關(guān)鍵字：硬件標配 安卓旗艦手機 4K分辨率 電子設計模塊
隨著(zhù)2015年國產(chǎn)手機在激烈競爭下更新迭代速度越來(lái)越快，加上各個(gè)手機廠(chǎng)商紛紛走差異化路線(xiàn)，因此對手機供應鏈提出了更高的要求。在手機主芯片進(jìn)入后摩爾時(shí)代，參數競爭越來(lái)越艱難的大背景下，手機、平板廠(chǎng)商開(kāi)始將目光從轉向面板、攝像頭、內存、傳感器等各個(gè)方面，希望能通過(guò)供應鏈的不同來(lái)實(shí)現產(chǎn)品的差異化。在高端旗艦機型中，越來(lái)越多的新技術(shù)也開(kāi)始被采用。
手機圖像傳感器面臨技術(shù)突破
在高端智能手機市場(chǎng)，幾乎所有品牌都將拍照、攝像作為一大賣(mài)點(diǎn)，因而對于高端攝像模組提出了極高的要求。2015年，圖像傳感器領(lǐng)域出現了兩個(gè)大事：一個(gè)是中國資本收購了CMOS圖像傳感器(CIS)出貨量最大的OV公司；另一個(gè)是1300萬(wàn)像素CMOS圖像傳感器缺貨(被索尼壟斷)，小米等一線(xiàn)手機公司CEO親自去日本找索尼。根據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CMOS圖像傳感器與量子傳感器的對比
作為國產(chǎn)CIS廠(chǎng)商的代表，思比科微電子日前研制成功的1200萬(wàn)像素高性能圖像傳感器芯片是中國首款突破千萬(wàn)級像素大關(guān)的國產(chǎn)芯片，代表了中國在該領(lǐng)域的最高水平。思比科微電子CEO陳杰表示，對于手機、平板等移動(dòng)設備來(lái)說(shuō)，對于攝像頭的像素參數要求非常高，而且市場(chǎng)還在不斷地往上炒作參數。
陳杰表示，目前圖像傳感器市場(chǎng)呈金字塔排列，1300萬(wàn)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(wàn)~800萬(wàn)為中端市場(chǎng)，這個(gè)市場(chǎng)主要是OV占主流；500萬(wàn)以下的低端市場(chǎng)以前也是由國外公司占據，但現在則被中國的思科比、格科微和比亞迪，以及一些韓國公司奪得。“其實(shí)像素超過(guò)800萬(wàn)顯示效果就已經(jīng)沒(méi)有很大的區別，但亞洲市場(chǎng)就喜歡參數高。”陳杰表示，其實(shí)現在業(yè)界追求的是像素尺寸，而非單純的像素數量，目前iPhone 6用的也僅是800萬(wàn)像素。
由于手機厚度的要求，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(píng)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(wàn)像素，但是像素尺寸達到了1.43μm。
不過(guò)，業(yè)界現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(wèn)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(guò)先進(jìn)光學(xué)原理，讓小像素尺寸實(shí)現更多的透光，最終達到大像素尺寸的效果。孫昌旭透露，“未來(lái)蘋(píng)果iPhone 6S的攝像頭將第一次升級到1200萬(wàn)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，臺灣量宏科技近日推出的量子薄膜(QuantumFilm)技術(shù)有望改變傳統圖像傳感器與照相機的體系結構。據介紹，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)，像素尺寸可以繼續減小，甚至可以做到納米級。這意味著(zhù)未來(lái)高端的CIS不需要集成ISP，會(huì )直接在手機主芯片中集成ISP。據介紹，目前量宏科技已經(jīng)和兩家主流手機主芯片廠(chǎng)商合作開(kāi)發(fā)，在其主芯片中集成了針對InVisage Sensor優(yōu)化的ISP。
手機快充技術(shù)哪家強？
除了攝像頭，續航時(shí)間也開(kāi)始成為限制智能手機發(fā)展的最大瓶頸之一。在電池技術(shù)短時(shí)間內無(wú)法突破的情況下，手機廠(chǎng)商開(kāi)始將目光轉向快速充電。國產(chǎn)手機中OPPO是第一家以“快充技術(shù)”作為差異化的廠(chǎng)商，到現在包括紅米2A這樣的入門(mén)級機型都開(kāi)始支持快速充電。
快充技術(shù)到底哪家強？
作為低端、中端和高端系列MCU/DSP SOC芯片廠(chǎng)商，江蘇宏云日前推出了支持高通Quick Charge 2.0快充標準的MCU JMT1801，可廣泛應用于手機、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)內的快充高標準有不少，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(píng)果也在推自己的快充標準。據了解，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。
