2011年1月27日 星期四

分析師預測2011年半導體產業十大主題趨勢

電子工程專輯20110125
2011年 IC市場有啥看頭?投資顧問機構 Piper Jaffray 的分析師Gus Richard列出了以下十大半導體產業主題趨勢,預測2011年及之後的市場發展方向。

1. 第四波運算浪潮


Richard認為,行動上網、精簡型電腦(thin client)、超可攜式電腦的時代已經來臨,這是第四波運算技術新浪潮;而在這波浪潮中,關鍵技術能力不在於處理器,而是連結性、頻寬以及超低功耗。 iPad 、 iPhone 與 Android 作業系統都是這個新時代的早期贏家,也是引領第四波潮流的先驅。


2. ASIC 被 PLD 大量取代


晶片設計成本隨著製程演進而節節高升,ASIC與ASSP正被可程式化邏輯元件所取代。目前45奈米節點的 SoC 設計成本估計約8,000萬美元,而32奈米元件設計成本則高達1.3億美元;Piper Jaffray估計,假設毛利率在50%,以上兩類晶片市場需求規模須分別達到4億與6.5億美元,才能回收利潤。


3. 資本密集度升高


在過去的10~15年,有越來越多的半導體業者走向「無晶圓廠(fabless)」或「輕晶圓廠(fab lite)」,越來越少有公司能負擔一座先進 12吋晶圓廠的成本。但問題是,誰要為不斷上升的資本密集度買單?顯然領導廠商如英特爾(Intel)、三星(Samsung)、東芝(Toshiba)、台積電(TSMC)與Global Foundries 仍會是支出大戶。


Richard指出,雖然目前業界並沒有相關的討論,但看來台積電、聯電(UMC)等廠商開始要求客戶必須分攤成本,應該只是遲早的問題;而這也將會是半導體業者資本支出的來源之一,將使資本密集度達到20%左右的週期性高點。



4. 微影技術成本所佔比例增加


微影技術在半導體業者晶圓廠資本支出中所佔比例越來越高,上一代的ASML XT系列193奈米浸潤式微影設備要價3,000萬歐元,最新一代的NXT系列要價4,000萬歐元;而深紫外光(EUV)微影設備的價格更加昂貴,目前可出貨的預生產設備一套要價4,200萬歐元,預計2011年底出貨的量產工具,則要價6,500萬~7,000萬歐元。


5. 摩爾定律發展趨緩的真相


只有三種方法能夠提高晶圓廠的產出,第一是微縮晶片製程(摩爾定律),第二是放大晶圓片的尺寸,第三則是增加晶圓產能。但對除了英特爾與三星之外的所有半導體業者來說,摩爾定律的發展速度正在趨緩,轉移至下一代製程技術的腳步也漸漸停頓。


6. 越來越多「殺手級應用」崛起


半導體需求新推手的能見度越來越高,這也是長期以來僅受益於單一殺手級應用的半導體產業,終於有機會獲得新的成長動力。Richard表示,目前有幾個正在崛起的半導體需求動力,其一是由智慧型手機與平板裝置領軍的所謂「第四波」運算,也就是超可攜式PC;其次是為因應越來越多裝置加入連網功能(無所不在的連結性),使得通訊基礎建設需要升級。


以上這些趨勢將推動電子產品的更新週期,同時也將讓更多半導體內容進駐現有的設備以及一系列新型設備。


7. 通訊基礎建設的投資增加


由於手機通訊內容漸漸由語音轉向更多資料,透過IP網路傳遞的視訊內容增加、再加上雲端運算興起,也帶動了通訊基礎升級的需求。


8. 家庭網路需求大增


家用網路的頻寬需求正以每年40%的速度成長,其中光纖到府(FTTH)是在新興市場推動此方面需求成長的一大主力;網路視訊也助長了FTTH市場。有越來越多裝置支援HD視訊,家庭內有越來越多設備支援上網功能,這些都是家庭網路市場的推手。相關解決方案包括各種無線/有線網路技術。


9. LED照明逐漸普及


世界上有越來越多國家禁用白熾燈泡,也助長了LED照明市場;其速度估計在接下來兩年回加快。目前歐盟已經開始禁止75W~100W的燈泡在市場上銷售,並將在2012年底之前進一步禁用所有白熾燈泡;美國也採取了類似策略,計劃在2014年禁用所有白熾燈泡。


雖然在一開始,省電燈泡(日光燈)應該會是取代白熾燈泡的主流,但假以時日,一旦LED能提供更加亮度品質、量產價格也越來越低,仍將會是最理想的解決方案。Piper Jaffray預估,一般照明用LED燈市場,將以每年增加一倍的速度擴張,今年出貨規模估計在2,000萬顆,明年將增加到4,000萬顆。


10. 類比市場將因過度投資而走下坡


在過去十年,類比半導體市場重燃投資者興趣,且看來吸引了過多的資金;雖然類比半導體市場蘊含豐沛的利基型商機,但Piper Jaffray認為,類比半導體業者的前方道路將越來越艱難。該市場與其他晶片市場一樣,其毛利與產量是成反比的,也就是說當產量越高、業者利潤也越低,但產量越少、業者越賺錢。


德州儀器(TI)的新12吋晶圓廠加入生產行列後,預期將會以非常高的產量囊括標準類比元件市場的高市佔率,雖然並非所有類比業者會受到衝擊,但那些產品線與TI重疊的競爭對手們勢必會面臨壓力。


編譯: Judith Cheng

2011年四大科技趨勢及投入廠商一覽

2011年四大科技趨勢及投入廠商一覽
【經濟日報╱記者李珣瑛/新竹報導】



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工研院產業經濟趨勢與研究中心(IEK)表示,展望2011年四大科技趨勢為:平板電腦、智慧型手機、智慧型電視及3D立體顯示技術,國內外廠商競相投入,搶先卡位創造商機。

工研院IEK昨(6)日起一連三天,舉行「眺望~2011科技產業趨勢發展研討會」,IEK分析師群分別就:半導體、顯示器、通訊、電子零組件、醫療器材與能源六大領域,回顧2010年產業,並對2011年各產業商機的預測與展望。

揮別2009年的陰霾,在消費性電子產業帶動,兩岸經濟政策明朗與全球經濟回溫的激勵下,2010年台灣通訊、半導體、太陽能產業皆呈高幅度的成長。

依據IEK ITIS計畫預估,2010年第四季我國通訊設備產值2,477億元,與2009年同期相比成長34.5%;2010年台灣IC 製造產業的產值將達9,086億元,年成長率57.6%。我國太陽光電製造業產值也上看1,912億元,比起2009年成長86%,最主要的矽晶型太陽能電池估計超過1,300億,堪稱是金融海嘯後的大躍進。

工研院IEK整理出2011年四大科技趨勢,首先是類iPad類型的平板電腦即將蔚為風潮,預估平板電腦2011年出貨量將達4,800萬台,是今年的3.2倍;其中Android系統的平板電腦2011年大幅成長,市占率由2%成長至25%。

展望2011年的掌上世界必定充滿吸引人的故事,未來包含:軟性基板電子紙、彩色電子紙、以及內建觸控功能的電子紙顯示器等,都是關注焦點。台中日韓於中小面板產業將重啟競爭,「觸控技術、3D技術、軟性顯示器製程」將是未來三年決勝點。

其次,手機網路環境越來越成熟,將驅動智慧型手機2011年大幅成長,預估明年Android系統智慧型手機出貨量2.7億支,是今年的六倍。此外,智慧型手機運用有機發光二極體(AMOLED)比例大幅增加,產能缺口明年下半年才能補足。

再者,2011年將進入聯網電視與智慧型電視時代。聯網電視或是透過網路取得內容的電視,將在2011年達到8,000萬台。具備互動功能的智慧型電視,2011年出貨量將達600萬台。

最後,消費電子商品將大量運用3D顯示技術。3D電視2010年將有明顯成長,年出貨量1,200萬台,將是今年400萬台的三倍。未來,3D顯示技術除應用在電視、機上盒與藍光商品之外,也將應用在移動終端商品中。

消費性電子暨人機介面專欄─USB:由一方之雄到一統天下?

