陆楠 眼下,基于网络设备互连互通的芯片市场和基于通信设备的传统语音和数据传输芯片市场相互融合，为全球半导体市场开辟了一个巨大的空间，籍由无处不在的信息传递，一个新的价值扩张的半导体市场已经形成，移动通信、无线宽带和无线局域网正在融合计算和通信的基础上为半导体市场创造一个新的纪元！ 在本期专题中，我们邀请到Intel、PMC-Sierra、IDT公司的有关专家就其各自的产品在此话题中的定位进行阐述。 数字技术的持续演进，已带动全球商业、娱乐以及通讯领域的彻底转变，在那些持续增长的行业中，通信产业带来的整个半导体市场的价值扩张最为明显，市场研究公司IC Insights最新发表的报告显示，在经过两年的严重下滑之后，2003年全球通讯芯片市场预计增长20%，2004年将上升26%，而无线，特别是手机和WLAN产品的增长速度要快于整体半导体市场，正在推动全球通讯芯片产业复苏。不过，IC Insights认为通讯IC市场在2007年以前不会超越2000年的高峰，当时的销售额为415亿美元。总体来看，无线IC市场2003年达到228.05亿美元，比2002年的183.15亿美元增长25%。IC Insights同时指出，由于长途和城市网络容量过剩，有线通信市场仍然保持疲软，2003年有线系统销售额与2002年持平，有线芯片市场则增长5%。 光电通信稳定复苏 通信技术向高速大容量方向发展，促进了光电传输。光通信市场在经历了网络泡沫破灭带来的严寒之后从去年下半年开始终于回暖，尽管目前增长还很缓慢，但能够稳定的增长对于煎熬已久的光通信器件供应商来说值得欣慰。据美国市场咨询公司RHK最新发布的研究报告显示，2003年第3季度全球光通信器件市场规模达5.9亿美元，比同年上一季度增加了8%。 各大企业的营业额在3000万－4000万美元之间。美国JDS Uniphase Corp的市场占有率为15.2%，居第一位，美国安捷伦科技位居第二，住友为8%、美国Finisar Corp.为7.3%、英国Bookham Technology为6.9%，德国的英飞凌科技为6.7%，其后的排名为三菱、古河电气和美国Avanex Corp。 RHK分析家认为，由于厂商和ISP均继续进行业内重组，DWDM模块、同步光纤网络（SONET）以及SDH收发器等零件的价格稳定，2004年上半年全球光通信器件市场将持续一位数的平稳增长，通信运营商将稳定财务的同时对下一代网络进行评价，增长领域将包括千兆级以太网和Fibre Channel等数据通信市场。 RHK同时指出有源器件市场目前非常火爆，主要集中在两大领域：基于MSA模块中的有源器件以及PON网络中的有源器件，如10Gb/s收发器和PON收发器。 另一家通讯产业调研公司CIR最新公布的《关于今后光传输及电子传输组件市场展望的调查报告》指出，该市场的规模将从2003年的约10亿美元增加到2008年的16亿美元，市场需求的主力将从公共网络转移到企业网络上。其中，光传输组件部分，全球用于以太和光纤信道市场中的激光器，探测器以及其它组件收入将是面向公共网络的同步光纤网络（SONET）及SDH组件收入的7倍左右。 报告认为企业用户关注网络效率、每位用户成本以及通信总成本，而且对价格十分敏感，促使组件厂商依赖两种策略，一是通过扩大生产规模来实现成本优势，二是消灭竞争对手。比如日前美国Finisar收购德国英飞凌的光通讯业务的事件。 在电子传输组件领域，CIR预计超过90%的应用市场集中在以太网络和光纤信道市场。不过该市场存在着成本改进和供应链管理的空间。组件厂商今后要想在市场中获得成功，很重要的一条是除了制造面向第一层及第二层的产品外，还要制造支持最新安全功能、移动功能以及VoIP应用等更高层面的产品。组件厂商将可通过上述产品获得知识产权并销售利润率高的产品。例如，那些能支持最新加密协议的PHY／MAC Combo产品等将带来很大的商业机会。