關(guān)鍵字：硬件標(biāo)配 安卓旗艦手機(jī) 4K分辨率 電子設(shè)計(jì)模塊
隨著2015年國(guó)產(chǎn)手機(jī)在激烈競(jìng)爭(zhēng)下更新迭代速度越來越快，加上各個(gè)手機(jī)廠商紛紛走差異化路線，因此對(duì)手機(jī)供應(yīng)鏈提出了更高的要求。在手機(jī)主芯片進(jìn)入后摩爾時(shí)代，參數(shù)競(jìng)爭(zhēng)越來越艱難的大背景下，手機(jī)、平板廠商開始將目光從轉(zhuǎn)向面板、攝像頭、內(nèi)存、傳感器等各個(gè)方面，希望能通過供應(yīng)鏈的不同來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化。在高端旗艦機(jī)型中，越來越多的新技術(shù)也開始被采用。
手機(jī)圖像傳感器面臨技術(shù)突破
在高端智能手機(jī)市場(chǎng)，幾乎所有品牌都將拍照、攝像作為一大賣點(diǎn)，因而對(duì)于高端攝像模組提出了極高的要求。2015年，圖像傳感器領(lǐng)域出現(xiàn)了兩個(gè)大事：一個(gè)是中國(guó)資本收購(gòu)了CMOS圖像傳感器(CIS)出貨量最大的OV公司；另一個(gè)是1300萬像素CMOS圖像傳感器缺貨(被索尼壟斷)，小米等一線手機(jī)公司CEO親自去日本找索尼。根據(jù)本刊首席分析師孫昌旭的爆料，高端CMOS圖像傳感器缺貨的情況恐怕要到9月份才有可能解決。
傳統(tǒng)CMOS圖像傳感器與量子傳感器的對(duì)比
作為國(guó)產(chǎn)CIS廠商的代表，思比科微電子日前研制成功的1200萬像素高性能圖像傳感器芯片是中國(guó)首款突破千萬級(jí)像素大關(guān)的國(guó)產(chǎn)芯片，代表了中國(guó)在該領(lǐng)域的最高水平。思比科微電子CEO陳杰表示，對(duì)于手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備來說，對(duì)于攝像頭的像素參數(shù)要求非常高，而且市場(chǎng)還在不斷地往上炒作參數(shù)。
陳杰表示，目前圖像傳感器市場(chǎng)呈金字塔排列，1300萬以上高端市場(chǎng)被索尼壟斷，三星正在努力進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域；500萬~800萬為中端市場(chǎng)，這個(gè)市場(chǎng)主要是OV占主流；500萬以下的低端市場(chǎng)以前也是由國(guó)外公司占據(jù)，但現(xiàn)在則被中國(guó)的思科比、格科微和比亞迪，以及一些韓國(guó)公司奪得。“其實(shí)像素超過800萬顯示效果就已經(jīng)沒有很大的區(qū)別，但亞洲市場(chǎng)就喜歡參數(shù)高。”陳杰表示，其實(shí)現(xiàn)在業(yè)界追求的是像素尺寸，而非單純的像素?cái)?shù)量，目前iPhone 6用的也僅是800萬像素。
由于手機(jī)厚度的要求，攝像模組為了做薄，必須減小像素尺寸，但是像素減小后，透光就小了，會(huì)影響拍照質(zhì)量。業(yè)界普遍的單個(gè)像素尺寸在1.4μm到1.12μm(華為P8)之間，蘋果此前一直在分辨率和像素尺寸之間選擇平衡，雖然最終選擇的是800萬像素，但是像素尺寸達(dá)到了1.43μm。
不過，業(yè)界現(xiàn)在有了更好的解決方案，能夠較好的解決攝像頭尺寸與透光率的問題。事實(shí)上，最近剛上市的華為P8采用的索尼 IMX278傳感器仍然采用1.12μm的像素尺寸，但是通過先進(jìn)光學(xué)原理，讓小像素尺寸實(shí)現(xiàn)更多的透光，最終達(dá)到大像素尺寸的效果。孫昌旭透露，“未來蘋果iPhone 6S的攝像頭將第一次升級(jí)到1200萬像素，將很有可能采用索尼為其定制的RGBW技術(shù)。”
除了RGBW技術(shù)，在解決透光率與模組尺寸的平衡上，臺(tái)灣量宏科技近日推出的量子薄膜(QuantumFilm)技術(shù)有望改變傳統(tǒng)圖像傳感器與照相機(jī)的體系結(jié)構(gòu)。據(jù)介紹，量子薄膜是基于納米技術(shù)的一個(gè)顛覆性的新材料metal chalcogenide(一種硫化物)，它吸收光的速度比硅更快10倍。