消費性電子暨人機介面專欄─USB:由一方之雄到一統天下?
2011/01/05-李佳玲  

USB是Universal Serial Bus的簡稱,字義上的解讀是「一統傳輸介面」。但自九零年代開始至今,為了實踐其宏圖偉業,USB用的策略是什麼?且又實踐了多少?而USB 3.0這個議題,這一年來在PC週邊產業,更是不斷被討論著,其主要探討重點,不外乎3個方向(1) USB 3.0何時普及?(2)會產生什麼新應用與對其他介面的衝擊?(3)下一代USB是什麼?這些本文都會一一探討。


細說從頭─USB 1.1與USB 2.0

USB是於1994年被提出的,一開始有7家公司參與制定規格,即Compaq、DEC、IBM、Intel、 Microsoft、NEC與Nortel。 Intel為主要的規格制定者,其中Compaq、DEC、NEC與Nortel都已被合併或申請破產保護,而他們孕育出的第一代USB,如今已是PC週邊無可撼動的介面規格,不但已賣出了200億埠(port),還一代一代地繼續發揚光大。

表1,USB 3.0與USB 2.0之規格比較表。
   
圖1,USB 3.0 cable的剖面圖與接頭。
USB 1.1時代,即以遠交近攻的思維,先對PC週邊一些弱小低速的週邊蠶食鯨吞,一開始就被它取代了的包括COM1、COM2、parallel ports等等。除了統一滑鼠鍵盤等裝置及掃描器與印表機的連結介面外,更向外擴張新疆界,其中最成功的就是如今人手數支的大拇哥,改變了我們對小量資料存取的習慣。

而真正奠定USB屹立不搖地位的是第2代USB。USB 2.0一開始即以速度快40倍的特性為最大吸引力,不但鞏固了基本盤,更以它帶電且接頭小的特質,打下了可攜裝置的江山,比如手機、數位相機、MP3等等,兼具了資料傳輸、充電以及外接dongle的功能。 所以由USB 1.1的PC與儲存週邊,到USB2.0消費與通訊產品週邊,兩代已為一統江山奠定了大好基礎。


USB 3.0的演進與普及

USB 3.0的規格約在2年前底定,想探討USB 3.0普及的時程,就要先回顧USB 2.0普及的過程。USB 2.0規格完成於2000年,在2002年時,其host在PC與筆記型電腦(NB)的普及率已高於80%,相對的,USB 2.0 devices也就大受鼓舞。USB 2.0能在2年內創造出高滲透率,主因為在2002年時, Intel推出了第1款內建USB 2.0晶片組ICH4,以及Windows推出Service Pack 1包含其驅動程式。

由此推論,USB 3.0大致可估計如下:USB 3.0的規格完成於2008年11月,但AMD的第1款USB 3.0晶片組與Intel的第1款USB 3.0晶片組,將分別於2011下半年與2012年初正式推出,加上Win7尚未提供驅動程式,因此預估2011年,USB 3.0 PC(含NB)將有1億台左右,而要達到70%的普及率,則是2012年,因此普及度相較USB 2.0,大約遲了1年。

至於普及較晚的原因,原因之一應在於兩者的規格差別以及技術難度上的差異。表1是兩者基本的比較。除了傳輸速度快10倍之外,USB 3.0還有支援全雙工的特性,也就是在SuperSpeed時,可以同時收送。 同時講一下USB 3.0集線器(hub),因為它有routing的功能,因此可將SuperSpeed hub視為Ethernet的switching hub運作方式,可更有效的利用頻寬。

圖1則是USB 3.0 cable的剖面圖,上面提到SuperSpeed支援全雙工,因此在cable中多出2對雙絞線,一對是用來傳送,一對是接收。 目前大家都習慣以藍色作為USB 3.0的接頭顏色,以區隔USB 2.0的白色。

因為要達到上述的這些特點,USB 3.0的晶片在設計上有一定難度,這裡僅以實體層功能來探討,或許就可解釋USB 3.0在chipset以及OS的支援較慢,普及率相對要延遲1年時間的原因。

(1)等化(equalization):在連結初始,有一些patterns被用來調整(training)在接收端的等化器, 這種patterns被稱為training sequence,以期能將接收端各種參數正確設定。
(2)展頻 (spread spectrum):為了避免5GHz所帶來的EMI,展頻技術被用來減緩單一高頻所產生之協波(harmonic),在規格上,此5GHz以5,000ppm之變頻,平均的在30-33MHz的modulation rate中展開,如此EMI可大幅減弱。
(3)低頻週期信號(LFPS):USB 3.0在電源管理上比USB 2.0更精細,分成U0到U3的4個不同模式,當進入低功耗模式時,將以此LFPS來偵測device端是否有動靜,以減少不必要之耗電。
(4)Jitter:目前USB 3.0認證規範,host與 device是要以3米長的cable,外加11英吋的電路板走線,且要滿足如規格上所示的jitter margin,在如此高速下要通過此長路達到測試要求,其設計難度可見一斑。
(5)至於其他一般高速傳輸常用的coding技術,以減低過長的同一電位或是錯誤等等,比如8b/10b以及 scramble,這裡都用上了。


USB 3.0的應用

在USB 3.0 device端,最容易凸顯USB 3.0速度的是外接式硬碟(external HDD)。本來其效能瓶頸在於USB 2.0,目前轉而變成硬碟本身的速度,因此可由USB 2.0原本的20-30MB/s一次提升約3倍以上。再下來就是大拇哥與SSD。原因也是與外接式硬碟類似,由USB 3.0來突破效能瓶頸。至於其他可能的新興應用,列舉如下:

(1)USB 3.0顯示器:嚴格來說,目前只有USB 3.0能同時傳資料、傳影音,又傳電。在現今的LED顯示器,都希望能將面板的功耗大幅降低,而USB 3.0以規格而言,可提供4.5瓦 (5V x 900mA),實際上1個埠可提供更高瓦數,因此有機會滿足某些尺寸的顯示器電力需求,而達到無電線顯示器的概念。至於傳輸頻寬,以1,080p而言,USB 3.0可以滿足不壓縮影像頻寬,加上協會正在制定影音同步的新規格(AV class),一旦制定好,USB 3.0就有了正式的影音規範,對進軍顯示器市場有莫大幫助。所以可能會對DisplayPort與HDMI產生衝擊。
(2)Kiosk:以前SD卡出現時,有人就預言,以後租電影,可以直接走向街頭的電影販賣機,投幣插卡下載片子。但這概念至今仍不普及。除了智財權保護不易等因素之外,就是因為SD卡速度只有12.5MB/s,下載影片的時間過久。但是進化到USB 3.0,速度將近400MB/s,就無此顧慮了。
(3)USB 3.0 PC camera:所有影像都有往高畫質走的趨勢,因此目前以VGA為多的PC camera,也會朝著 full HD邁進,且壓縮技術考慮用H.264,以求高壓縮比而不佔用太多網路頻寬,不少廠商想到可利用USB 3.0頻寬優勢,將未壓縮的高畫質影像直接由攝影端傳至chipset,再由它壓縮,這樣又很明顯地可以節省PC camera晶片功耗與面積。


