手機晶片市場的激烈變動

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4.5.7 手機晶片市場的激烈變動 單晶片手機的優點

從電信公司到 OEM 和 ODM 廠商到晶片組供應商，手機價值鏈的所有業者都在 努力提高功能整合度以降低成本和節省電路板面積。自從 1986 年手機出現以 來，手機就以循序漸近的方式逐步提高功能整合，這是一個似乎無止盡的過程。

下圖 4-5-4 是理想單晶片手機的基本功能方塊圖，它已將射頻收發器 (XCVR)、

數位基頻 (DBB)、類比基頻 (ABB) 和電源管理 (PMU 或 PMIC) 整合到同一顆晶 片。

圖 4-5-4 理想單晶片手機的基本功能方塊圖

資料來源: Eric Garlepp Product Marketing Engineer Silicon Laboratories 單晶片手機可用一顆單晶片積體電路取代手機內的多個重要子系統，單晶片 設計能省下原本所需的多顆離散零件和被動元件。要完整的四頻帶GSM/GPRS數據 機，如果採用獨立基頻晶片和收發器晶片的傳統解決方案則需要約200到250顆零 件，到了2006年採用最先進的單晶片手機解決方案只需58顆零件就能組成。這表 示手機製造商採用單晶片手機解決方案會省下可觀零件、生產、插件、採購和庫 存成本。庫存零件數目和種類的大量減少，不但讓供應鏈運作更順暢，還能大幅 降低因零件短缺導致的生產線停工風險。除此之外，單晶片手機還能免除元件繞 線作業，使得電路板從傳統八層板簡化為六層板或四層板，電路板製造成本最多 則能節省三成到五成。

除此之外，由於許多數據機功能都整合到一顆晶片，因此半導體供應商能針 對系統規格進行更完整的測試和保證，其範圍遠超過多顆零件的系統測試和保 證，對手機而言，這能縮短工廠測試時間、提高測試效率和減少顧客退貨率。當 手機製造商都面對利潤快速的下滑時，其中又以ODM廠商承受的壓力最大，單晶 片手機只要讓手機製造商的產品良率提高1%，就表示他們的利潤最高會增加兩成 五。

真正單晶片解決方案的另一優點，是廠商只需採購一顆元件，而不是由多顆 元件構成的數據機晶片組，廠商若採用數據機晶片組，或是需要另一顆電源管理

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元件的某些所謂「晶片組解決方案」，那麼只要晶片組有任何元件缺貨，手機生 產線就會停擺。不幸的是，競爭激烈的市場環境迫使廠商必須嚴格控制庫存，因 此零件缺貨在手機產業經常出現。隨著電路板所需零件大幅減少，所有子系統又 都整合至一顆晶片，系統最佳化過程所需的硬體和軟體調校工作將變得更簡單。

單晶片手機能整合所有系統時脈功能，並將它實作成只需搭配一顆26MHz 石 英晶體的數控石英振盪器(DCXO)。廠商甚至還能將數控石英振盪器與數位基頻元 件和相關軟體整合在一起，使得研發過程中，只要執行最少的調校程序就能完成 石英晶體頻率校準。這能省下繁複的電路板修改或工廠校準作業，進而大幅縮短 新手機上市所需時間。

除此之外，由於單晶片手機將全部功能整合至一顆晶片，設計人員還能將多 項系統效能指標最佳化，例如利用基頻單元的DSP將射頻接收機最佳化以提供最 理想的靈敏度、線性操作和相鄰通道效能組合。發射機也能實現效能最佳化，因 為從聲音訊號到射頻電路的所有功能方塊都已在相同晶片上，因此溫度和半導體 製程變異等效應，都能獲得補償。最後，由於需要互傳訊息的所有功能方塊，全 部緊密整合至同一顆晶片，系統時序也能最佳化以提供效率最高的全系統耗電控 制，這能延長手機的通話時間和待機時間，單晶片手機的諸多優點使它特別適合 手機市場的入門和低成本產品。

在手機產品發展上，中低階手機成本壓力一直都相當大，也使得手機製造業 者紛紛尋求成本更低廉的解決方案，這種趨勢給晶片業者帶來相當大的成長空 間。由於積體電路技術與包裝技術的進步，許多原本屬於獨立的多媒體處理晶 片，可以用 SiP 或 SoC 的方式整併成一個體積更小的作業平台，甚至整合成為單 顆 IC，此種發展趨勢，除可以大幅的減少獨立晶片存在之外，也間接降低了連 接器等其他零組件的數量，這樣的方式導致手機製造成本降低，提升了產品在組 裝上的簡易度，使得手機能夠更快進入市場並增加手機業者產品競爭力，因此目 前非常明顯的，手機業者在中低階手機上多採用 SiP 或 SoC 的解決方案，如下圖 4-5-5。

圖 4-5-5 手機半導體平臺朝單晶片發展

資料來源:拓樸產業研究所

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這種整合性的發展方向，也符合手機朝向小型化與輕薄化的趨勢，因為晶片 小型化可以減少PCB鑲嵌空間，而且整合性平台與IC較為省電，不但可以延長手 機待機時間，在功能較智慧型手機單純的中低階機種上，待機時間的增加，將更 使產品有機會在眾多競爭者中受到消費者青睞。

2003手機晶片市場是個穩定的生態

2003年以前，手機基頻IC市場仍由TI、Qualcomm與STMicroelectronics等大 廠主導。根據Dataquest的統計下表4-5-3，2002年光是前五大公司便佔了74.7%