量宏科技CEO Jess Lee表示，采用這種技術(shù)，像素尺寸可以繼續(xù)減小，甚至可以做到納米級(jí)。這意味著未來高端的CIS不需要集成ISP，會(huì)直接在手機(jī)主芯片中集成ISP。據(jù)介紹，目前量宏科技已經(jīng)和兩家主流手機(jī)主芯片廠商合作開發(fā)，在其主芯片中集成了針對(duì)InVisage Sensor優(yōu)化的ISP。
手機(jī)快充技術(shù)哪家強(qiáng)？
除了攝像頭，續(xù)航時(shí)間也開始成為限制智能手機(jī)發(fā)展的最大瓶頸之一。在電池技術(shù)短時(shí)間內(nèi)無法突破的情況下，手機(jī)廠商開始將目光轉(zhuǎn)向快速充電。國(guó)產(chǎn)手機(jī)中OPPO是第一家以“快充技術(shù)”作為差異化的廠商，到現(xiàn)在包括紅米2A這樣的入門級(jí)機(jī)型都開始支持快速充電。
快充技術(shù)到底哪家強(qiáng)？
作為低端、中端和高端系列MCU/DSP SOC芯片廠商，江蘇宏云日前推出了支持高通Quick Charge 2.0快充標(biāo)準(zhǔn)的MCU JMT1801，可廣泛應(yīng)用于手機(jī)、移動(dòng)電源等移動(dòng)終端。江蘇宏云CEO陶建平表示，目前業(yè)內(nèi)的快充高標(biāo)準(zhǔn)有不少，主要有高通的Quick Charge、聯(lián)發(fā)科技的Pump Express PLUS、OPPO的“VOOC”閃充以及TI的Maxcharge，蘋果也在推自己的快充標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)了解，最近將公布的魅族MX5將支持mCharge快充技術(shù)，僅需十分鐘便可充25%的電量，而四十分鐘則最高可獲得60%的電量。目前還不清楚mCharge技術(shù)與OPPO的閃充技術(shù)有何差別。
據(jù)介紹，JMT1801不僅支持對(duì)手機(jī)、移動(dòng)電源進(jìn)行快充，也支持移動(dòng)電源對(duì)手機(jī)進(jìn)行快充。此外，搭載JMT1801的智能適配器，可以將不支持快充功能的手機(jī)、移動(dòng)電源變成支持快充。陶建平認(rèn)為，快充功能將很快成為手機(jī)、移動(dòng)電源的標(biāo)配功能。江蘇宏云成為移動(dòng)終端快充技術(shù)提供低成本解決方案。
會(huì)不會(huì)做到4K分辨率？
蘋果曾經(jīng)提出的“retina視網(wǎng)膜屏”概念已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)被市場(chǎng)甩到了后面，根據(jù)DisplaySearch的數(shù)據(jù)，目前蘋果、三星與華為等主要品牌之外，包括小米在2015年仍將主要以FHD產(chǎn)品為主流。在2014年VIVO率先推出2K屏智能手機(jī)后，預(yù)計(jì)使用2K屏的國(guó)產(chǎn)智能手機(jī)數(shù)量在2015年會(huì)有所增加，除了Samsung與LG之外，中國(guó)手機(jī)品牌包括小米與Meizu等皆規(guī)劃在2015年推出具有2K分辨率面板的智能手機(jī)，預(yù)計(jì)2K手機(jī)比例將由2014年的3%成長(zhǎng)至2015年的9%。
然而參數(shù)的升級(jí)似乎依舊沒有停止。4K(3840×2160)超高分辨率面板能否應(yīng)用到智能手機(jī)上？業(yè)界一直眾說紛紜。其中很大的一個(gè)阻礙，除了4K屏的成本外，還有整體待機(jī)功耗的上升問題。不過Driver IC與面板廠已經(jīng)開始在評(píng)估與研究，預(yù)計(jì)2015年下半年將會(huì)由4K分辨率的手機(jī)問世。
智能手機(jī)屏幕分辨率預(yù)計(jì)
