藍(lán)牙低功耗(BluetoothLowEnergy)技術(shù)的重要性與日俱增。智慧型手機(jī)大行其道，帶動(dòng)周邊智慧配件商機(jī)大量涌現(xiàn)；為與智慧手機(jī)更方便連結(jié)，智慧配件制造商紛紛導(dǎo)入已有廣大市場(chǎng)采用基礎(chǔ)的藍(lán)牙低功耗技術(shù)，激勵(lì)相關(guān)晶片需求急遽增溫。
在藍(lán)牙低功耗(BluetoothLowEnergy)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的助力下，智慧配件(Appcessory)市場(chǎng)正加速起飛。繼iOS與Windows作業(yè)系統(tǒng)后，GoogleAndroid4.3版作業(yè)系統(tǒng)，也于日前正式開(kāi)始原生支援藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)的SmartReady技術(shù)，此舉不僅有助進(jìn)一步擴(kuò)大藍(lán)牙在智慧型手機(jī)與平板裝置的滲透率，更將激勵(lì)相關(guān)配件制造商加速導(dǎo)入藍(lán)牙Smart(即藍(lán)牙低功耗)，為智慧配件發(fā)展挹注強(qiáng)勁動(dòng)能。
以往，在Android尚未宣布支援藍(lán)牙SmartReady并開(kāi)放應(yīng)用程式介面(API)之前，雖也有品牌廠推出搭載藍(lán)牙4.0技術(shù)的智慧型手機(jī)，但由于整體數(shù)量仍舊有限，導(dǎo)致智慧配件制造商采用藍(lán)牙低功耗的態(tài)度搖擺不定。如今Android4.3版作業(yè)系統(tǒng)加入原生支援的行列后，將使藍(lán)牙SmartReady全面進(jìn)駐手機(jī)、平板、個(gè)人電腦及數(shù)位電視等主控端產(chǎn)品，成為各種智慧配件最佳的連結(jié)中樞(ConnectedHub)(圖1)，進(jìn)而大幅提升配件業(yè)者導(dǎo)入藍(lán)牙低功耗的意愿。
圖1藍(lán)牙SmartReady與藍(lán)牙Smart技術(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
智慧周邊發(fā)展無(wú)可限量
圖2Nordic執(zhí)行長(zhǎng)Svenn-ToreLarsen強(qiáng)調(diào)，藍(lán)牙低功耗將是智慧配件發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。
負(fù)責(zé)定義藍(lán)牙低功耗規(guī)格的主要廠商N(yùn)ordic半導(dǎo)體執(zhí)行長(zhǎng)Svenn-ToreLarsen(圖2)表示，藍(lán)牙低功耗是藍(lán)牙4.0標(biāo)準(zhǔn)中極為重要的一項(xiàng)特色；而由于智慧型手機(jī)、平板裝置與筆記型電腦皆已廣泛支援藍(lán)牙4.0功能，因此兼具低成本與配對(duì)容易的藍(lán)牙低功耗技術(shù)，遂成為相關(guān)智慧配件開(kāi)發(fā)商產(chǎn)品研發(fā)的首選方案。
Larsen預(yù)期，2014年大多數(shù)智慧型手機(jī)與平板裝置都將成為藍(lán)牙SmartReady裝置，因而將吸引更多制造商開(kāi)始利用藍(lán)牙低功耗方案，開(kāi)發(fā)可與手機(jī)或平板無(wú)線連結(jié)的智慧配件，產(chǎn)品涵蓋家居應(yīng)用、運(yùn)動(dòng)設(shè)備、玩具、消費(fèi)性電子及醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，可望掀動(dòng)藍(lán)牙技術(shù)新一波成長(zhǎng)浪潮。
