2G与3G并存时期的手机芯片发展趋势和挑战
博通公司则认为，目前在市场中有很多电源管理功能可以被集成到芯片当中，但是有很多大功率功能，例如电源插座充电器，它需要较大的电压，一般都不会放进65纳米或以下的工艺中去实现。我们看到那些带有高压要求特征的模块与低压部分被分开，把高压的部分放在电源管理器上，而低压射频放在基带上。不是全都可以放在基带上，因为像USB和电源插座充电器这样一类的模块所要求的电压超出了深亚微米工艺所能处理的范围。采用65纳米低压数字CMOS也可以降低手机芯片的功耗。TI增强型SmartReflex 2不仅包含各种软硬件技术，能够从系统级解决方案解决整个设计的电源管理问题，更增加许多新功能包括 Adaptive Body Bias (ABB)、Retention ‘Til Access (RTA) 存储器以及 SmartReflex PriMer 工具，将大幅提升45nm的性能与功耗平衡能力。
2G向3G过渡时面临的挑战
也许降低芯片数量是节能降耗最直接的手段，未来手机芯片低功耗技术发展的重点在于单芯片的功能集成。严格意义的单芯片是指所有电路集成在一块芯片上。特别是针对2G和3G的入门级和中级细分市场，无论从尺寸、性能到成本，单芯片集成都是最具吸引力的技术。单芯片集成的主要挑战是基带上的射频技术集成，对制造过程及性能而言，这是技术上的最大挑战。在一部手机中带有多种无线装置是一个巨大挑战,例如将手机射频技术、蓝牙、调频和Wi-Fi技术都整合在非常薄且小巧的同一装置中。将这些无线装置安装到手机里已经足够困难，何况还要获得良好的性能，并在具有不同操作形式的同时确保他们不会相互干扰。
当然，我们也不能忽视推动手机成本下降的不断集成的技术将是今后很多年里的一个持续挑战。手机市场最大需求是将所有的功能集成在一起。从技术上说，把射频集成到基带中是相当困难的，其关键因素是和基带连接到一起的手机射频部分。系统集成意味着混合模拟和数字功能在同一设备中共存，即集成复杂的模拟功能，如ADC、DAC等。
展讯认为多种不同制式的基带将集成为多模基带；外围的主要元器件如射频、存储器、FM、蓝牙、GPS等也将逐渐与基带集成。博通公司已经将蓝牙、Wi-Fi和调频收无线技术集成在一起,下一阶段会继续将GPS和UWB集成到芯片里。NXP继承了Silicon Labs在收发器设计中的CMOS技术，目前正利用该技术集成基带和RF，利用深亚微米CMOS(45纳米及更高工艺)技术，可以实现多种功能的全球系统集成：基带功能(数字和模拟)、收发器功能、应用处理器功能以及电源管理功能。目前，唯一亟待解决的只剩下天线功率放大器了(图4)。
图4 集成化是必然趋势
其实，所有的无线技术都将朝着单芯片集成的发向发展，曹强博士在总结未来手机发展的趋势和挑战时特别强调了如下三点：
趋势和挑战一，多模芯片的发展，GSM/GPRS/EDGE与TD-SCDMA/HSPA，WCDMA/HSPA，WIFI的多模组合芯片，对于芯片构架设计了提出新的要求，寻找可以尽可能的复用资源，成本最低的方案，成为摆在各芯片公司面前的难题；
趋势和挑战二，65nm工艺进行模拟和数字电路的混合设计，数字比较容易升级到65nm，模拟/RF电路比较难进入65nm工艺；
趋势和挑战三，对于多种多媒体制式的支持，手机正在兼容越来越多的PC上的多媒体内容，如何更多更经济的支持这些多媒体内容，是芯片公司面临的挑战。一个方向是做更多的硬件加速器，一个方向是做更强大的MCU，靠软件来支持不同的格式。
在体积日益缩小的支持多模无线、互联和广播功能的应用中，TI认为数字电路与CMOS收发器等先进模拟模块的共存要求厂商在模拟设计和系统架构方面具有丰富经验，电磁干扰(EMI)问题也很棘手。这些多功能平台系统之所以复杂，在于所有的辐射系统必须在可限定的电磁干扰范围内尽可能地“紧密”合作。
