具备多种优势的新一代矽晶调谐器
作者:宏观微电子总经理 孙德风
前言 在后 PC 时代,消费性电子是电子产业新一波的成长动力,除了手机通讯市场外,多媒体应用将是 快速成长的市场,其中数位电视的开播,电视与手机的结合,或电视与个人手持式元件的整合,都 将带动新一波产业的发展及无限商机.这其中,电视相关晶片的发展将益形重要. 目前,传统式调谐器(Can Tuner)是电视接收部份尚未积体电路化的主要元件.在可预见的未来,传 统式调谐器不论在体积及功率消耗上均无法满足产品微型化及环保节能的趋势 而且传统式调谐器 , 在制造过程中,须耗费大量人力调整周边的被动元件,以致系统厂商难以快速量产,也难以满足降 低成本的需要.未来,矽晶调谐器(Silicon Tuner)势必取代传统式调谐器而成为最佳之解决方案. 什麼是调谐器 Tuner 主要是接收电视台发出的数位或类比讯号后,将讯号由 55~900MHz 的高频,降至 5~36MHz 左右的中频讯号,然后再传送至解调器(Demodulator),解调后的讯号再经电视晶片 (TV Processor) 或解压缩晶片(MPEG 2/4)成为一般视讯信号. 因为 Tuner 负责处理高频这部份的讯号,因此是整体 接收效果最重要的一环,也是少数尚未完全 IC 积体化的电子元件之一. 什麼是传统调谐器 (Can Tuner) 一般常见的 Tuner 外观像是一个铁壳装置,其实里面是由一些复杂的元件所组成,传统用铁壳兜离 散元件以及调整线圈来做收讯的称为 Can Tuner,Can Tuner 的历史想当久远,从早期 CRT 类比电 视即是整个 Can Tuner 的历史. Can Tuner 合计主被动元件将近 150 个,金属铁壳以及印刷电路板都是硬体成本,一般均由中国大 陆厂商进行代工,各个厂商的 Can Tuner 产品品质参差不齐,而且需要四到六周的供应链时间,因 此 Silicon Tuner 的出现解决了相当多的问题. 矽晶调谐器取代传统调谐器是未来趋势 传统式调谐器在元件数目,整体成本,消耗功率,体积,单晶片整合度等,都无法满足未来市场对 轻(量),薄(型化),小(体积),节(电),省(低成本)之强烈需求及趋势;下面六个要点说明了为何 Silicon Tuner 技术能够取代长达 30 年的 Can Tuner. 1. 品质的一致性:调谐器是电视整体表现最重要的源头,但是传统调谐器需要大量人工调整,所 以长久以来,传统调谐器是生产线上质量不整齐的主要原因,更是量产电视产品不良回收与赔偿纠
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纷的主要祸首.Silicon Tuner 是将整个原来 Can Tuner 的被动元件电路积体化,目前 Silicon Tuner 可以将震荡源,Mixer,PLL,Filter,SAW,及大部分电感器,电阻,电容器整合,完全不需人工 调整,一致性高,大幅提升整机良率. 2. 可靠度:传统的 Can Tuner 不耐摔,更容易随著时间而产生元件结构性老化,在超过 850℃环境 下内部封蜡会开始熔解,但 Silicon Tuner 为 IC 结构,可耐高低温差,高电压差,震动撞击及潮湿 之非标准不良环境,可通过+1,250℃环境中超过规格 10%的电压,以及正常工作 1,000 小时以上的 严酷考验. 3. 体积:Silicon Tuner 将近是一般 Can Tuner 的十分之一;整体方案体积小,符合轻薄短小之未来 趋势. 4. 低耗电:Silicon Tuner 已从早期 SiGe 进展到 CMOS 制程,消耗功率可达传统调谐器的 1/3 甚至 1/5,符合节能之未来趋势. 5. 成本低:IC 大量生产后成本可大幅降低,周边完全不需要表面声波滤波器等特殊元件,降低库 存备料成本. 6. 交期快:每一个 Can Tuner 都需要人工调校,一直困扰著整个供应链,往往系统商在制造与出货 时,瓶颈一直都卡在 Can tuner 上.Silicon tuner 属标准的 IC 晶片,在系统制造程序上可以整机打 件,快速生产,大幅缩短交期.
图一 调谐器的主要应用市场
传统调谐器与宏观微电子矽晶调谐器晶片之比较示意图
调谐器市场包含类比电视,数位电视,有线电视及电视机上盒,然而随著新应用发展,电视收讯也
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应用於桌上型电脑,笔记型电脑,手机,及各类手持式装置.类比电视及大部分有线电视广播标准 有欧规 PAL, 美规 NTSC 及中南美之 SECAM.数位电视广播标准有美规 (Open Cable,ATSC), 欧规 (DVB-C,DVB-T),日规 (ISDB-T) 及陆规 (DMB-T). 针对手机或手持式装置接收的数位电视广播标准则有美规 MediaFlo,欧规 DVB-H,韩规 T-DMB 及陆规 CMMB.宏观微所生产的多模矽晶调谐器可以接收上述所有全球之类比电视,数位电视, 有线电视及行动电视广播标准. Silicon Tuner 自发展以来,多应用在桌上型电脑,笔记型电脑及无萤幕设计且体积较小的影音装置 上.而随著数位电视逐渐普及与 Silicon Tuner 技术的突破,Silicon Tuner 也开始逐渐进入主流机顶 盒及电视市场,大尺寸的高画质电视也在 2010 年也开始使用 Silicon tuner.全球的调谐器需求保守 预估将成长到 2011 年的 520M units.其中电视及机上盒市场将成长快速,而类比电视还将是市场 主流之一 .

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