下一代USB

目前針對所謂USB 4.0,最被大家看好的莫過於10GHz的Light Peak。但以實際面來講,Light Peak並不能被視為USB 4.0,原因如下:

Light Peak第一次公開亮相應是在2010年的Intel開發論壇,至今仍是一個非公開(proprietary)的傳輸標準,它目前的頻寬是10Gb/s,預計在2020年達到100Gb/s的速率,傳輸媒介為光纖,用於連接電腦與其週邊,Light Peak接頭的形狀十分類似目前的USB連接頭,其紅外線光傳輸與接收的的點置於接頭深處,傳輸距離可達100公尺。

Light Peak提供了一個10Gb/s的平台,其最底層即是optical transceiver,再來其實體層則由光實體層與電實體層構成,將光訊號與電訊號轉換,接著其共同轉換層則將各種不同的protocols,轉換成Light Peak的封包,或反之將Light Peak轉換成某特定protocol。因此我們可以看出,這個平台其實是包羅萬象的,不論是USB、SATA、HDMI、還是DisplayPort等,都可透過Light Peak為底層而達到傳輸目的。

如此看來,USB要一統天下的雄心,有可能反被Light Peak融入其中,但結果是否如此,到底大分裂會因Light Peak歸為一統?還是群雄並立還要長達多年?亦或USB真的出現4.0來完成偉業?我們這兩年還是要拭目以待,應可見出端倪。(本文由智原科技資深產品經理楊展悌提供,記者李佳玲整理)

十檔USB 3.0概念股起飛

十檔USB 3.0概念股起飛

萬寶 /  2011/01/07
*文/賴暉明



智原、創惟領先通過USB-IF PHY認證力抗殺價紅海
美國消費性電子產品展(CES)在1月6~9日登場,其中USB應用廠商論壇(USB-IF)設立展區,邀請成員展示USB 3.0解決方案,由於USB 3.0傳輸速度每秒可達5Gb,比USB 2.0高出10倍,周邊裝置充電時間可以減少2倍,並具有向下相容等優點,今年INTEL的Sandy Bridge及AMD的Fusion新平台均以獨立主控端(Host)晶片提供支援,而AMD預計今年7月導入內建晶片組,INTEL則在明年1月跟進。

今年USB 3.0需求大爆發
IDC預估2010年USB 3.0晶片需求量為1245萬顆,2011年爆增至1億顆,2015年將挑戰23億顆,商機超過千億,由於目前USB 3.0Host端廠商以日本NEC位居龍頭,Fresco Logic(睿思)居次,台灣則有鈺創、矽統、祥碩、威鋒等,預估今年Q2在Host端控制晶片需求將衝到2500~3000萬顆,Q3倍增到5500~6600萬顆,但Host端為過渡期產品,產品生命週期則看CPU廠內建進度而定。

裝置端(Device)雖然過去出貨量為Host端的3倍,今年Q2出貨量就可望超過8000萬顆,但由於競爭者眾,去年底每顆報價約1.5美元,今年可能下跌3成,未來難以避免殺價競爭,因此能自行開發實體層(PHY)矽智財的廠商,在成本優勢下可望勝出,目前台灣上市櫃公司僅有智原、創惟通過USB-IF的PHY認證,隨USB 3.0需求起飛,可望異軍突起。

智原USB 3.0 PHY進度領先
聯電持股14.7%的智原(3035),ASIC設計服務占營收約8成、矽智財IP及委託設計各占約1成,USB 3.0產品進度領先同業,透過子公司智宏轉投資睿思31%股權,並透過其銷售,由於去年Q4在Host端僅有1port產品通過USB-IF的PHY認證,Device端小量出貨給銀燦及原昶,用於隨身碟及外接硬碟,因此USB 3.0占營收比重低仍於1成,預估去年Q4合併營收季減5%,去年EPS挑戰2.7元。

智原由於Q1處於新舊產品交替,預估Q1合併營收季減5%,但Host端2 port產品可望於今年Q1通過USB-IF認證,Q2量產出貨,由於今年睿思市占率有機會超過1成,帶動智原USB 3.0占合併營收可望提高至2成,成為業績主要動能,預估今年EPS 3.5元,股價打底近兩個月值得留意。

萬寶 /  2011/01/07


創惟USB 3.0 Device端進入收成期
高速傳輸介面控制IC的創惟(6104),USB儲存媒體占營收約4成、USB HUB約占3成、USB影像約占2成,去年Q4切入SONY的TV Hub控制器供應鏈,加上USB 3.0 to SATA II橋接控制IC量產出貨,帶動去年Q4營收季增3%且毛利率可望持平,預估去年EPS 1元。由於自行開發的Device端USB 3.0 PHY通過USB-IF認證,成本可望低於競爭對手2成,加上產品製程提升到90nm,僅次於智原的55nm,具技術領先優勢。

創惟去年Q4 USB 3.0占營收約5%,預計今年Q1再推出3項USB 3.0 Device端產品,上半年也新增韓系TVHub控制器訂單,預估Q1營收季減低於5%,今年USB 3.0占營收可望拉高至3成,有助毛利率提升,加上拿下iPad選配的SD card Adaptor訂單,預估今年EPS3元,近期隨外資小幅買超,股價重回60元大關,也不可忽視。

鈺創、安國自行開發PHY拼認證
利基型記憶體IC設計的鈺創(5351),推出USB 3.0 Host端控制晶片,通過Microsoft軟體相容性認證,去年10月開始量產出貨給台灣主機板廠,預計今年上半年通過USB-IF認證,並導入NB產品,具有自行開發PHY能力,但整體業績仍將受SDRAM報價不佳影響,預估今年EPS 2元。

此外,USB控制IC的安國(8054),目前USB 3.0 PHY已開發成功,預計今年上半年推出搭配Flash的Device端產品,加上主攻中國白牌手機的電容式觸控IC預計Q1出貨,具業績想像空間。

