2G與3G并存時期的手機芯片發展趨勢和挑戰
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博通公司則認為，目前在市場中有很多電源管理功能可以被集成到芯片當中，但是有很多大功率功能，例如電源插座充電器，它需要較大的電壓，一般都不會放進65納米或以下的工藝中去實現。我們看到那些帶有高壓要求特征的模塊與低壓部分被分開，把高壓的部分放在電源管理器上，而低壓射頻放在基帶上。不是全都可以放在基帶上，因為像USB和電源插座充電器這樣一類的模塊所要求的電壓超出了深亞微米工藝所能處理的范圍。采用65納米低壓數字CMOS也可以降低手機芯片的功耗。TI增強型SmartReflex 2不僅包含各種軟硬件技術，能夠從系統級解決方案解決整個設計的電源管理問題，更增加許多新功能包括 Adaptive Body Bias (ABB)、Retention ‘Til Access (RTA) 存儲器以及 SmartReflex PriMer 工具，將大幅提升45nm的性能與功耗平衡能力。
2G向3G過渡時面臨的挑戰
也許降低芯片數量是節能降耗最直接的手段，未來手機芯片低功耗技術發展的重點在于單芯片的功能集成。嚴格意義的單芯片是指所有電路集成在一塊芯片上。特別是針對2G和3G的入門級和中級細分市場，無論從尺寸、性能到成本，單芯片集成都是最具吸引力的技術。單芯片集成的主要挑戰是基帶上的射頻技術集成，對制造過程及性能而言，這是技術上的最大挑戰。在一部手機中帶有多種無線裝置是一個巨大挑戰,例如將手機射頻技術、藍牙、調頻和Wi-Fi技術都整合在非常薄且小巧的同一裝置中。將這些無線裝置安裝到手機里已經足夠困難，何況還要獲得良好的性能，并在具有不同操作形式的同時確保他們不會相互干擾。
當然，我們也不能忽視推動手機成本下降的不斷集成的技術將是今后很多年里的一個持續挑戰。手機市場最大需求是將所有的功能集成在一起。從技術上說，把射頻集成到基帶中是相當困難的，其關鍵因素是和基帶連接到一起的手機射頻部分。系統集成意味著混合模擬和數字功能在同一設備中共存，即集成復雜的模擬功能，如ADC、DAC等。
展訊認為多種不同制式的基帶將集成為多模基帶；外圍的主要元器件如射頻、存儲器、FM、藍牙、GPS等也將逐漸與基帶集成。博通公司已經將藍牙、Wi-Fi和調頻收無線技術集成在一起,下一階段會繼續將GPS和UWB集成到芯片里。NXP繼承了Silicon Labs在收發器設計中的CMOS技術，目前正利用該技術集成基帶和RF，利用深亞微米CMOS(45納米及更高工藝)技術，可以實現多種功能的全球系統集成：基帶功能(數字和模擬)、收發器功能、應用處理器功能以及電源管理功能。目前，唯一亟待解決的只剩下天線功率放大器了(圖4)。
圖4 集成化是必然趨勢
其實，所有的無線技術都將朝著單芯片集成的發向發展，曹強博士在總結未來手機發展的趨勢和挑戰時特別強調了如下三點：
趨勢和挑戰一，多模芯片的發展，GSM/GPRS/EDGE與TD-SCDMA/HSPA，WCDMA/HSPA，WIFI的多模組合芯片，對于芯片構架設計了提出新的要求，尋找可以盡可能的復用資源，成本最低的方案，成為擺在各芯片公司面前的難題；
趨勢和挑戰二，65nm工藝進行模擬和數字電路的混合設計，數字比較容易升級到65nm，模擬/RF電路比較難進入65nm工藝；
趨勢和挑戰三，對于多種多媒體制式的支持，手機正在兼容越來越多的PC上的多媒體內容，如何更多更經濟的支持這些多媒體內容，是芯片公司面臨的挑戰。一個方向是做更多的硬件加速器，一個方向是做更強大的MCU，靠軟件來支持不同的格式。