另外，由于电子传输组件市场的潜力吸引新企业加入该市场，美国Marvell Semiconductor及美国Broadcom等大部分营业额依赖于面向第一层及第二层产品的企业将会陷入困境。 伴随市场的复苏，光纤通信朝向客户端发展，低价、小体积、可量产及多信道数(channel count)的光通信组件将是必然的发展趋势，新技术开始逐步发挥其效应。比如用于动态网络中的波长锁定和色散补偿技术，而40Gb/s测试设备也开始伴随着新型光开关配线架以及MEMS新品初次登台。类似160Gb/s分插复用器、用于动态网络的新型器件，以及用于更高速网络中的下一代技术也正逐渐浮出水面。例如高分子平面光波导因其高性价比，被应用于制备光通信组件关键的平面光波导(PLC)芯片。它与其它材料的兼容性佳，并兼具有机与无机材料的优点：尺寸安定性高、加工容易、能依需求调控光学性质。由于这项新材料具感光特性，在工艺上能以显影方式直接做出导光线路，可进一步应用于低成本的简单工艺，大量制造高品质光通信组件。 最近，日本京都大学野田进教授领导的研究小组首次在世界上成功地研制出立体光子结晶（PhotonicCrystals），对光方向和增益幅实现了自由控制。专家表示，通过光子结晶对光的发生、增幅和方向转换等进行操作，对提高下一代的光通信芯片性能及开发弱激光将起关键性作用。野田教授的研究小组使用镓砒素半导体按0.7微米间隔排成井状，获得了光子结晶，它能被用来发射波长在光通信范围内的光波。研究同时确认，在对晶体一部分结构的周期性排列进行作用后，该晶体发出的光会增强。该晶体结构的这一性质可在弱激光领域得到应用。利用立体光子结晶抑制发光的现象和在特定部分增强发光是自提出光子概念以来的重大突破。它不仅可以应用在信息通信领域，还可能加速量子通信、计算机演算等下一代信息通信领域，以及一些边缘学科之间的相互融合。 在器件集成上，单芯片已经能够集成多达100个以上的功能器件。日前，英国Intense光子公司就成功实现将100个以上的功能器件集成到一个单芯片上，这为今后制作更高性价比，更多功能，更小尺寸的光芯片奠定了基础。Intense的QWI技术不像以往的基于regrowth的技术，所有的器件制作都是在一步完成。Intense光子的首个器件是980nm激光器的阵列。该产品基于GaAs芯片，每个单个激光器的输出功率都大于220mw，通过平面波导器件再将功率集合到一起，这种器件可以大大降低EDFA的制造成本。 网络通信上升强劲 全球互联网用户的不断增加进一步推动宽带通讯的持续增长。2003年，DSL市场继续保持良好的增长势头，全球的DSL线路数较上年增幅显着。中国已成为世界上最大的DSL市场，亚洲依然是这个领域的“领头羊”，而欧洲也正呈现出强劲的上升态势。 PointTopic公司与DSL论坛日前合作编写的一份全球宽带DSL市场的最新分析报告指出，2003年全世界的DSL线路数增加了78%，达到6380万条。在过去的一年中，全球增加了近2800万条宽带DSL线路，这较2002年增加了65%以上。2003年，中国的DSL市场经过指数级的增长，已超过韩国、日本和美国，成为世界上宽带线路数最多的国家。到2003年年底，中国的宽带线路数达1090万条，而在2002年年底，中国的宽带线路数才刚刚超过200万条。 在韩国，由于互联网服务提供商(ISP)切断了针对欠费用户的服务，因此该国的DSL线路数在03年第三季度有所下滑，这也导致了韩国在全球DSL市场上由长期以来的领导者位置下滑至第四名。尽管如此，在DSL的普及率方面，韩国仍然高居全球第一的位置，每百人普及率接近14%，中国台湾和中国香港分列二、三位。整个亚太地区仍然占据了全球DSL市场的绝大部分。截至2003年12月31日，亚太地区的DSL线路数为3220万条，占全球市场份额的50%以上。欧洲、非洲及中东地区有1870万条，而剩余的1290万条线路都分布在美洲。此外，欧洲市场在2003年也经历了强势增长，去年下半年百分比增幅最快的10个国家中有5个是欧洲国家。