤技術之際,英特爾(Intel)與博通(Broadcom)也動作頻頻,全力爭搶LTE晶片市場探花席位。
爭當LTE市場探花 Intel/博通正面對決
圖3 Gartner研究副總裁洪岑維指出,隨著各家廠商接連推出LTE方案及整合AP的SoC方案,明年LTE晶片商競爭將愈趨白熱化。
Gartner研究副總裁洪岑維(圖3)表示,2014年可視為LTE晶片商正式開戰的一年,屆時市場競爭態勢將不像今年,由高通一家獨占九成以上的市場,而將隨著聯發科、博通以及英特爾等廠商產品的出籠,形成「一大三小」的新局面。
Gartner預估,明年高通仍將保有八成至九成的市占,而聯發科則可望于今年底發表四核/八核應用處理器搭配LTE基頻晶片的解決方案后,搶得中國大陸市場一席之地,并且于明年中發表應用處理器整合基頻晶片的系統單晶片方案后,進一步擴大智慧手機及平板市占,奪下LTE晶片市占榜眼。
不過,由于聯發科目前的LTE方案若要進軍中國大陸以外市場,尚須通過當地電信運營商的驗證程序,將耗費6?9個月的時間,相較之下,博通并購瑞薩LTE資產后,已擁有通過北美、日本及歐洲驗證市場的雙核LTE系統單晶片方案,且博通與三星(Samsung)的供應鏈關系十分穩固,因此可望藉由三星外銷至歐洲的行動裝置穩定出貨量,一舉推升博通LTE方案的市場滲透率。
盡管如此,英特爾也非省油的燈。英特爾的LTE解決方案--XMM 7160已通過亞洲、歐洲,以及北美等地各大基礎設備廠商與一線電信業者的互通性測試。不僅如此,為加速其LTE方案市場滲透速度,該公司同時推出PCIe M.2 LTE模組,能為各種類型的裝置加入多模(2G/3G/LTE)數據連結功能。
據英特爾官方資料指出,M.2模組目前正和全球各地一線服務供應商進行互通性測試,不久后將整合在各家廠商推出的產品中,其中包括華為、司亞樂無線通訊(Sierra Wireless)及泰利特(Telit),這些模組可望內建于全球主要制造商在2014年出貨的平板電腦與超輕薄筆電(Ultrabook)中,由此可知,英特爾的LTE方案市場表現在2014年將大有斬獲。
整體而言,明年全球LTE晶片出貨量將翻倍成長,而晶片商間的競爭態勢將愈趨激烈,但高通仍將穩居龍頭,聯發科則受惠于中國移動等中國大陸電信商采購案的營收挹注緊追于后,至于博通及英特爾間的探花爭奪戰,則將由歐洲開始延燒。
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