USB 3.0產業展望

【雙週刊】USB 3.0產業展望

( 2010/01/27 16:01 康和證券 )
usb(universal serial bus 是pc周邊產品中,應用最廣的產品之一,usb裝置在2008年度的出貨量超越30億台,是迄今最成功的介面,被廣泛採用在pc、pc週邊設備、消費性電子裝置、通訊與車用裝置中。產品特性有熱插拔、即插即用、可充電性等,這些功能使得使用者更加方便。就usb的應用方面,主要分別為host及device端,host端指的是一般電腦的主機上,而device端指的是一般的usb隨身碟、手機usb連接線、mp3等產品。
usb規格的規格是由usb if制定,規格從1996年最初的usb 1.0、1998年的usb 1.1、2000年的usb 2.0、到近期於08年底制定的usb 3.0規格,各標準的明顯不同在於傳輸速率的提升,從usb 1.0的1.5mbps、usb 1.1的12mbps、usb 2.0的480mbps、至usb 3.0的4.8gbps(未來將支持光纖傳輸,速度可再提升至25gbps。
另外為因應device端產品電源的需求,usb 3.0的電源供應能力也有明顯提升,從usb 2.0的500ma,提升至usb 3.0的900ma,使得device產品充電時間減少一半,電源供應能力的提升將使usb 3.0的應用更加寬廣,主要是在device端產品在應用時不再需要外接電源就可使用,另外在usb 3.0方面,也有另一項省電特色,usb 3.0採用中斷驅動協定,可在電腦處於待機模式時,完全切斷usb的連線,當需要傳輸資料時,usb 3.0可立即開始運作。
在usb 3.0的線纜中,有設計了八條內部線路,除承襲usb 2.0的即有4條線外,另有兩對光纖的sdp(session description portcol線,此兩對光纖線,其中1對光纖線為數據輸入,另1對光纖線為數據輸出,因具有光纖線,使得數據的傳輸速率可達ghz,且具有全雙工(full-duplex的功能。所謂的全雙工是指系統允許二台設備間同時進行雙向資料傳輸,例如一般的電話、手機就是全雙工的系統,因為在講話時同時也可以聽到對方的聲音。而半雙工(half-duplex是指允許二台設備之間的雙向資料傳輸,但不能同時進行。因此同一時間只允許一設備傳送資料,若另一設備要傳送資料,需等原來傳送資料的設備傳送完成後再處理。
在usb 3.0的接頭方面,與usb 2.0相同,同樣有usb、mini usb及micro usb,其中micro usb是取代mini usb,使用在智慧型手機和pda上。
根據in-stat發布的報告,usb 3.0未來數年在pc與pc週邊設備中將被廣泛採用。在週邊設備中,usb 3.0最初的目標市場將針對需要較高資訊傳輸速率與較大儲存容量的裝置,例如外接磁碟機與flash drives,其他如mp3、lcd監視器與dsc也是目標市場。具備usb的lcd,2013年度的出貨量預測將成長至1.4億台;具備usb的消費性電子裝置,在2008至2013年度之間的複合平均年成長率將達6.6%。另外在外接硬碟的搭載率,到了2012年度將攀升至70%以上,nb與desk top也有類似的搭載率。另外到了2013年度,採用usb 3.0的flash drive出貨預測將達2億台,未來最終採用最多usb 3.0的裝置應該是手機。預期到了2013年,usb 3.0佔有usb市場的比重將超過25%。
pc傳輸介面有三種 sata、pci-e 及usb,sata及pci-e一般用在內部,而usb則多屬pc對外傳輸構件。以目前最新規格sata 3g、pci-e 2.1及usb 3.0的傳輸速度分別為3gbps、4gbps及4.8gbps,彼此傳輸速度差異並不大,因此從電腦內部的各資料傳輸速率(sata及pci-e已達3gbps以上,則外接產品(usb速率,若用以往的usb 2.0的傳輸速率480mbps,user除了會覺得usb 2.0對pc速率明顯跟不上外,在隨著傳輸檔案持續放大,usb 2.0傳輸速率也明顯不足,如前述,若傳輸約6g的sd movie,usb 2.0約需3.3分鐘,而改由usb 3.0則只需20秒。
另外在intel的capella平台方面,因北橋晶片消失,將處理器及南橋晶片功能提升,而市場預期2011年intel將usb 3.0的host端功能整合在南橋晶片,但依據目前intel進度,預期2012年intel才會將usb 3.0的host端功能整合進南橋晶片。即使在2012年後,南橋晶片已具有usb 3.0的host端功能,對host端usb 3.0晶片廠將有一定的影響,但對usb 3.0的device端反而將更為普及,對目前nec及智原已研發出usb 3.0的host及device端ic廠而言,康和認為仍處有利位置。
◇智原 3035(TW)
4q營收13.45億元,qoq-12.23%,yoy+22.12%,10月營收4.75億元,11月營收4.01億元,12月營收4.26億元,mom+0.65%,但因農曆春節效應,預期10’1q受淡季效應將優於以往,預期10’1q營收將較09’4q下滑10%以內(09’1q營收qoq-15.78%,08’1q營收qoq-17.09%,依照公司過去營收pattern,10’2q營收季成長率將有明顯上揚。在毛利率方面,09’4q毛利率將較3q上揚,主要是低毛利率asic營收比重下滑。
在營收比重方面, 1-3q營收比重分別為communication 25%,peripheral/storage 17.5%,multimedia 23.9%,consumer 18.5%,display 10.8%,others 4.3%,10年營收成長動力來自display、multimedia及peripheral/storage,display因原客戶lcd tv tcon下單的增加,multimedia是接獲mp3的系統廠訂單,peripheral/storage是usb 3.0的貢獻,其中康和認為usb 3.0將是10年主要成長動力。
在usb 3.0方面,公司已於09’2q發表usb 3.0 解決方案,採用聯電8” 0.13um製程(10’1q改為90nm製程,10’2q再進階至55 nm製程,usb 3.0含實體層( phy及控制器(controller,且有host端(即主機及device端(外插機構件。目前智原host端usb 3.0的controller是採用fresco logic ip(09’2q末智原持fresco logic 25%股權,而phy是智原的ip,至於智原的device端皆為智原的ip。usb 2.0 傳輸速率480mbps,usb 3.0傳輸速率4.8gbps,usb 3.0傳輸速率較usb 2.0增加10倍(以1片25gb的藍光光碟片而言,使用usb 3.0傳輸,約需70sec,若使用usb 2.0傳輸,約需14min。目前提供usb 3.0 host端解決方案的僅有fresco logic及nec 兩家,預期因nec的品牌效應,將使fresco logic及nec的市佔率分別為35:65,09’4q已有usb 3.0 的nre貢獻,10’1q則有asic及nre的營收貢獻,但營收貢獻仍低,預期10’2q usb 3.0營收貢獻將可明顯增加。
在usb 3.0營收貢獻方面,目前host端官方報價,nec 15美元/顆,fresco 12美元/顆,但實際出貨價格預估將有5成以上的折價空間,康和預估目前智原出貨予fresco約3美元/顆,fresco再出貨客戶價格約6美元/顆,再依據以往ic價格每年約下滑50%推估,10年智原出貨予fresco約下滑至1.5美元/顆,fresco再出貨客戶價格約3美元/顆,10年滲透率10%,市佔率35%,預估10年智原usb 3.0營收貢獻約可達18.66億元,營收比重約26.85%。
康和預估09年營收51.85億元,yoy+5.49%,稅後盈餘8.39億元,yoy+18.45%,每股稅後盈餘2.34元,10年每股稅後盈餘2.91元,近1年高、低本益比41及9倍,中長線建議買進,目標價10年25倍p/e。
◇旺玖 6233(TW)
旺玖09’4q營收1.18億元,qoq-20.49%,yoy-14.33%,4q毛利率因產品組合改變及認列ip收入,因此4q毛利率有機會較3q增加1-2%,預估4q毛利率48.43%(3q毛利率47.02%,但由於4q營收仍低於損益平衡點約1.3-1.4億元/季,因此4q本業仍呈虧損,4q業外有匯兌損失,預估4q稅後虧損1620萬元,每股稅後虧損0.19元,09年每股稅後虧損0.27元。整體而言4q財報符合預期。
在營收方面,09’4q營收1.18億元,qoq-20.49%,yoy-14.33%,10’1q營收1.05億元,qoq-10.78%,yoy-10.74%,1月營收將與上月3900萬元相當,2月營收因農曆春節效應,預期將較1月下滑,3月營收將有機會較2月上揚,1q因淡季效應,毛利率將較4q下滑。
在營收比重方面,在產品營收比重方面,智慧型輸出入控制晶片(usb 約48.57%,系統單晶片及應用(soc 約13.17%,混合訊號控制晶片(mix mode 約31.15%,毛利率依序為系統單晶片及應用、混合訊號控制晶片及智慧型輸出入控制晶片。系統單晶片及應用,目前應用在ip cam的soc產品。混合訊號控制晶片方面,主要是以風扇晶片為主,公司主要是出給散熱模組相關廠商,再應用到包括遊戲機、nb領域。
在usb 3.0方面,目前以device端產品為主,部份ip向智原購買,asp約2-3美元,毛利率>60%,但因目前僅以兩項產品應用blue ray光碟機及硬碟機,終端應用並尚未明顯放大,因此預期10’1h usb 3.0營收貢獻<10%,10’2h才有機會放大,另外目前公司並沒有開發ssd相關產品的計劃。
在轉投資玖鼎(旺玖持股11.36%方面,雖台電智能電表計畫從2010年起,每年更換數量都將超過100 萬個,國內家用型電錶至少有1200萬個,政府計畫逐年更換,若以電表單價約3000元估算,商機達360 億元,國內只有兩家業者納入台電合作的候選名單,包括亞力和士電合資的玖鼎,以及工研院與大同合作的另一團隊,但康和認為目前台電尚未有具體實施計畫,再加上旺玖持玖鼎股份偏低,建議智能電表對旺玖10年獲利貢獻以中性看待。
康和預估09年每股稅後虧損0.27元,10年每股稅後虧損0.24元,預期10’2h才有機會轉盈為虧,短線建議觀望。
◇創惟 6104(TW)
預估創惟1q營收2.15億元,qoq-29.81%,yoy+13.67%,1月營收將下滑至1億元以下,2月營收因農曆春節效應,預期將較1月下滑,3月營收將有機會較2月上揚,1q因淡季效應,毛利率將較4q下滑。在產品營收比重方面,storage約43%,hub約26%,image約19%,others約6%,代理產品約4%,ip收入約2%,毛利率依序為ip收入、hub、image、storage及代理產品。目前usb 3.0進度符合預期,10’1q sample out,2q將有usb 3.0 device的收入,初期以外接式硬碟為主,目前已送樣認證予2家外商客戶,預期4月將有營收貢獻,公司主要是以device端產品為主,phy及controller皆自行開發,host端的測試是與nec及fresco logic測試,其中以nec為主,目前device端asp約2.5-3美元,毛利率約60%,預期10’1h usb 3.0營收貢獻<10%,10’2h才有機會放大。09’4q營收33.5億元,qoq-0.09%,yoy-7.96%,預期4q毛利率與3q相當,預估4q毛利率35.84%(3q毛利率36.82%,本業在損益平衡間,4q業外有匯兌損失,預估4q稅後虧損243萬元,每股稅後虧損0.03元,09年每股稅後虧損0.28元。整體而言4q財報符合預期。康和預估10年每股稅後盈餘0.33元,預期10’2q才有機會轉盈為虧,短線建議觀望。