此外，东欧国家的DSL市场也在快速增长，波兰、捷克和斯洛文尼亚等下半年的增长率均超过60%。 Point Topic和DSL Forum日前发表的一份报告显示，2004年第一季度DSL又增加950万个用户，全球用户数量达到7,000万。DSL Forum的总裁Tom Starr在声明中表示，这是全球DSL用户增幅最大的一个季度，增长率接近15%。 报告指出，中国、法国和美国的新增用户占第一季全球新增用户数量的一半以上。中国新增280万个用户，美国增加118万，法国增加104万。报告还指出，目前有13个国家拥有100万个以上的DSL用户。另外，在16个国家中，有10%的电话线提供DSL服务。亚洲DSL用户数量继续在全球保持第一。欧洲位居第二，美国第三。 DSL业务和设备的市场发展为芯片产业带来更多的机遇和挑战，市调机构iSuppli的最新调查报告指出，随着DSL通信服务领域新标准的引进，加上中国及印度等高成长率的态势，全球DSL芯片组营收将从2005年开始水涨船高。iSuppli分析师估测，2003年全球DSL芯片总营收达到3.99亿美元，2007年营收将超过2003年的两倍，高达8.99亿美元。市调公司In-Stat/MDR则预测，DSL芯片市场2007年将增长到1.079亿埠，总的收入将达到7.328亿美元。在不同DSL标准产品所占的比例变化上，In-Stat/MDR预测到2007年ADSL芯片所占的百分比将不断下降，然而VDSL芯片出货量所占比例却大幅度增加，尤其在亚太地区更是如此。虽然SHDSL也将在未来5年内强劲增长，但到2007年其所占整个DSL芯片市场的百分额也不会超过10%。 市场的景气也不断改变全球DSL芯片供应商的竞争格局。意法半导体(STMicroelectronics,ST)宣布他们在2003年的DSL芯片出货达到2,510万埠的记录，自1998年以来(时为阿尔卡特微电子部)，累积出货达7,600万埠，市占率达35%。德州仪器(Texas Instruments,TI)也不甘示弱，宣布其出货达2,400万端口，增长幅度高达3倍，累积出货则逾4,000万埠。TI 2003年DSL用户端设备单芯片AR7则持续大量出货，尤其在亚洲市场获得大量导入，由于相当抢手，供货持续吃紧，拿下约15%市占率，局端设备则称霸中国大陆市场。该公司还将在今年率先推出第一颗整合DSL、VoIP及WLAN的客户端平台AR7VWi，不仅支持ADSL、ADSL2、ADSL2+等标准，也支持双信道VoIP及802.11a/b/g；另一家宣称是领导业者的厂商科胜讯(Conexant)，根据推估，应有2,500～3,000万埠以上，彼此竞争相当激烈。科胜讯合并GlobespanVirata后，由于同时掌握局端及用户端产品线，加上整合双方在用户端势力，与ST及TI形成三强鼎立的竞争局面，其它如亚德诺(ADI)、Centillium、英飞凌(Infineon)及博通(Broadcom)，则偏向于固守特定区域或客户的利基市场；值得注意的是，除DSL芯片外，这三家公司也都同时拥有无线局域网络(WLAN)及媒体处理等产品线，未来在用户端整合性产品的实力将决定其DSL芯片市场势力的强弱，当然，这也有利于克服DSL利润下降带来的压力。 DSL利润下滑已经开始影响该产业的持续发展,对于降低成本而言技术的更进愈发重要。DSL芯片技术的发展方向将主要表现为:增加芯片端口密度；功率智能控制；在芯片上提供线路环境的测试功能、监控功能以及远程管理（如杰尔系统(Agere Systems)正在研发专门用于DSL局端上的流量管理芯片，他们采用硬件和软件混合的方式，将一些流量管理常用算法用硬件实现，而把涉及到网络协议的部分用软件实现）；提高最大传输距离以及能够同时支持ADSL、ADSL2、ADSL2＋，甚至提供语音功能等（如TI客户端设备(CPE)产品AR7单芯片系列中，AC7W可支持ADSL和802.11b/g，AR7Vwi可支持ADSL+802.11b/g+VoIP，为DSL注入了语音活力），还有就是降低制造成本，如TI DSL产品已经采用业界较先进的0.13μm制造工艺技术，未来还将引入更先进的90nm工艺。