據介紹，JMT1801不僅支持對手機、移動(dòng)電源進(jìn)行快充，也支持移動(dòng)電源對手機進(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、移動(dòng)電源變成支持快充。陶建平認為，快充功能將很快成為手機、移動(dòng)電源的標配功能。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(píng)果曾經(jīng)提出的“retina視網(wǎng)膜屏”概念已經(jīng)遠遠被市場(chǎng)甩到了后面，根據DisplaySearch的數據，目前蘋(píng)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屏智能手機后，預計使用2K屏的國產(chǎn)智能手機數量在2015年會(huì )有所增加，除了Samsung與LG之外，中國手機品牌包括小米與Meizu等皆規劃在2015年推出具有2K分辨率面板的智能手機，預計2K手機比例將由2014年的3%成長(cháng)至2015年的9%。
然而參數的升級似乎依舊沒(méi)有停止。4K(3840×2160)超高分辨率面板能否應用到智能手機上？業(yè)界一直眾說(shuō)紛紜。其中很大的一個(gè)阻礙，除了4K屏的成本外，還有整體待機功耗的上升問(wèn)題。不過(guò)Driver IC與面板廠(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始在評估與研究，預計2015年下半年將會(huì )由4K分辨率的手機問(wèn)世。
智能手機屏幕分辨率預計
作為高端手機顯示屏領(lǐng)域的老大，夏普株式會(huì )社元器件公司社長(cháng)方志教和表示，從目前的趨勢來(lái)看，中國很有可能成為全球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智能手機為代表的中、小尺寸應用將會(huì )越來(lái)越多。“在一些傳統媒體或商務(wù)印刷行業(yè)，彩色印刷業(yè)務(wù)可以通過(guò)4K小尺寸手機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)運營(yíng)模式。”方志教和介紹，目前夏普用于智能手機的4K IGZO液晶屏目前正在日本龜山第2工廠(chǎng)積極籌備量產(chǎn)，該工廠(chǎng)的一半產(chǎn)能都可用來(lái)生產(chǎn)IGZO液晶，未來(lái)還將計劃持續提高這一比例。
為了達到更高的加工精度，夏普采用能夠讓IGZO優(yōu)勢最大化的方式，大幅改善了TFT設計和像素設計的指針，使IGZO液晶精細度更高、耗電更低，并可自由設計顯示屏形狀。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)現高精細度的同時(shí)保證高靈敏度。
如何實(shí)現手機音質(zhì)差異化？
對于手機等移動(dòng)終端來(lái)說(shuō)，盡管越來(lái)越“智能”，但是不可否認的是通話(huà)質(zhì)量仍然是決定手機成敗的基礎因素。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，還能夠為高解析度視頻提供水晶般清透的音質(zhì)。相對傳統駐極體麥克風(fēng)而言，MEMS麥克風(fēng)具有生產(chǎn)成本低、性能好、穩定性高、節省空間等諸多優(yōu)勢。
在MEMS器件中，硅麥克風(fēng)是成長(cháng)最快的，年均復合增長(cháng)率在13%，主要應用市場(chǎng)是手持設備市場(chǎng)(主要是手機市場(chǎng))。該市場(chǎng)的特點(diǎn)是：消費類(lèi)市場(chǎng)，競爭激烈；價(jià)格敏感；尺寸敏感(即技術(shù)先進(jìn)性敏感)。根據敏芯微電子CEO李剛預計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(cháng)到66億只(16.5億美金)。
目前MEMS麥克風(fēng)領(lǐng)域的領(lǐng)導者是樓氏電子，其小尺寸、高性能的產(chǎn)品能有效提升設備包括助聽(tīng)器的音頻性能，引領(lǐng)智能音頻的發(fā)展。隨著(zhù)大屏手機的出現，為了實(shí)現更好的麥克風(fēng)效果，手機開(kāi)始采用數字麥克風(fēng)(比如Galaxy S6)。這種數字麥克風(fēng)采用的PDM格式雖然是數字格式，但不是標準的數字音頻格式；在Codec以后仍然需要采用I2S傳輸。
國內其他廠(chǎng)商也在努力追趕樓氏電子的腳步，敏芯是獨立正向開(kāi)發(fā)設計，首家利用大陸本土產(chǎn)業(yè)鏈量產(chǎn)的廠(chǎng)家。該公司是為數不多的既掌握MEMS晶圓技術(shù)又掌握ASIC技術(shù)的本土廠(chǎng)家，擁有高可靠性的MEMS芯片結構設計。作為業(yè)內首款采用多模式I2S輸出的 MEMS麥克風(fēng)，敏芯采用了前進(jìn)音封裝形式，高達63db信噪比，內置專(zhuān)利技術(shù)的數字校準電路，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(lèi)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OCLGA封裝專(zhuān)利設計。這個(gè)專(zhuān)利是麥克風(fēng)向硅麥克風(fēng)轉變所繞不開(kāi)的，Knowles、AAC和Goertek也都在用這個(gè)專(zhuān)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年爭取突破1%。