2011年1月25日 星期二

瑞薩暫緩殺價戰 USB 3.0晶片止跌 台晶片廠下半年正式上台對戰

瑞薩暫緩殺價戰 USB 3.0晶片止跌 台晶片廠下半年正式上台對戰
2011/01/26-陳玉娟  

由於台廠所推出USB 3.0 Host端晶片迄今皆尚未通過USB-IF協會認證,使得原本有意採取降價抵禦對手群來襲的瑞薩(Renesas)暫緩殺價戰,USB 3.0價格戰火暫歇。主機板(MB)廠表示,目前性價比最高且獲認證的瑞薩晶片報價仍維持在2.2~2.5美元,而祥碩、鈺創及威鋒等由於未通過認證,價格約在1.7~1.8美元,目前多用於低階MB,包括華碩、華擎、精英及技嘉等部分入門級MB皆開始採用台廠方案,預計台晶片廠最快2月底可通過認證,但仍無法趕上英特爾(Intel)、超微(AMD)新平台上市熱潮,2011年下半再正式挑戰瑞薩。

原本有意採取降價戰的瑞薩暫緩殺價,使得USB 3.0價格戰火暫歇。劉家任攝
業界原預期在美系睿思(Fresco)及台廠祥碩、威鋒及鈺創等加入戰局下,USB 3.0由瑞薩獨大市況將明顯改變,然因台廠所推出產品均未通過USB-IF協會認證,而睿思亦是在2010年底才以較低階版本通過認證,使得瑞薩持續稱霸USB 3.0 Host端晶片戰場,市佔率仍高達95%,並暫緩原本將採取殺價戰壓制台廠策略。

MB廠表示,儘管台晶片廠均未通過認證,但由於Bugs問題已大致解決,MB測試亦無問題,在成本考量下,部分型號產品已開始轉向採用台廠晶片,除瑞薩仍是眾廠主要選擇外,華碩亦已採用祥碩晶片,華擎則是使用鈺創、祥碩晶片,精英亦採用鈺創產品,微星則較為保守,仍以價格較高的瑞薩晶片為主,而威鋒晶片則獲得廣達青睞。

目前瑞薩晶片報價維持在2.2~2.5美元,而祥碩、鈺創及威鋒等由於未通過認證,價格約在1.7~1.8美元,由於多使用在低階產品上,比重亦不高,因此,瑞薩第1季前不會採取殺價策略,讓雙方皆無法獲利。不過,USB 3.0晶片市況恐將在2011年下半出現顯著變化。

MB廠指出,祥碩、鈺創希望能在2月底通過USB-IF認證,進一步挑戰瑞薩地位,加上目前Bugs已大致解決,自3月起眾廠將會提高台廠USB 3.0晶片採購比重,以撙節成本,2011年下半瑞薩晶片在MB使用比重可能會由目前逾9成,驟降至5成以下,僅能在英特爾、超微高階平台享有優勢。

MB業者透露,對於台廠來襲,瑞薩內部相當有信心,在筆記型電腦(NB)方面,相當注重品質的品牌大廠幾乎均會採用瑞薩晶片,不會貿然使用未獲認證的台廠晶片,預期瑞薩在一線大廠NB新開發機種市佔率可望達8成以上;而在MB方面,儘管台廠有機會在2月底就通過認證,但上半年開案多已確定,市況不會有太大變化,2011年下半瑞薩亦會有因應計畫,將推出USB 3.0晶片cost down版本迎戰。

業界預估,2011年底USB 3.0晶片1.5美元報價將會出現,2012年會跌至1.2美元,而1美元關卡則會在2013年CPU雙雄正式進入內建USB 3.0晶片世代發生。另外,瑞薩2011年USB 3.0 Host端晶片出貨約3,500萬~4,000萬顆,祥碩、鈺創、睿思及威鋒欲達成全年1,000萬顆目標難度甚高,必須看下半年戰況。

另一方面,儘管台廠尚未通過USB-IF認證,但為減少損失,部分業者將晶片銷往大陸市場,並已獲大陸本土MB及白牌PC業者採用。

迎接10倍速傳輸時代 智原攜手睿思、原昶、銀燦攻USB3.0商機

迎接10倍速傳輸時代 智原攜手睿思、原昶、銀燦攻USB3.0商機
2011/01/26-李佳玲  

歷經過去一兩年的技術開發與市場布局,加上AMD與Intel先後表態,以及各家系統廠的Roadmap展開,USB 3.0儼然將成為下一代的主流高速傳輸規格。為協助相關業者加速掌握USB 3.0的主流規格,並找到最適切的合作夥伴,智原科技特別於2011年1月18日主辦「Faraday USB 3.0 Forum」。

