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数字家庭芯片将为IC设计公司带来丰厚利润

2005-8-20 14:44:18 www.zlnic.com

“数字家庭远景”，多年前人们已经对它有所了解，但是在多年后的今天，数字家庭依然是一个远景而非现实。在PC已经开始进入64位时代、手机开始进入3G时代的时候，数字家庭为何依然是远景？虽然原因复杂多样，但数字家庭与单纯某一个领域产业相比较而言，确实拥有融合多个领域更加复杂的组成。

　　在消费电子(CE)与PC之间的界限越来越模糊的时候，虽难以判断传统家电厂商与计算机厂商之间的兼并融合走向，但他们对于数字家庭领域势在必得的决心则显而易见。但是，无论家电厂商还是计算机厂商，对于数字家庭的核心认识却均集中在“简单易用，互联互通”八个字。

　　随着终端产品逐渐丰富，竞争日益加剧，可实现某种功能的专用芯片和能够保证互联互通的通用芯片将大行其道。对于芯片厂商而言，无论是实现高端应用的功能，还是实现最为简单的应用方案，都将带来无穷商机，正是浓妆淡抹总相宜。

　　数字生活网络联盟(DLNA)以及闪联更多地倾向于将数字家庭定义为数字多媒体生活，将家庭数字化应用大概分为六层结构：最底层是物理网络，包括以太网、802.11a/b/g；然后是网络协议，包括IPv4和IPv6；接下来是终端控制层，包括UPnP(即插即用)、AV、CDS、RIO等；媒体传输使用现成的HTTP标准；媒体格式应用JPEG、LPCM(AV格式)、MPEG等成熟标准；最上层是数字版权管理。并且，致力于开发面向家电设备的芯片构建模块、参考设计和软件堆栈，如数字机顶盒、数字电视和数码录像机。与之相对应，海尔等所倡导的“e家佳”，更将冰箱、微波炉乃至窗帘、门灯等家电设备统统实现联网操作。

　　对于芯片厂商而言，数字家庭的形式和定义并不一定局限在一种模式。在终端设备能够保证互联互通、实现可互操作功能前提下，芯片厂商切入数字家庭领域中的应用方案将更加广泛。数字家庭能够带来的是对整个电子信息产业，特别是对我国处于增长中的半导体产业的巨大拉动。

　　从大方向上来看，通用CPU芯片市场的垄断地位在短期内很难被打破，这与国际市场所强调采用PC或者数字媒体适配器(DMA)的数字家庭方案密切相连，对于我国IC设计公司而言，进入门槛和取得收益的比例需要仔细权衡。但在相同领域中，强调互联互通、可互操作并不见得一定拥有一个核心中枢的方案，则给我国芯片产业增添无穷活力。

　　传统家电厂商切入数字电视领域，以及核心无线网络等领域后，与之配套的芯片设计公司开始逐步展现活力，从核心电视芯片解决方案到数字机顶盒以及网络网关等方面着手，不失为进入数字家庭领域的另一途径。

　　目前，我国芯片市场自主供应能力约为17%左右，大量产品需要进口。原因一方面在于我国市场对于电子类产品的需求日益增长，目前已经紧随美国之后；另一方面也说明我国半导体芯片产业自身设计、生产能力不足。

　　面对数字家庭这样的新兴市场，除核心领域产品之外，其他能够带来家庭生活便利的数字电子产品都应该归类为数字家庭领域。简而言之，除高端数字媒体领域之外，低端应用如门灯、家电控制等方面的芯片技术将是我国大部分IC设计公司未来的利润丰厚型产品，而这样的领域将促进芯片厂商和整机厂商形成有效联合，快速构建起整体产业生态。

　　平板显示：与半导体互生互利

　　-本报特约撰稿人庞春霖

　　据CCID统计及预测，2002年～2005年我国LCD驱动电路需求量大幅增长，今年需求量将达到14.87亿块。其中，通信类和计算机类产品中手机用彩色STN驱动电路模块、笔记本电脑及液晶电脑监视器用的TFT驱动电路模块年需求增长率将达到30%～50%。今年我国TFT-LCD电路模块需求量将达到1.1亿块。

　　产业链条协同发展

　　经济全球化和分工专业化的不断发展，使产业上下游的关系更为紧密。特别是在高新技术密集产业，往往产业链条中一个关键的环节发生变动时，会极大地影响整个产业。

　　平板显示和半导体，是现代IT行业中两个关键的基础产业。由于功耗低、发光效率高、轻薄小巧，目前各种平板显示已经成为生活中主要的显示产品。而处于上、中游的半导体行业，也伴随平板显示的成长而飞速发展，形成了现代产业中最为密切的一种互生互利关系。

　　最近，全球最大的半导体设备供应商美国应用材料公司加入中国光学光电子行业协会液晶分会，成为中国液晶产业链中的一员。同时，有消息称，我国最早建设第5代TFT-LCD生产线之一的北京京东方科技集团将要涉足IC设计领域，成立自己的设计公司。据介绍，一条第5代TFT-LCD生产线，对驱动电路的需求每年就达到3亿美元。据了解，京东方成立设计公司，其目的之一就是为了满足这条5代线和以后将建设的生产线对驱动电路的要求。平板显示与半导体产业互相依存，协同发展的状况可见一斑。