的市場營收；TI持續以24.7%的佔有率穩居市場首位，其次則是主導CDMA系統市 場的Qualcomm，依序為STMicroelectronics、Philips 與Motorola。在前五大廠 商中，除了Philips在2002年營收僅較2001年成長1.8%，其他廠商皆受惠於手機 市場的成長而有不錯的表現，龍頭廠商TI的成長率更高達48%。從2002年前後的 市場佔有率的變化可以看出，手機用IC市場的集中度不因市場競爭而有所降低反 而更加集中，例如手機基頻IC市場前五大廠商的市場佔有率由1998年的60.1%提 高至2002年的77.1%。此市場之所以呈現大廠高度集中的情形，不僅在於大廠對 於基頻IC技術的領先，更在於這些大廠已與手機大廠維持穩定的合作關係，因此 在手機系統設計方面的知識與手機廠商對其產品的信賴度，凡此種種皆是其他有 心進入此領域的後進廠商無法企及的優勢。

表 4-5-3 2001~2002 全球 20 大無線通訊 IC 供應商營收排名

資料來源:Gartner Dataquest

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2003年時，TI的龍頭地位雖未因手機市場的變化而有所影響，仍然維持20%

以上的市場佔有率，但是Qualcomm自2000年起一路成長至2002年的19%，已經大 幅超越其他傳統基頻IC大廠，2002年Qualcomm憑藉其在CDMA系統技術的獨佔地 位，市場營收由2001年成長39%達19億美元，更進一步超越Motorola成為無線通 訊半導體市場第二名的廠商，逐漸進逼TI的領先地位。連Motorola也宣布將採用 Qualcomm的晶片組生產CDMA系統手機，環顧全球CDMA晶片組供應商中，除了當年 年正式採用自行開發CDMA晶片的Nokia外，Qualcomm可說囊括了所有的CDMA的智 財與晶片組市場。

換句話說，雖然GSM系統手機在未來幾年仍將是全球使用者最多且市場規模 最大的無線通訊終端產品，但是隨著CDMA系統在美、日、韓等地區的商用化越來 越成熟，且在下一代手機系統CDMA2000的發展速度上亦領先WCDMA 系統，因 CDMA2000與WCDMA有很多相通之處，所以Qualcomm後來便輕易的在WCDMA領先手機 晶片製造商並握有相當多的核心專利。

2004~2006 W公司搶奪低階市場破壞手機晶片的生態平衡

2004～2006年手機的市場在GSM系列(GSM、GPRS、EDGE)部分所佔比重相當 高，因此著重在2G通訊晶片的TI過去在產業排名上穩居首位。TI積極推展的 LoCosto平台因不具備多媒體功能，與手機市場趨勢違背，使得目前TI在中國的 低價的市場受到W公司的侵蝕。而居次的Qualcomm則由於過去掌握了CDMA相關技 術，使得CDMA市場幾乎都掌握於Qualcomm手中。

表 4-5-4 2004～2006 年全球手機半導體者前十大營收排名

資料來源: 拓墣產業研究所

就上表 4-5-4 各國際手機半導體業者而言，其產品廣佈包含基頻晶片平台，

為提供手機整體解決方案者主要有 TI、Qualcomm 與 Freescale，以射頻電路(RF circuit)為主之業者主要有 Skyworks、與 RF Micro Device，而以處理器晶片為 主則有 Renesas，但到了 2007 年以後，無法提供 SOC 的業者，就紛紛的敗陣下 來，如 Skyworks、RF Micro Device 及 Renesas。以 4-5-4 表中各廠排名來看，

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2004~2005 市場規模上前五大廠排名其實相當穩定，除了 Infineon 之外，其他 業者 TI、Qualcomm、Freescale、ST Micro 在市場規模上排序都相當穩定，顯 示手機半導體業者在技術上具有一定的進入門檻，其主要客戶都是前五大的手機 製造商，例如 TI 與諾基亞的緊密合作的關係、Freescale 與 MOTO 的相關企業的 關係、Infineon 與 Siemens 相關企業的關係、ST Micro 主要客戶為 Nokia、三 星和索尼愛立信等手機製造商，且要搶奪競爭者的客戶並不容易，因此客戶的市 場變化對各晶片廠有直接重大的影響。而在排名 5 至 10 名業者的變化較大，顯 示該範圍內之手機晶片業者的客戶並不穩定，其客戶多屬國際五大手機品牌以外 的小廠，因此變數較大也自然使得排名變化大，另外手機半導體朝向整合情況發 展，也導致這樣的情況發生。

W 公司以多媒體整合與技術服務搶奪低階市場

進入 Fabless IC 設計公司前 10 名的亞洲業者 W 公司，由於產品以多媒體整 合取勝，符合 2G/2.5G 手機產業趨勢變化，並可提供手機業者更直接的服務，因 此在中國市場內多有斬獲，排名從 2004 年的 10 名之外躍升為全球第 8 大業者。

另外，英飛凌在 EDGE 市場亦有不錯斬獲，2006 年 10 月樂金電子所推出的多款 手機中已搭載英飛凌的 EDGE 平台 MP-E。該平台包括基頻處理器、涵蓋四個頻率 範圍的射頻收發器(RF Transceiver)、電源管理單元、藍芽以及完整的 EDGE 電

另外，英飛凌在 EDGE 市場亦有不錯斬獲，2006 年 10 月樂金電子所推出的多款 手機中已搭載英飛凌的 EDGE 平台 MP-E。該平台包括基頻處理器、涵蓋四個頻率 範圍的射頻收發器(RF Transceiver)、電源管理單元、藍芽以及完整的 EDGE 電