DIGITIMES分析師柴煥欣在會議中率先指出,能與USB 1.0/1.1/2.0向下相容,並將傳輸頻寬大幅提升10倍的USB 3.0介面技術,在2008年底發表後,即引發改朝換代的新浪潮。除了向下相容、10倍速傳輸的特色外,它也提供了雙向傳輸、智慧節能和更大電力的規格優勢。

DIGITIMES 分析師 柴煥欣。
   
智原科技 資深產品經理 楊展悌。

2011正式邁入USB 3.0市場爆發元年
柴煥欣表示,USB 3.0最大的賣點之一,自然是將最大頻寬提升到了5Gbps,以25GB的HD電影為例,只需要70秒就能傳輸完畢。不僅如此,透過2對內埋光纖的SDP線,它也能提供全雙功的傳輸功能,而且採用中斷訊號協定,當主機待機時會切斷與USB 3.0的連線,達到智慧節能的功能。更值得一提的是它最高能供應900mA的電源,讓供電能力幾乎倍增。

就主端晶片供應市場的發展來看,柴煥欣分析指出,預估今年(2011年)USB 3.0主端控制晶片將達40%以上滲透率、規模約1.2億台以上的量,算是正式開啟USB 3.0市場的爆發元年。供應廠商部分,目前有數家宣稱推出產品,且著眼於今年10倍以上的成長潛能,各家為爭取客戶送樣與採用機會,預期主端晶片價格仍有下滑的可能。

至於裝置端晶片市場的競爭則更為激烈,目前已有涵蓋SATA II、Hub、磁碟陣列、NAND、SATA III、Card Reader等USB 3.0橋接晶片問世。柴煥欣認為2011年起將有更多主機板與系統廠商搭載USB 3.0產品,讓主端晶片市場開始起飛,裝置端則從大容量儲存裝置市場開始展露商機。

2012年起USB 3.0主端滲透率還會提高,刺激裝置端大量搭載USB 3.0,AV與消費性市場將明顯成長。由於Flash的價格可望下滑,柴煥欣預期2014年起智慧型手機也會開始搭載USB 3.0,預估2015年時USB 3.0晶片的出貨量將達到20.5億顆,並躍居主流的市場地位。

智原已做好從PC周邊邁向全方位準備


新一代的USB 3.0介面何時會成為主流呢?智原科技產品經理楊展悌表示,主端產品的大量支援是USB 3.0能否普及的關鍵。從2010年起獨立型的主端晶片已開始量產,愈來愈多的PC及筆電已開始採用。不過,從USB 2.0發展史來看,微軟視窗作業系統的驅動支援及Intel晶片組的支援才是走向主流的最大關鍵。

在千呼萬喚中,兩大PC處理器大廠的支援時程也已明朗。AMD的Hudson River預計在今年第3季開始出貨並整合USB 3.0功能,而Intel的時程表稍晚一些,其Chief River晶片組可望在2012年上市並支援USB 3.0。

楊展悌預估2011年在整體PC/NB市場中,USB 3.0主端晶片將有3成的滲透率,到了2012年,因作業系統及晶片組的支援,其滲透率可望成長到7成以上。

在應用方面,他認為最先出現的市場會是因USB 2.0而造成瓶頸的領域,包括外接式硬碟、Flash Disk/SSD、讀卡機、Hub等等。然而,楊展悌說,這只是一個開始,未來可以應用的新領域太多了,只要想得到,都有可能發生。

楊展悌指出幾個極具潛力的應用,例如採用USB 3.0供電及傳輸的顯示器、Kiosk和PC Camera。以顯示器來說,新的USB介面除了能夠替代掉電源線外,其高速介面甚至足以提供無壓縮的1080p高畫質視訊節目。同樣地,運用高速傳輸的特性,消費者可以快速地透過Kiosk下載HD影片,再帶回家播放觀看。

針對這個急速成長的市場,智原科技已做好充份的準備。楊展悌表示,智原科技憑藉其在USB 2.0時代所累積的市場經驗、以及在開發其他高速IO,包括SATA II、PCIe GII、Ethernet等的技術實力,自2009年開始,即領先市場,陸續協助客戶推出USB 3.0的相關解決方案。

楊展悌表示,該公司已陸續取得USB協會多個認證,在相容性上沒有問題;在功耗及成本上,因具備0.13um, 0.11um, 90nm以及55nm等IP,客戶可因其應用,選擇最適製程,非常具有競爭優勢;更重要的是因擁有全方位的高速介面技術能力,以及豐富的類比及數位IP智財庫,能提供最完整的解決方案。


USB 3.0主端晶片標準化之路

針對新一代USB 3.0主端控制晶片之標準化設計,睿思科技產品經理王勝宏表示,最重要的是相容性,其次才是功能性的考量。主端產品因要與多種不同的周邊產品連結,因此對相容性的要求特別高,而且需考量到未來3至5年的軟硬體發展狀況。

除了取得USB協會的認證外,主端晶片必須能符合由英特爾研發和推出的xHCI(可延伸主端控制器介面)標準規範。英特爾已在2010年5月針對xHCI推出1.0的正式版本,代表USB 3.0產業在主要規格上已經成熟。xHCI 1.0的細部規格除了增加傳輸效率,降低系統處理器的資源佔用,其設計也考量了未來在頻寬上的可能提升及使用上可能的新規格。

在USB 3.0的主端晶片技術上,王勝宏指出,Fresco Logic因掌握獨家專利的GoXtream xHCI加速器技術,能夠提供全硬體的加速架構,系統業者不需更動韌體,因而不會有升級的風險,而且可降低系統整合研發的成本。在效能上,此架構能提供高達375MB/s的大量資料傳輸能力,能滿足350MB/s ISOCH影像資料傳輸基本要求,可支援1080p無壓縮格式的影片播放。

王勝宏表示,我們能提供顧客導向的設計。在擴充性上,該公司的技術未來可升級到10Gbps,甚至更高,也能支援更多埠數。對於業界追求的低功耗表現,其晶片不須犠牲效能就能達成,因而能延長電池的使用時間。在系統設計上,也能滿足long trace length的設計要求。

USB 3.0在高速影音傳輸與儲存市場的新契機

USB 3.0在高速影音傳輸與儲存市場的新契機
2011/01/26-李佳玲  

現階段的USB 3.0裝置端應用主要集中在外接式的儲存裝置,但下個階段的成長動能預料將會來自於影音傳輸的需求,原昶科技行銷業務部部長解詠鈞表示,隨著USB3.0使用量的增加,應用的類型也會產生轉變,除了大檔案資料傳輸外要求即時性的影音資料分享將會是很重要的應用領域。

USB3.0的下一波成長動能:高速影音傳輸

解詠鈞指出,其中一個重要的應用即是USB3.0 Hub,可能的應用類型很多,除了獨立型的Hub外,也可以是顯示器、PC/NB或嵌入系統專用的Hub。其中一個有趣的應用是結合USB3.0影音傳輸晶片充當行動產品的Docking Station,舉例來說,未來智慧型手機只需插入這個Docking Station,就能擴充使用大螢幕的顯示器,以及運用鍵盤、滑鼠來操控,甚至連結到揚聲器、麥克風、PC相機、觸控螢幕,建立起宛如PC的工作環境。

原昶科技行銷業務部部長 解詠鈞。
   
銀燦科技業務協理 李政逸。
USB邁入影音市場的企圖心是相當明顯的,其工作小組已在制定傳送影音等級的標準規範(USB A/V Device Class),以用來傳送視訊、顯示器畫面及遊戲應用。此一USB A/V規範將能以一個連接器同時提供電力、影音及同步的數據資料,也能雙向傳輸,以及提供內容保護與加密機制。