　　按照显示技术与半导体技术的作用关系，可以把半导体行业分为两类，一类是为平板显示提供电路驱动作用的产品，如大规模集成电路等；另外一类是为平板显示提供背光等作用，甚至直接组成显示产品的半导体器件，例如发光二极管等。

　　同时，在平板显示工艺中，也开始使用半导体制作工艺，例如薄膜晶体管显示器(TFT)等。在使用设备上，半导体和平板显示也有一些共同之处。因此，无论是哪一个产业取得进步，都直接作用和影响另外一个产业的发展。

　　各种平面显示产品，例如LCD(包括TN、STN、TFT)、OLED、PDP等，都统称为平板显示产品。而在平板显示系统中，提供驱动作用的集成电路，不但决定着平板显示器件的像素数量、亮度、响应速度等重要因素，同时也决定着平板显示的成本和价格竞争能力。

　　LCD领域驱动IC需求旺盛

　　根据有关方面统计，2004年仅是手机主屏显示所需要的驱动IC就为6.2亿颗，而到2007年则预计成长为7.1亿颗左右。而副屏则由于折叠式手机的迅速发展，需求将由1亿颗增长为1.6亿颗。加上手持摄像机、数码相机、车载显示等其他小尺寸显示的迅猛发展，仅仅是中小尺寸驱动IC的总需求就将由目前的20亿颗提升到2007年的24亿颗。

　　而在大尺寸LCD显示方面，由于TFT在电脑监视器上对CRT的取代，以及在电视上对PDP的挑战，在未来，其大量的使用也将进一步带动驱动IC的需求。在LCD中，驱动IC的作用往往是为串行和并行电路，也就是Gate和Source驱动提供一定频率的信号，利用LCD结构形成的平板电容，提供或保持稳定的电压，使液晶分子根据电场改变而发生转动，以达到显示的目的。

　　由于一颗驱动IC的驱动能力有限，当需要驱动的Gate或Source的条数越多，则需要的驱动IC数量也同步上升。因此，显示像素的多寡决定着驱动IC的使用数量。

　　在质量上，由于分辨率、响应速度、开口与亮度等都与驱动IC有直接或间接的关系，所以对驱动IC在性能上，例如保持稳定的电压以及精确的频率方面也提出了很高的要求。

　　因此，半导体和平板显示产业如孪生兄弟一样，不仅在产业技术和质量上保持同步的关系，在数量上更建立了直接的关系。

　　我国驱动IC仍以进口为主

　　在LCD制造中，驱动IC是仅次于彩色滤光片和背光板的主要材料。而在2003年至2004年，LCD生产深受IC缺货之苦，而往往当LCD生产企业承担巨大的价格压力的同时，IC生产企业却不为所动，依旧保持自己价格的稳固。

　　因此，利用半导体技术和工艺，将驱动IC直接制作在ITO玻璃上，也是TFT制造企业为减少驱动IC的使用数量，降低成本所不得已而为之的一个手段。

　　但无论怎样，IC在平板显示中的巨大价值以及平板显示的普及，都大大吸引了许多IC设计和制造企业投身于平板显示驱动IC的产业当中，进一步带动了半导体产业的发展。

　　在设计领域，早在上世纪90年代初期，国内的一些企业就已经开始进行TN-LCD驱动IC的研究和生产。目前，从事LCD驱动设计的单位已经有杭州士兰、无锡中微爱芯、北京中星、上海贝岭、深圳国微等。

　　据已经成系列提供STN驱动IC的无锡中微爱芯总经理郭良权介绍，目前在国内，产业化生产驱动IC最大的困难是一些关键的技术性问题，因为LCD驱动IC需要特殊的高压制作工艺，对国内设计和生产的现有技术水平提出了很大的挑战。另外，驱动IC的性能稳定性，例如电压的稳定性等，对于国内企业也是一个考验。尽管包括中微爱芯在内的一些中国企业已经开始向市场提供芯片，但目前国内STN的驱动IC产品的来源还是我国台湾省和韩国的企业，例如三星、所罗门等。而TFT驱动则主要来自日本。

　　另外，LCD的迅速发展，也带动了IC Foundry和后道封装、测试企业的发展。而IC Foundry企业的发展，又进一步带动了IC封装、测试等企业的投资和发展。今年在上海投资的我国台湾省的日月光工厂、江阴长电新厂，就已经引进了新的IC Bumping工艺。

　　数字电视：考验芯片企业实力

　　-本报记者曾铭

　　相对传统模拟电视，数字电视采用集成电路的数量大大增加，为半导体产业提供了巨大的机会。而我国在数字电视芯片领域各自为政的开发格局，并不利于国内IC厂商在数字电视上实现突破。