作為高端手機(jī)顯示屏領(lǐng)域的老大，夏普株式會(huì)社元器件公司社長(zhǎng)方志教和表示，從目前的趨勢(shì)來看，中國(guó)很有可能成為全球4K視頻技術(shù)發(fā)展最快的市場(chǎng)，而以4K PC/平板電腦和4K智能手機(jī)為代表的中、小尺寸應(yīng)用將會(huì)越來越多。“在一些傳統(tǒng)媒體或商務(wù)印刷行業(yè)，彩色印刷業(yè)務(wù)可以通過4K小尺寸手機(jī)屏幕與大尺寸顯示器之間形成互動(dòng)，由此也帶動(dòng)出新的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式。”方志教和介紹，目前夏普用于智能手機(jī)的4K IGZO液晶屏目前正在日本龜山第2工廠積極籌備量產(chǎn)，該工廠的一半產(chǎn)能都可用來生產(chǎn)IGZO液晶，未來還將計(jì)劃持續(xù)提高這一比例。
為了達(dá)到更高的加工精度，夏普采用能夠讓IGZO優(yōu)勢(shì)最大化的方式，大幅改善了TFT設(shè)計(jì)和像素設(shè)計(jì)的指針，使IGZO液晶精細(xì)度更高、耗電更低，并可自由設(shè)計(jì)顯示屏形狀。另外，夏普的In-Cell觸控面板也有望在今年夏天投入量產(chǎn)，這款新品采用IGZO技術(shù)和觸控屏用IC，可在實(shí)現(xiàn)高精細(xì)度的同時(shí)保證高靈敏度。
如何實(shí)現(xiàn)手機(jī)音質(zhì)差異化？
對(duì)于手機(jī)等移動(dòng)終端來說，盡管越來越“智能”，但是不可否認(rèn)的是通話質(zhì)量仍然是決定手機(jī)成敗的基礎(chǔ)因素。高品質(zhì)的MEMS麥克風(fēng)裝置不僅能夠有助于環(huán)境噪音的消除，還能夠?yàn)楦呓馕龆纫曨l提供水晶般清透的音質(zhì)。相對(duì)傳統(tǒng)駐極體麥克風(fēng)而言，MEMS麥克風(fēng)具有生產(chǎn)成本低、性能好、穩(wěn)定性高、節(jié)省空間等諸多優(yōu)勢(shì)。
在MEMS器件中，硅麥克風(fēng)是成長(zhǎng)最快的，年均復(fù)合增長(zhǎng)率在13%，主要應(yīng)用市場(chǎng)是手持設(shè)備市場(chǎng)(主要是手機(jī)市場(chǎng))。該市場(chǎng)的特點(diǎn)是：消費(fèi)類市場(chǎng)，競(jìng)爭(zhēng)激烈；價(jià)格敏感；尺寸敏感(即技術(shù)先進(jìn)性敏感)。根據(jù)敏芯微電子CEO李剛預(yù)計(jì)2019年硅麥克風(fēng)市場(chǎng)將從2013年的24億只(7.85億美金)增長(zhǎng)到66億只(16.5億美金)。
目前MEMS麥克風(fēng)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者是樓氏電子，其小尺寸、高性能的產(chǎn)品能有效提升設(shè)備包括助聽器的音頻性能，引領(lǐng)智能音頻的發(fā)展。隨著大屏手機(jī)的出現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)更好的麥克風(fēng)效果，手機(jī)開始采用數(shù)字麥克風(fēng)(比如Galaxy S6)。這種數(shù)字麥克風(fēng)采用的PDM格式雖然是數(shù)字格式，但不是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字音頻格式；在Codec以后仍然需要采用I2S傳輸。
國(guó)內(nèi)其他廠商也在努力追趕樓氏電子的腳步，敏芯是獨(dú)立正向開發(fā)設(shè)計(jì)，首家利用大陸本土產(chǎn)業(yè)鏈量產(chǎn)的廠家。該公司是為數(shù)不多的既掌握MEMS晶圓技術(shù)又掌握ASIC技術(shù)的本土廠家，擁有高可靠性的MEMS芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。作為業(yè)內(nèi)首款采用多模式I2S輸出的 MEMS麥克風(fēng)，敏芯采用了前進(jìn)音封裝形式，高達(dá)63db信噪比，內(nèi)置專利技術(shù)的數(shù)字校準(zhǔn)電路，可保證產(chǎn)品具有+/-1dB的超窄靈敏度公差控制，和普通模式下業(yè)界同類產(chǎn)品最低功耗(750μA)。