解詠鈞強調,新一代的USB3.0介面足以用來傳輸壓縮及不壓縮的影音格式檔案,並提供受保護的加密內容傳輸環境。它同時也能支援雙向同步串流內容,並可利用Hub將影像同步傳送到不同的裝置上。更吸引系統業者的一大理由,則是USB是免授權金的技術,能省下公司大筆的費用。

值得一提的,則是微軟在2010年提出Windows MultiPoint Server方案,再次推廣Thin Client的工作環境,也就是由一台主伺服器來提供多台精簡型終端的應用程式工作需求。

解詠鈞表示,在此架構中,USB3.0Hub也能扮演重要的角色,讓資料的傳輸更為順暢。至於USB 3.0其他可行的影音傳輸應用,則還有USB Pico Projector及3.0顯示器等等,皆可運用USB 3.0來達成節能、簡便使用及擴充性等優勢。

2011 USB3.0 儲存裝置需求增

對於USB 3.0的未來市場,銀燦科技業務協理李政逸非常有信心,並表示2011年將進入高成長的階段。理由之一是Intel、AMD和Apple等主端晶片組廠商都將在2011年開始支援USB 3.0。隨著內建USB 3.0主端的比例升高,USB 3.0的UFD(USB Flash Drive)儲存裝置需求也會明顯增加。

李政逸指出,市場會要求3.0的UFD要接近2.0 UFD的成本,但如何在效能與成本之間取得平衡,就是很大的挑戰。李政逸認為既要節省成本,又要加快上市時間,最好的解決方案就是共用目前市場主流的USB 2.0 UFD外殼(housing)。

要滿足此一要求,新一代的USB 3.0 UFD控制器必須能夠以單晶片提供高效能、低成本、小尺寸的特色,並且支援多種Flash型式,如27、26、25nm Flash,未來也需支援TCL及DDR Flash。至於要降低USB 3.0 UFD的總體成本(BOM),李政逸指出應將LDO、PWM功能整合到控制器中,並採用先進製程來縮小晶片尺寸,以及使用LQFP封裝並降低PCB成本。

在外接式硬碟的市場,儲存的容量不斷提升,大於2TB的產品也已問世。針對外接式儲存的市場,銀燦科技系統工程部協理陳思明指出,USB 3.0可說是目前最理想的選擇,預料將會擠壓到eSATA II、FireWire 800等介面的市場。不過,支援USB 3.0介面的外接式硬碟,也面臨不同的設計挑戰。

針對大量化的儲存需求,外接式儲存方案需支援USB Mass Storage Class Bulk-Only Transport規格,同時也要支援先進格式(Advanced Format)化硬碟。另一個挑戰則是要符合歐盟EuP環保設計指令能效標準中的Lot 6省電規範,而USB 3.0支援智慧節能的功能,以銀燦的方案為例,在U1/U2模式下的耗電只有80mA,idle狀態則再降低一半,只有40mA。為了進一步降低功耗,該公司方案更將高效能的3.3V to 1.2V DC-DC轉換器整合到產品當中。

在資料傳輸上,過去因USB造成的瓶頸已因3.0的推出而獲得解決,現在的設計關鍵在於為大量儲存的驅動做到最佳化。USB 3.0即提出新一代的傳輸規格─UASP(USB Attached SCSI Protocol)。以往USB的傳輸是採用序列式傳輸,一次一個傳送資料,效能相當有限,而USB 3.0搭配UASP將會以類似SCSI方式送出指令和資料,不需等待上一筆完成才能送出下一筆,因此效能可以有明顯的成長。

USB 3.0成為市場主流已是不可抵擋的大勢所趨,然而,如何更快、更成功的切入市場,則需要選擇可靠的解決方案。在Faraday USB 3.0 Forum中,智原、睿思、原昶以及銀燦等公司提出了完整的市場及技術趨勢分析,並強調高整合度、全方位、具備開發彈性、提供Turkey方案及最佳化驅動程式的重要性。

2011年1月4日 星期二

消費性電子暨人機介面專欄─USB:由一方之雄到一統天下?

消費性電子暨人機介面專欄─USB:由一方之雄到一統天下?
2011/01/05-李佳玲  

USB是Universal Serial Bus的簡稱,字義上的解讀是「一統傳輸介面」。但自九零年代開始至今,為了實踐其宏圖偉業,USB用的策略是什麼?且又實踐了多少?而USB 3.0這個議題,這一年來在PC週邊產業,更是不斷被討論著,其主要探討重點,不外乎3個方向(1) USB 3.0何時普及?(2)會產生什麼新應用與對其他介面的衝擊?(3)下一代USB是什麼?這些本文都會一一探討。


細說從頭─USB 1.1與USB 2.0

USB是於1994年被提出的,一開始有7家公司參與制定規格,即Compaq、DEC、IBM、Intel、 Microsoft、NEC與Nortel。 Intel為主要的規格制定者,其中Compaq、DEC、NEC與Nortel都已被合併或申請破產保護,而他們孕育出的第一代USB,如今已是PC週邊無可撼動的介面規格,不但已賣出了200億埠(port),還一代一代地繼續發揚光大。

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表1,USB 3.0與USB 2.0之規格比較表。
   
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圖1,USB 3.0 cable的剖面圖與接頭。
USB 1.1時代,即以遠交近攻的思維,先對PC週邊一些弱小低速的週邊蠶食鯨吞,一開始就被它取代了的包括COM1、COM2、parallel ports等等。除了統一滑鼠鍵盤等裝置及掃描器與印表機的連結介面外,更向外擴張新疆界,其中最成功的就是如今人手數支的大拇哥,改變了我們對小量資料存取的習慣。

而真正奠定USB屹立不搖地位的是第2代USB。USB 2.0一開始即以速度快40倍的特性為最大吸引力,不但鞏固了基本盤,更以它帶電且接頭小的特質,打下了可攜裝置的江山,比如手機、數位相機、MP3等等,兼具了資料傳輸、充電以及外接dongle的功能。 所以由USB 1.1的PC與儲存週邊,到USB2.0消費與通訊產品週邊,兩代已為一統江山奠定了大好基礎。


USB 3.0的演進與普及

USB 3.0的規格約在2年前底定,想探討USB 3.0普及的時程,就要先回顧USB 2.0普及的過程。USB 2.0規格完成於2000年,在2002年時,其host在PC與筆記型電腦(NB)的普及率已高於80%,相對的,USB 2.0 devices也就大受鼓舞。USB 2.0能在2年內創造出高滲透率,主因為在2002年時, Intel推出了第1款內建USB 2.0晶片組ICH4,以及Windows推出Service Pack 1包含其驅動程式。

由此推論,USB 3.0大致可估計如下:USB 3.0的規格完成於2008年11月,但AMD的第1款USB 3.0晶片組與Intel的第1款USB 3.0晶片組,將分別於2011下半年與2012年初正式推出,加上Win7尚未提供驅動程式,因此預估2011年,USB 3.0 PC(含NB)將有1億台左右,而要達到70%的普及率,則是2012年,因此普及度相較USB 2.0,大約遲了1年。

至於普及較晚的原因,原因之一應在於兩者的規格差別以及技術難度上的差異。表1是兩者基本的比較。除了傳輸速度快10倍之外,USB 3.0還有支援全雙工的特性,也就是在SuperSpeed時,可以同時收送。 同時講一下USB 3.0集線器(hub),因為它有routing的功能,因此可將SuperSpeed hub視為Ethernet的switching hub運作方式,可更有效的利用頻寬。