除了硅麥克風(fēng)，手機揚聲器也是實(shí)現手機音質(zhì)的另一個(gè)重要器件。手機變得越來(lái)越輕薄和小巧，揚聲器位置也不再只位于手機背部，這給手機制造商在聲學(xué)上帶來(lái)了更多的難題。因此，市場(chǎng)對高品質(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)標準。日前又推出了全球最小的智能功放解決方案，TFA9897將以經(jīng)濟實(shí)惠的價(jià)格，讓業(yè)界領(lǐng)先的揚聲器保護方案能夠惠及所有手機。
TFA9897的設計目的是為主流手機提供高端性能。TFA9897采用恩智浦最新版本的業(yè)界領(lǐng)先算法，并針對阻抗為8歐姆的微型揚聲器進(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(lèi)放大器，以及DC-DC轉換器等等。作為一站式的全套解決方案，TFA9897將能夠與所有平臺兼容，無(wú)縫對接。
NXP華南銷(xiāo)售總監John Chang表示，自NXP于2012年發(fā)布全球首款智能功放以來(lái)，絕大多數領(lǐng)先的智能手機制造商都采用了NXP揚聲器保護解決方案來(lái)提高其設備的音質(zhì)和音量。對NXP智能功放的強勁需求使得智能功放的出貨量在短短兩年半內便超過(guò)了1.5億件。
NXP華南銷(xiāo)售總監John Chang
“在過(guò)去一年內，智能功放成為了高級智能手機的標準配置。所有15家頂尖智能手機制造商都使用了某種形式的揚聲器保護。恩智浦是智能功放市場(chǎng)的領(lǐng)跑者。我們的客戶(hù)囊括了所有15家頂級OEM廠(chǎng)商中的13家，其中包括中國的所有10家頂級OEM廠(chǎng)商。我們的解決方案已用于當今市場(chǎng)上最受追捧的一些手機，極大改善了其音質(zhì)。”
“硬件趨同，但仍然有時(shí)間差，這就要求手機廠(chǎng)商對新技術(shù)，新器件有更高的敏銳度。優(yōu)秀的廠(chǎng)商會(huì )選擇和供應商共同規劃技術(shù)路標，和供應商一起聯(lián)合開(kāi)發(fā)，最大限度的實(shí)現差異化的設計。”John Chang表示。
下一代移動(dòng)終端存儲標配：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，剩下的就是存儲器了。在手機主處理器達到8核64位、主頻2.7GHz以后，內存(DRAM與Flash)的提升變得越來(lái)越重要，可以說(shuō)它是決定手機使用體驗的關(guān)鍵了。隨著(zhù)三星Galaxy S6和華碩Zenfone 2的接連上市，新一代的LPDDR4內存和4GB容量?jì)却嫦群筮M(jìn)入消費者的視野，引爆了2015年新一輪的手機硬件車(chē)輪戰。據悉，新內存能夠為智能手機帶來(lái)更強的性能提升，有望繼續提高智能手機的使用體驗。不過(guò)價(jià)格也不便宜，其中4GB LPDDR4的報價(jià)就在34-35美元，比目前大多數主流手機采用的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(lái)高達50%的性能提升。由于帶寬更大，“內存敏感型”的游戲應用、120fps慢動(dòng)作視頻、以及2K或4K級別的視頻錄制將直接受益。當運行一些大量占用RAM的應用時(shí)，由于需要將大量數據在短時(shí)間內存入RAM，此時(shí)LPDDR4的優(yōu)勢便可以體現出來(lái)。比如，在錄制120fps或更高幀數的慢動(dòng)作視頻時(shí)，相機會(huì )產(chǎn)生大量需要存入RAM的圖片數據，而如果帶寬更大的話(huà)，這意味著(zhù)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，繼續增強了手機續航能力。
不過(guò)，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(zhù)極少數高端智能手機才能享受這一功能。據了解，目前國產(chǎn)手機廠(chǎng)商中小米和樂(lè )視的最新旗艦機型都將采用LPDDR4。不過(guò)，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不僅用在旗艦手機中，它已延伸致至各個(gè)細分市場(chǎng)，很快會(huì )到主流智能手機中，甚至包括智能手表(ePoP)，物聯(lián)網(wǎng)設備上LPDDR4將是下一個(gè)賣(mài)點(diǎn)。
對于手機的讀取性能影響，除了DRAM外，Flash也十分重要，它決定了手機開(kāi)機重啟的速度，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)現快速地啟動(dòng)與快速地讀取文件。eMMC的機制是并行半工機制，而UFS的機制是LVDS串行全雙工機制，所以效率更高。據三星工作人員介紹，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?zhuān)琔FS尤其在讀小文件時(shí)比eMMC具有幾倍的速度優(yōu)勢。
在三星的旗艦機型S6上，就采用了三星最新推出的新UFS 2.0標準128GB閃存芯片。三星電子內存市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)高級副總裁表示，“隨著(zhù)我們批量生產(chǎn)業(yè)界最高容量的超高速UFS存儲，我們正在為整個(gè)業(yè)內注入活力，為消費者提供更先進(jìn)的移動(dòng)體驗。在未來(lái)，我們將增加大容量的內存解決方案的比例，繼續領(lǐng)航高檔內存市場(chǎng)份額持續增長(cháng)。”也許不久的將來(lái)，主流機型上也可以采用128G的存儲了。
移動(dòng)設備訪(fǎng)問(wèn)