该公司下一代局端(CO)产品AC7套片将支持16个端口，并支持ADSL、ADSL2、ADSL2+。 眼下，NGN(下一代网络)已经进入部署阶段，网络与通讯进一步融合，语音包将会发展成为未来的主流语音通信方式，VoIP(Voice over IP)设备和芯片市场在未来五年会有强劲增长，数据网关、宽带路由器、IP电话、机顶盒、家用电话机等产品的需求，促使相关芯片厂商的竞争趋热。VoIP在中国市场更被看好，2004年中国的宽带用户将达到1450万，成为全球第二大宽带市场，而基于宽带网络的VoIP服务将取代PSTN(公共电话网络)，这一巨大市场显然已被广泛关注。 据In-Stat/MDR预计，虽然VOIP设备和相应配套设备市场还处于发展的初级阶段，而且在未来几年内传统的线路转换设备的需求量还是大大超过VOIP设备的需求量，但从2002年到2007年VoIP芯片的收入将从5,490万美元增加到1.411亿美元。 在终端设备中，一些手机大厂如Nokia、Motolora与Sony Ericsson已经考虑推出VoIP与移动电话结合在一起的移动电话，这将进一步推动网络电话IC市场的成长。此外,随着VoIP服务的普及，VoIP IC被整合到家庭网关之内的趋势会愈趋明显，进而带动客户端设备VoIP网关IC市场增长。局端VoIP网关IC曾经由于2001至2002年通讯产业资本支出衰退，使得局端VoIP网关IC的营收一度下滑,不过，随着2003年VoIP企业与家庭用户数的增加以及资本支出微幅增加，市场已经开始反弹。 VoIP芯片的主要市场集中在IP电话芯片、CPE VoIP芯片和VoIP网关设备芯片三个领域，其中IP电话芯片将向高集成度和专业化方向发展。带有三个以太网转换端口、集成PHY和安全处理器的变得更加普遍，而具备移动通信、WLAN功能将成为IP电话芯片的下一步目标。据In-Stat/MDR预测，从2002年到2007年，IP电话芯片的销售额将从2002年的1,560万美元增加到4,960万美元，年复合增长率为26.0%；而目前主要用于住宅IP电话的CPE VoIP芯片，将会从2002年的2,110万美元增加到2007年的5,510万美元，年复合增长率为21.2%；VoIP网关设备芯片将从2002年的1,820万美元增加到2007年的3,640万美元，年复合增长率为14.8%。 目前，全球VoIP芯片组主要供货商有Agere、Broadcom、Netergy、ST、TI、科胜讯、富士通、英飞凌、飞利浦、AudioCodes、DSPG与Atmel等。其中TI、AudioCodes与DSPG等以DSP为主；Broadcom、ST、科胜讯以宽频芯片为主；Agere与Atmel等则以无线局域网络芯片为主。从市占率来看，TI位居首位，在IP电话、CPE VoIP和VoIP网关设备三个主要芯片市场中共占有大约80%的出货量。该公司能够提供几乎所有适用于VoIP应用领域的解决方案，其VoIP端口的出货量已超过了5000万片，已经向200多家网络设备制造商与设计商提供了系列广泛和完整的语音数据包解决方案。该公司与VoIP软件公司RADVISION与WindRiver合作，提供客户较低的授权金，对于设备厂商来说有助于降低生产成本，籍此强化其在VoIP芯片市场的主导地位，这也显示出双核心单芯片技术以及同软件解决方案供应商合作对于竞争的重要性。 从设计趋势看，用户端VoIP芯片产品设计的方向是低成本、多功能、节能降耗的解决方案。对于局端VoIP产品来说，必须采用开放式符合标准的架构以满足与其它品牌产品的兼容性，在保证品质的同时兼顾未来升级能力。此外，VoIP芯片的最佳解决方案正在向同时结合RISC处理器和用于讯号检测及噪音消除的DSP混合结构靠拢。 （未完待续）