3G时代还将激战低成本和单芯片市场
单芯片(Single-Chip)化是超低价手机用芯片的一种必然趋势，中高阶的手机用芯片为了追求功效的多样，多半要以芯片组(2颗以上的成套芯片搭配)方式来实现，低价/超低价手机以成本为首要考虑，将芯片组电路进行进一步的整合，成为单一颗芯片。单芯片化后的好处包括精省芯片的封装成本(从2颗芯片的各1次封装，变成单颗单次封装)、在手机电路板的布局设计时可以精省印刷电路板的面积及料材成本。2G时代很多基带厂商都已推出单芯片手机解决方案。展讯公司曹强博士坦言降低芯片成本的途径就是进一步提高芯片的集成度。在降低成本的同时，芯片厂商会尽可能提供更多的功能，2G超低成本手机解决方案也已经向拍照、多媒体应用发展，如图5。
图5 16美元BOM单芯片手机
为加速3G终端的普及，3G终端成本持续下降也成为业界另一个焦点和趋势。除了高端智能手机外，手机芯片厂商特别是手机平台厂商对超低成本手机的重视有增无减。随着3G手机的开发，2G手机的成本会下降。而随着3G标准的成熟以及中国等国家建成3G网络，将出现低成本3G市场(特别是单芯片多模3G手机)与2G市场竞争的局面。如博通高集成度单芯片解决方案内置RF、2G和3G处理器，以及先进的移动多媒体处理器。
多年来，单芯片移动电话一直是业界努力追求的理想。全面集成模拟、数字、基带和蜂窝无线部分，将是一件非常难以实现的事情，但在无线芯片巨头们的努力下，也许这一天已经不再遥不可及！
写在最后：竞争在加剧，强弱在分化
据统计，到2010年，全球半导体市场的35%将属于通信半导体，其中手机将占据50%以上的市场份额。2007年，由于手机市场需求持续强劲增长，无线产品的芯片销售实现超过整体芯片市场的增长速度。2007年，全球无线半导体市场收入达295亿美元，较2006年的274亿美元增长了7.6%。相较之下，全球各类半导体的同期市场增幅仅为3.3%。
表1 2007年全球无线半导体供应商前10名排名(依据市场收入占有率)
资料来源：iSuppli公司 2008年5月
诱人的蛋糕从来不缺乏追逐者，为了抢占尽可能多的手机芯片市场相对丰厚的利润，壮大自身实力是最直接的办法。最近一年多的时间，手机芯片产业并购频发。这其中最震撼的也是最近发生的则是意法(ST)和恩智浦(NXP)无线部门的合并为独立公司，新公司的市场份额将甩开身后混战丛中的竞争者，逼近前面两位领头羊。一系列并购案的背后，折射的是无线芯片市场更为严酷的竞争新格局。
2007年，全球手机出货量达11.5亿部，较2006年的9.9亿部增长16.1%，这使无线半导体市场在2007年保持较高的增幅，其中，十大供应商中有六家实现了两位数的收入增长。iSuppli全球十大无线半导体供应商排名见表1。前十大无线半导体厂商的综合市场占有率则提升了1.5%，在拉开与身后追赶着距离的同时，无疑留下了更为狭小的生存空间，竞争在加剧，强弱在分化。
参考文献：
1. Thomas Barber，Aiguo Yan，Zoran Zvonar，TD-SCDMA引领3G之路，电子产品世界，2007.09
2. Kent Heath，清除3G手机射频集成道路上的障碍，电子产品世界，2007.09
3. Zoran Zvonar，下一代无线终端的体系结构，电子产品世界，2006.09
4. 湛伟，射频接收芯片结构选择的几个要点，电子产品世界，2007.10
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