“敏芯去年推介的前進(jìn)音高信噪比硅麥采用美國(guó)OCLGA封裝專利設(shè)計(jì)。這個(gè)專利是麥克風(fēng)向硅麥克風(fēng)轉(zhuǎn)變所繞不開的，Knowles、AAC和Goertek也都在用這個(gè)專利。”李剛表示目前敏芯在全球硅麥克風(fēng)晶圓出貨量排名第4，所占市場(chǎng)份額0.8%，2015年?duì)幦⊥黄?%。
除了硅麥克風(fēng)，手機(jī)揚(yáng)聲器也是實(shí)現(xiàn)手機(jī)音質(zhì)的另一個(gè)重要器件。手機(jī)變得越來越輕薄和小巧，揚(yáng)聲器位置也不再只位于手機(jī)背部，這給手機(jī)制造商在聲學(xué)上帶來了更多的難題。因此，市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)聲音和智能功放的需求也隨之水漲船高。作為智能功放的發(fā)明者，恩智浦半導(dǎo)體(NXP)早在2012年就推出第一款Smart Amplifier TFA9887, 目前已形成完整的產(chǎn)品系列，并成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。日前又推出了全球最小的智能功放解決方案，TFA9897將以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的價(jià)格，讓業(yè)界領(lǐng)先的揚(yáng)聲器保護(hù)方案能夠惠及所有手機(jī)。
TFA9897的設(shè)計(jì)目的是為主流手機(jī)提供高端性能。TFA9897采用恩智浦最新版本的業(yè)界領(lǐng)先算法，并針對(duì)阻抗為8歐姆的微型揚(yáng)聲器進(jìn)行了充分優(yōu)化。與早前發(fā)布的智能功放一樣，整個(gè)系統(tǒng)集成于單芯片之上，包括CoolFux DSP、具有電流傳感功能的高效率D類放大器，以及DC-DC轉(zhuǎn)換器等等。作為一站式的全套解決方案，TFA9897將能夠與所有平臺(tái)兼容，無縫對(duì)接。
NXP華南銷售總監(jiān)John Chang表示，自NXP于2012年發(fā)布全球首款智能功放以來，絕大多數(shù)領(lǐng)先的智能手機(jī)制造商都采用了NXP揚(yáng)聲器保護(hù)解決方案來提高其設(shè)備的音質(zhì)和音量。對(duì)NXP智能功放的強(qiáng)勁需求使得智能功放的出貨量在短短兩年半內(nèi)便超過了1.5億件。
NXP華南銷售總監(jiān)John Chang
“在過去一年內(nèi)，智能功放成為了高級(jí)智能手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。所有15家頂尖智能手機(jī)制造商都使用了某種形式的揚(yáng)聲器保護(hù)。恩智浦是智能功放市場(chǎng)的領(lǐng)跑者。我們的客戶囊括了所有15家頂級(jí)OEM廠商中的13家，其中包括中國(guó)的所有10家頂級(jí)OEM廠商。我們的解決方案已用于當(dāng)今市場(chǎng)上最受追捧的一些手機(jī)，極大改善了其音質(zhì)。”
“硬件趨同，但仍然有時(shí)間差，這就要求手機(jī)廠商對(duì)新技術(shù)，新器件有更高的敏銳度。優(yōu)秀的廠商會(huì)選擇和供應(yīng)商共同規(guī)劃技術(shù)路標(biāo)，和供應(yīng)商一起聯(lián)合開發(fā)，最大限度的實(shí)現(xiàn)差異化的設(shè)計(jì)。”John Chang表示。
下一代移動(dòng)終端存儲(chǔ)標(biāo)配：DDR4、UFS 2.0