圖1則是USB 3.0 cable的剖面圖,上面提到SuperSpeed支援全雙工,因此在cable中多出2對雙絞線,一對是用來傳送,一對是接收。 目前大家都習慣以藍色作為USB 3.0的接頭顏色,以區隔USB 2.0的白色。

因為要達到上述的這些特點,USB 3.0的晶片在設計上有一定難度,這裡僅以實體層功能來探討,或許就可解釋USB 3.0在chipset以及OS的支援較慢,普及率相對要延遲1年時間的原因。

(1)等化(equalization):在連結初始,有一些patterns被用來調整(training)在接收端的等化器, 這種patterns被稱為training sequence,以期能將接收端各種參數正確設定。
(2)展頻 (spread spectrum):為了避免5GHz所帶來的EMI,展頻技術被用來減緩單一高頻所產生之協波(harmonic),在規格上,此5GHz以5,000ppm之變頻,平均的在30-33MHz的modulation rate中展開,如此EMI可大幅減弱。
(3)低頻週期信號(LFPS):USB 3.0在電源管理上比USB 2.0更精細,分成U0到U3的4個不同模式,當進入低功耗模式時,將以此LFPS來偵測device端是否有動靜,以減少不必要之耗電。
(4)Jitter:目前USB 3.0認證規範,host與 device是要以3米長的cable,外加11英吋的電路板走線,且要滿足如規格上所示的jitter margin,在如此高速下要通過此長路達到測試要求,其設計難度可見一斑。
(5)至於其他一般高速傳輸常用的coding技術,以減低過長的同一電位或是錯誤等等,比如8b/10b以及 scramble,這裡都用上了。


USB 3.0的應用

在USB 3.0 device端,最容易凸顯USB 3.0速度的是外接式硬碟(external HDD)。本來其效能瓶頸在於USB 2.0,目前轉而變成硬碟本身的速度,因此可由USB 2.0原本的20-30MB/s一次提升約3倍以上。再下來就是大拇哥與SSD。原因也是與外接式硬碟類似,由USB 3.0來突破效能瓶頸。至於其他可能的新興應用,列舉如下:

(1)USB 3.0顯示器:嚴格來說,目前只有USB 3.0能同時傳資料、傳影音,又傳電。在現今的LED顯示器,都希望能將面板的功耗大幅降低,而USB 3.0以規格而言,可提供4.5瓦 (5V x 900mA),實際上1個埠可提供更高瓦數,因此有機會滿足某些尺寸的顯示器電力需求,而達到無電線顯示器的概念。至於傳輸頻寬,以1,080p而言,USB 3.0可以滿足不壓縮影像頻寬,加上協會正在制定影音同步的新規格(AV class),一旦制定好,USB 3.0就有了正式的影音規範,對進軍顯示器市場有莫大幫助。所以可能會對DisplayPort與HDMI產生衝擊。
(2)Kiosk:以前SD卡出現時,有人就預言,以後租電影,可以直接走向街頭的電影販賣機,投幣插卡下載片子。但這概念至今仍不普及。除了智財權保護不易等因素之外,就是因為SD卡速度只有12.5MB/s,下載影片的時間過久。但是進化到USB 3.0,速度將近400MB/s,就無此顧慮了。
(3)USB 3.0 PC camera:所有影像都有往高畫質走的趨勢,因此目前以VGA為多的PC camera,也會朝著 full HD邁進,且壓縮技術考慮用H.264,以求高壓縮比而不佔用太多網路頻寬,不少廠商想到可利用USB 3.0頻寬優勢,將未壓縮的高畫質影像直接由攝影端傳至chipset,再由它壓縮,這樣又很明顯地可以節省PC camera晶片功耗與面積。


下一代USB

目前針對所謂USB 4.0,最被大家看好的莫過於10GHz的Light Peak。但以實際面來講,Light Peak並不能被視為USB 4.0,原因如下:

Light Peak第一次公開亮相應是在2010年的Intel開發論壇,至今仍是一個非公開(proprietary)的傳輸標準,它目前的頻寬是10Gb/s,預計在2020年達到100Gb/s的速率,傳輸媒介為光纖,用於連接電腦與其週邊,Light Peak接頭的形狀十分類似目前的USB連接頭,其紅外線光傳輸與接收的的點置於接頭深處,傳輸距離可達100公尺。

Light Peak提供了一個10Gb/s的平台,其最底層即是optical transceiver,再來其實體層則由光實體層與電實體層構成,將光訊號與電訊號轉換,接著其共同轉換層則將各種不同的protocols,轉換成Light Peak的封包,或反之將Light Peak轉換成某特定protocol。因此我們可以看出,這個平台其實是包羅萬象的,不論是USB、SATA、HDMI、還是DisplayPort等,都可透過Light Peak為底層而達到傳輸目的。

如此看來,USB要一統天下的雄心,有可能反被Light Peak融入其中,但結果是否如此,到底大分裂會因Light Peak歸為一統?還是群雄並立還要長達多年?亦或USB真的出現4.0來完成偉業?我們這兩年還是要拭目以待,應可見出端倪。(本文由智原科技資深產品經理楊展悌提供,記者李佳玲整理)

2011年1月3日 星期一

手機、平板電腦3D相機模組 今年將陸續出爐

手機、平板電腦3D相機模組 今年將陸續出爐
2011/01/04-嚴思涵  

據南韓電子新聞報導,南韓業者計劃於2011年7、8月推出可拍攝及觀賞3D影像的手機及平板電腦(Tablet PC)。據相關業者表示,三星電子(Samsung Electronics)、樂金電子(LG Electronics)等南韓手機製造商以2011年7、8月為目標,欲推出配備3D相機模組的手機及平板電腦產品。為此三星電機(Samsung Electro-Mechanics)、LG Innotek等零組件業者已投入3D相機模組開發作業,該作業計劃於2011年上半完成。
其中,日本業者已搶先開發行動裝置用3D相機模組。2010年5月夏普(Sharp)已率先推出3D相機模組,然仍未達到可搭載在手機上的技術水準,行動裝置用的3D相機模組是在手機或平板電腦上裝設2組相機,以視差拍攝出立體影像。但以現有的技術來說,由於2組相機需以一般人雙眼間隔的寬度分開裝設,因此裝設在相機上比裝設在手機更為合適,目前日本也尚未有業者成功在手機上搭載3D相機模組並商用化。
南韓業者目前已能確保高畫素相機模組技術,正利用微機電系統(MEMS)技術解決裝設空間限制的問題。基本上,為了呈現3D影像,至少需要2組500萬畫素以上的相機模組,且需要高技術水平的自動對焦裝置(AF),南韓先進業者已完成1,200萬畫素產品開發作業,各項技術能力也不完全落後於日本業者。
為使2組相機能呈現正確的焦距和視差,需另外裝設可控制焦距的處理器。南韓相機模組業者目前正在研討採用更新應用處理器(AP)上的韌體(firmware)以支援串流功能,或是在多媒體處理器(MMP)上套用輔助晶片等2種可行方案。將會視功能、價格、下游業者的技術偏好等各種變數來決定採用的技術。

若3D相機模組能配備在手機會平板電腦等電子裝置上,一般人便能輕鬆製作3D原創內容(User Created Content),將可望拓展使用族群。南韓業者表示,2011年將可望成為3D相機模組市場的元年。若3D相機產品完成度高,且消費者反應好的話,相關市場將會有爆炸性的成長。