　　巨大的机遇

　　数字电视已经在全球范围内铺开。美国、日本、欧洲许多国家的数字电视广播已经进入实质性阶段。美国采用的是ATSC标准的高清数字电视广播，FCC(美国联邦通信委员会)规定自2006年3月1日起，25英寸以上彩色电视机必须安装高清数字电视接收头，2007年1月1日起，13英寸以上彩色电视机必须安装高清数字电视接收头。欧洲采用DVB-T的标清数字电视广播，并在法国开始了H.264高清数字电视广播的区域试点，计划于2007年在全欧洲推广。

　　在中国，青岛、佛山、杭州等城市已经开展了数字电视整体平移工作，而数字电视地面传输标准也有望在今年年底确定。今年9月，中央电视台数字高清电视频道将开始试播。种种迹象表明，数字电视已经是箭在弦上，不得不发。

　　据北京海尔集成电路副总经理阳艳春介绍，数字电视有别于传统的模拟电视，采用完全数字化的图像格式和图像传送流，这都需要通过芯片来实现。可以说，数字电视产业是建立在集成电路产业的基础上，数字电视的发展，也给集成电路产业带来了巨大的机会。

　　相对传统模拟电视而言，数字电视的集成电路采用量大大提高。据厦门华侨电子股份有限公司副总经理曾庆将介绍，数字电视里需要用到的集成电路有很多，包括信源解调器、MEPG2解码器、杜比处理芯片、条件接收器的PCIM或USB卡驱动电路以及解密芯片、MCU、FLASH、DDR、电源管理芯片等等。

　　据IDC预测，数字机顶盒和数字电视半导体市场规模将由2003年的31亿美元扩大到2008年的93亿美元，年复合成长率为25%。

　　已有的成果

　　据了解，目前国内已经有一些从事数字电视芯片开发的半导体厂商，并取得了一定产业化成果。比如深圳国微开发的条件接收CAM卡，清华大学的USB卡，上海交通大学开发的基于其地面传输标准的信源解码器，北京海尔集成电路开发的MEPG2解码芯片等。在视频处理芯片方面，则有成都威斯达开发的“炎黄一号”和海信开发的“信芯”。

　　据阳艳春介绍，北京海尔集成电路是目前国内唯一一家能够提供从信源解码到信道解码以及整体解决方案的数字电视芯片供应商，可以提供DVB-S、DVB-C、DVB-T的关键芯片和完整解决方案。目前，海尔集成电路已经有5款芯片供应市场，每款都有超过100万颗的出货量。阳艳春指出：“值得一提的是，我们是目前唯一的一家可以提供源代码的芯片供应商，可以帮助开发DVB-C的客户在开放的平台上增加有特色的增值服务。”

　　虽然国内的半导体厂商在数字电视芯片方面取得了不俗成绩，但国内整机厂商仍然更倾向于采用已有的国外成熟芯片，和国外芯片供应商成立联合实验室成为彩电行业比较流行的做法。据曾庆将介绍，厦华和泰鼎、pixelworks成立了联合实验室开发数字电视芯片，并和ATI、ZORAM等都有密切合作。TCL也和Genesis公司合作成立数字视频联合实验室，开发了DDHD新一代高清数字技术。

　　曾庆将指出：“目前国内开发的数字电视芯片一般都是只能实现某一种功能，这种各自为政的开发格局并不利于国内半导体产业在数字电视上实现突破。”因为将多块芯片整合在一起的成本很高，性能也不一定稳定。他认为，如果能将目前分裂的各个节点整合起来，共同开发数字电视芯片，未尝不是一种出路。另一种现实的选择就是半导体厂商通过并购获得所需的技术，整合在已有的成果中。

　　SOC的挑战

　　目前，数字电视芯片呈现高集成度、高速度的发展趋势，给国内半导体产业造成很大的挑战。曾庆将认为，这种挑战表现在技术、专利、配套环境等方面。

　　在技术上，数字电视功能复杂，接口繁多，布版复杂，为了保持性能的稳定和降低成本，数字电视芯片越来越趋向采用将多种功能集成在一块芯片上的SOC。在速度方面，现在标清数字电视芯片的主频已达160M，高清芯片则在260M—300M之间。而国内现有的CPU主频不超过100M，如果没有大的突破，无法应用在数字电视上。

　　在专利方面，数字电视在格式转换等方面存在很多算法和授权，而国内这方面基础较差。

　　在配套环境方面，为了降低成本、控制功耗，现在主流的数字电视IC采用的是0.13微米甚至90纳米的工艺。而国内成熟的半导体加工工艺多为0.25微米、0.35微米，在成本上没有竞争力。

　　阳艳春则认为，从事数字电视IC设计的公司要在市场上立足，必须在技术、成本、产品质量、服务等方面满足市场需求。在技术方面，IC设计公司必须有SOC设计能力，才能在市场上有“露脸”的机会；在成本方面，要保持持续的降价空间；在质量方面，要注重生产过程中的品质和管理；在服务方面，要能提供从芯片到参考设计的整体解决方案。阳艳春认为：“如果在技术、品质、价格、供货和支持等方面稍有差错，企业就可能在1-2年内出局。”据了解，在机顶盒芯片领域，在海尔集成电路的产品问世的两年时间里，已经有2-3家国际芯片大厂退出了该市场。

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