Larsen進(jìn)一步援引市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)指出，至2020年，全球智慧型手機(jī)與平板裝置的出貨量預(yù)估將達(dá)到六十一億具規(guī)模，而相關(guān)智慧配件的數(shù)量則將遠(yuǎn)超過(guò)此一數(shù)字，足見(jiàn)未來(lái)智慧配件商機(jī)成長(zhǎng)的潛力十足。
Nordic強(qiáng)推藍(lán)牙低功耗
看好智慧配件對(duì)藍(lán)牙低功耗晶片的需求前景，一向?qū)＞诔凸纳漕l技術(shù)的Nordic半導(dǎo)體，推出新一代可支援多種短距離無(wú)線通訊協(xié)定的藍(lán)牙低功耗系統(tǒng)單晶片(SoC)系列，期以更高整合度、更小尺寸及更容易開(kāi)發(fā)的解決方案，協(xié)助智慧配件制造商加快產(chǎn)品上市時(shí)程。
Nordic藍(lán)牙低功耗SoC--nRF51產(chǎn)品系列，包括nRF51822、nRF51422及nRF51922三款產(chǎn)品，皆采用安謀國(guó)際(ARM)32位元Cortex-M0做為中央處理器，并具備創(chuàng)新的軟硬體設(shè)計(jì)架構(gòu)，因此不僅射頻鏈路預(yù)算增加高達(dá)9.5dB，且處理能力較8位元方案提升達(dá)十倍以上，平均電流更比前一代nRF8000系列方案減少50%。
另外，nRF51產(chǎn)品系列還具備與Nordic先前產(chǎn)品接腳及軟體相容的特色，可讓既有客戶輕松升級(jí)，并提高軟體的重用性，減輕產(chǎn)品開(kāi)發(fā)負(fù)擔(dān)。更值得一定的是，nRF51產(chǎn)品系列能提供3.5毫米×3.8毫米的晶圓級(jí)晶片尺寸(WLCSP)封裝，特別適合電路板設(shè)計(jì)空間極為有限的可攜式或穿戴式產(chǎn)品應(yīng)用。
據(jù)了解，nRF51822能支援專屬2.4GHz射頻及藍(lán)牙低功耗雙重協(xié)定；nRF51422系適合用來(lái)開(kāi)發(fā)兼具專屬2.4GHz射頻及ANT+協(xié)定支援能力的應(yīng)用；至于nRF51922則可同時(shí)支援ANT+及低功耗藍(lán)牙技術(shù)，可滿足各種智慧配件設(shè)計(jì)無(wú)線連結(jié)需求。
Larsen透露，目前已有許多客戶采用nRF51方案進(jìn)行智慧配件設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)今年底開(kāi)始相關(guān)產(chǎn)品即會(huì)陸續(xù)出籠；預(yù)估藍(lán)牙低功耗產(chǎn)品占該公司營(yíng)收比重將由2013年第三季的17.5%，進(jìn)一步攀升至第四季的25%，并在2014年創(chuàng)下成長(zhǎng)超過(guò)三倍的亮麗表現(xiàn)。
藍(lán)牙低功耗市場(chǎng)戰(zhàn)火熾
事實(shí)上，除Nordic積極搶攻外，包括博通(Broadcom)、ROHM集團(tuán)旗下的LAPIS、意法半導(dǎo)體(ST)、賽普拉斯(Cypress)，以及戴樂(lè)格(Dialog)等業(yè)者，也看好智慧配件成長(zhǎng)商機(jī)，并競(jìng)相于今年推出藍(lán)牙低功耗系統(tǒng)單晶片，讓市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)火急遽升溫(表1)。
圖3Nordic產(chǎn)品管理總監(jiān)ThomasEmblaBonnerud強(qiáng)調(diào)，nRF51具備創(chuàng)新軟硬體架構(gòu)，為該公司拓展智慧配件市場(chǎng)的重要利器。
Nordic產(chǎn)品管理總監(jiān)ThomasEmblaBonnerud(圖3)表示，愈來(lái)愈多半導(dǎo)體廠已開(kāi)始體認(rèn)到藍(lán)牙低功耗技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?，其中不乏?guī)模龐大、制度健全的重量級(jí)廠商，如意法半導(dǎo)體、博通等；此外，芯科實(shí)驗(yàn)室(SiliconLabs)、Quintic等業(yè)者亦挾射頻技術(shù)專長(zhǎng)積極切入，期在藍(lán)牙低功耗領(lǐng)域搶占一席之地。