提到移動(dòng)終端成本最貴的“三大件”，除了主芯片和屏幕外，剩下的就是存儲(chǔ)器了。在手機(jī)主處理器達(dá)到8核64位、主頻2.7GHz以后，內(nèi)存(DRAM與Flash)的提升變得越來越重要，可以說它是決定手機(jī)使用體驗(yàn)的關(guān)鍵了。隨著三星Galaxy S6和華碩Zenfone 2的接連上市，新一代的LPDDR4內(nèi)存和4GB容量?jī)?nèi)存先后進(jìn)入消費(fèi)者的視野，引爆了2015年新一輪的手機(jī)硬件車輪戰(zhàn)。據(jù)悉，新內(nèi)存能夠?yàn)橹悄苁謾C(jī)帶來更強(qiáng)的性能提升，有望繼續(xù)提高智能手機(jī)的使用體驗(yàn)。不過價(jià)格也不便宜，其中4GB LPDDR4的報(bào)價(jià)就在34-35美元，比目前大多數(shù)主流手機(jī)采用的2GB LPDDR3貴約20美元。
相比DDR3,DDR4的性能提升
與LPDDR3相比，LPDDR4能夠帶來高達(dá)50%的性能提升。由于帶寬更大，“內(nèi)存敏感型”的游戲應(yīng)用、120fps慢動(dòng)作視頻、以及2K或4K級(jí)別的視頻錄制將直接受益。當(dāng)運(yùn)行一些大量占用RAM的應(yīng)用時(shí)，由于需要將大量數(shù)據(jù)在短時(shí)間內(nèi)存入RAM，此時(shí)LPDDR4的優(yōu)勢(shì)便可以體現(xiàn)出來。比如，在錄制120fps或更高幀數(shù)的慢動(dòng)作視頻時(shí)，相機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量需要存入RAM的圖片數(shù)據(jù)，而如果帶寬更大的話，這意味著可以拍攝分辨率更高的慢動(dòng)作視頻。值得一提的是，LPDDR4在提升了速度的同時(shí)，還將工作電壓降低到1.1V，而LPDDR3為1.2V，繼續(xù)增強(qiáng)了手機(jī)續(xù)航能力。
不過，目前支持LPDDR4的主芯片還不多，目前只有高通驍龍810和三星Exynos 7420支持，這也意味著極少數(shù)高端智能手機(jī)才能享受這一功能。據(jù)了解，目前國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商中小米和樂視的最新旗艦機(jī)型都將采用LPDDR4。不過，在三星電子一年一度的“三星移動(dòng)方案論壇”上，三星就表示LPDDR4不僅用在旗艦手機(jī)中，它已延伸致至各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，很快會(huì)到主流智能手機(jī)中，甚至包括智能手表(ePoP)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上LPDDR4將是下一個(gè)賣點(diǎn)。
對(duì)于手機(jī)的讀取性能影響，除了DRAM外，F(xiàn)lash也十分重要，它決定了手機(jī)開機(jī)重啟的速度，以及讀取文件的速度。作為替代eMMC的下一代技術(shù)，UFS可以實(shí)現(xiàn)快速地啟動(dòng)與快速地讀取文件。eMMC的機(jī)制是并行半工機(jī)制，而UFS的機(jī)制是LVDS串行全雙工機(jī)制，所以效率更高。據(jù)三星工作人員介紹，USF比目前最快的eMMC5.0還要快70%，并且更省電。三星的人員解釋，UFS尤其在讀小文件時(shí)比eMMC具有幾倍的速度優(yōu)勢(shì)。
在三星的旗艦機(jī)型S6上，就采用了三星最新推出的新UFS 2.0標(biāo)準(zhǔn)128GB閃存芯片。三星電子內(nèi)存市場(chǎng)營(yíng)銷高級(jí)副總裁表示，“隨著我們批量生產(chǎn)業(yè)界最高容量的超高速UFS存儲(chǔ)，我們正在為整個(gè)業(yè)內(nèi)注入活力，為消費(fèi)者提供更先進(jìn)的移動(dòng)體驗(yàn)。在未來，我們將增加大容量的內(nèi)存解決方案的比例，繼續(xù)領(lǐng)航高檔內(nèi)存市場(chǎng)份額持續(xù)增長(zhǎng)。”也許不久的將來，主流機(jī)型上也可以采用128G的存儲(chǔ)了。
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