在體積日益縮小的支持多模無線、互聯和廣播功能的應用中，TI認為數字電路與CMOS收發器等先進模擬模塊的共存要求廠商在模擬設計和系統架構方面具有豐富經驗，電磁干擾(EMI)問題也很棘手。這些多功能平臺系統之所以復雜，在于所有的輻射系統必須在可限定的電磁干擾范圍內盡可能地“緊密”合作。
3G時代還將激戰低成本和單芯片市場
單芯片(Single-Chip)化是超低價手機用芯片的一種必然趨勢，中高階的手機用芯片為了追求功效的多樣，多半要以芯片組(2顆以上的成套芯片搭配)方式來實現，低價/超低價手機以成本為首要考慮，將芯片組電路進行進一步的整合，成為單一顆芯片。單芯片化后的好處包括精省芯片的封裝成本(從2顆芯片的各1次封裝，變成單顆單次封裝)、在手機電路板的布局設計時可以精省印刷電路板的面積及料材成本。2G時代很多基帶廠商都已推出單芯片手機解決方案。展訊公司曹強博士坦言降低芯片成本的途徑就是進一步提高芯片的集成度。在降低成本的同時，芯片廠商會盡可能提供更多的功能，2G超低成本手機解決方案也已經向拍照、多媒體應用發展，如圖5。
圖5 16美元BOM單芯片手機
為加速3G終端的普及，3G終端成本持續下降也成為業界另一個焦點和趨勢。除了高端智能手機外，手機芯片廠商特別是手機平臺廠商對超低成本手機的重視有增無減。隨著3G手機的開發，2G手機的成本會下降。而隨著3G標準的成熟以及中國等國家建成3G網絡，將出現低成本3G市場(特別是單芯片多模3G手機)與2G市場競爭的局面。如博通高集成度單芯片解決方案內置RF、2G和3G處理器，以及先進的移動多媒體處理器。
多年來，單芯片移動電話一直是業界努力追求的理想。全面集成模擬、數字、基帶和蜂窩無線部分，將是一件非常難以實現的事情，但在無線芯片巨頭們的努力下，也許這一天已經不再遙不可及！
寫在最后：競爭在加劇，強弱在分化
據統計，到2010年，全球半導體市場的35%將屬于通信半導體，其中手機將占據50%以上的市場份額。2007年，由于手機市場需求持續強勁增長，無線產品的芯片銷售實現超過整體芯片市場的增長速度。2007年，全球無線半導體市場收入達295億美元，較2006年的274億美元增長了7.6%。相較之下，全球各類半導體的同期市場增幅僅為3.3%。
表1 2007年全球無線半導體供應商前10名排名(依據市場收入占有率)
資料來源：iSuppli公司 2008年5月
誘人的蛋糕從來不缺乏追逐者，為了搶占盡可能多的手機芯片市場相對豐厚的利潤，壯大自身實力是最直接的辦法。最近一年多的時間，手機芯片產業并購頻發。這其中最震撼的也是最近發生的則是意法(ST)和恩智浦(NXP)無線部門的合并為獨立公司，新公司的市場份額將甩開身后混戰叢中的競爭者，逼近前面兩位領頭羊。一系列并購案的背后，折射的是無線芯片市場更為嚴酷的競爭新格局。
2007年，全球手機出貨量達11.5億部，較2006年的9.9億部增長16.1%，這使無線半導體市場在2007年保持較高的增幅，其中，十大供應商中有六家實現了兩位數的收入增長。iSuppli全球十大無線半導體供應商排名見表1。前十大無線半導體廠商的綜合市場占有率則提升了1.5%，在拉開與身后追趕著距離的同時，無疑留下了更為狹小的生存空間，競爭在加劇，強弱在分化。
參考文獻：
1. Thomas Barber，Aiguo Yan，Zoran Zvonar，TD-SCDMA引領3G之路，電子產品世界，2007.09
2. Kent Heath，清除3G手機射頻集成道路上的障礙，電子產品世界，2007.09
3. Zoran Zvonar，下一代無線終端的體系結構，電子產品世界，2006.09
4. 湛偉，射頻接收芯片結構選擇的幾個要點，電子產品世界，2007.10
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