據(jù)了解，Nordic、CSR與德州儀器(TI)由于較早推出產(chǎn)品，是目前藍(lán)牙低功耗市場(chǎng)上主要晶片供應(yīng)商。其中，CSR與德州儀器的SoC解決方案，分別以16位元和8051微控制器開(kāi)發(fā)，而Nordic第一代nRF8000系列為藍(lán)牙低功耗無(wú)線連結(jié)晶片，至2012年第二代nRF51系列，才采用安謀國(guó)際32位元Cortex-M0微控制器核心打造整合度更高的SoC。
Bonnerud指出，Cortex-M0核心從睡眠狀態(tài)至運(yùn)作狀態(tài)，僅需2.5微秒(μs)喚醒時(shí)間，啟動(dòng)速度較8位元方案快一百倍，因此不但處理能力提升達(dá)十倍，也大幅縮減功率消耗。另外，Cortex-M0完善的工具鏈及軟體生態(tài)系統(tǒng)，亦可提供應(yīng)用產(chǎn)品制造商更有效率的開(kāi)發(fā)環(huán)境，是市場(chǎng)接受度相當(dāng)高的微控制器架構(gòu)。
也因此，除CSR與德州儀器外，其他后進(jìn)業(yè)者多半是采用Cortex-M0架構(gòu)開(kāi)發(fā)藍(lán)牙低功耗SoC。較特別的是，博通雖也選擇ARM架構(gòu)核心，但系以效能等級(jí)更高的Cortex-M3做為發(fā)展基礎(chǔ)。不過(guò)，市場(chǎng)人士大多認(rèn)為，以現(xiàn)階段智慧配件應(yīng)用而言，Cortex-M0效能其實(shí)已綽綽有余，Cortex-M3等級(jí)的藍(lán)牙低功耗方案，則較適合未來(lái)功能更復(fù)雜的智慧手表或智慧眼鏡應(yīng)用。
面對(duì)愈來(lái)愈多半導(dǎo)體廠加入藍(lán)牙低功耗市場(chǎng)戰(zhàn)局，且當(dāng)中部分業(yè)者行銷(xiāo)及研發(fā)資源皆極為雄厚，營(yíng)運(yùn)規(guī)模相對(duì)較小的Nordic依舊信心滿滿。Bonnerud強(qiáng)調(diào)，Nordic自2003年即開(kāi)始專注于超低功耗無(wú)線技術(shù)，至今已在無(wú)線滑鼠與鍵盤(pán)市場(chǎng)取得65%的主導(dǎo)地位；不僅如此，Nordic亦是藍(lán)牙低功耗標(biāo)準(zhǔn)的主要貢獻(xiàn)者，且為藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的核心成員，再加上nRF51超低功耗、高整合度等領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，該公司有信心能在強(qiáng)敵環(huán)伺中脫穎而出。
Bonnerud進(jìn)一步透露，未來(lái)2?3年，Nordic將繼續(xù)戮力縮減藍(lán)牙低功耗SoC的整體耗電量達(dá)50%以上，并增強(qiáng)6dB以上的鏈結(jié)預(yù)算及四倍處理器效能，同時(shí)精進(jìn)協(xié)定堆疊(ProtocolStack)及韌體等軟體解決方案，以持續(xù)提升產(chǎn)品及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
顯而易見(jiàn)，在三大行動(dòng)裝置作業(yè)系統(tǒng)相繼支援后，藍(lán)牙低功耗已成為智慧配件與智慧型行動(dòng)裝置連結(jié)的最佳選擇，未來(lái)可望刺激更多創(chuàng)新配件應(yīng)用的誕生，并為相關(guān)晶片供應(yīng)商帶來(lái)龐大市場(chǎng)商機(jī)；而晶片業(yè)者唯有能掌握客戶需求，并達(dá)到小尺寸與超低功耗設(shè)計(jì)要求，方能在激烈競(jìng)爭(zhēng)中贏得最大勝利。
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