智能電視芯片邁向多核心設(shè)計(jì)。由于新一代智能電視將支援更高端的作業(yè)系統(tǒng)，并增加裸眼3D、4K×2K顯示及體感、聲控等先進(jìn)人機(jī)介面功能，因此對(duì)處理器效能要求迅速攀升，驅(qū)動(dòng)電視芯片商、應(yīng)用處理器業(yè)者爭(zhēng)相投入多核心方案研發(fā)。
智能電視(Smart TV)大軍今年接二連三登場(chǎng)，壯大發(fā)展聲勢(shì)。其中，三星(Samsung)、樂金(LG)與索尼(Sony)走高端路線，主打全高畫質(zhì)(FHD)、三維(3D)顯示，以及具備各式先進(jìn)人機(jī)介面等亮眼規(guī)格，并投注大量軟體研發(fā)資源厚植影音內(nèi)容及應(yīng)用程式。
無(wú)獨(dú)有偶，臺(tái)灣、中國(guó)大陸廠商為加快電視平均7年的換機(jī)周期循環(huán)，亦積極投入智能電視研發(fā)，并強(qiáng)攻搭載Android作業(yè)系統(tǒng)的機(jī)種。目前，中國(guó)大陸六大電視品牌廠及筆電大廠聯(lián)想，均有推出Android 2.2/2.3或4.0版智能電視，明年將以Android 4.0或4.1新機(jī)種為主力，引進(jìn)更多應(yīng)用程式與軟體功能；同時(shí)還將升級(jí)系統(tǒng)處理器時(shí)脈規(guī)格，并增加裸眼三3D、4K×2K顯示，從而改善聯(lián)網(wǎng)、視訊體驗(yàn)，激起中國(guó)大陸一、二級(jí)城市消費(fèi)者的換機(jī)意愿。
事實(shí)上，中國(guó)大陸電視出貨量已趕上北美，成為全球主要電視消費(fèi)市場(chǎng)；在當(dāng)?shù)仄放茝S力拱下，勢(shì)將為智能電視的發(fā)展挹注龐大成長(zhǎng)動(dòng)能。如圖1所示，今年第二季中國(guó)大陸智能電視出貨量一枝獨(dú)秀，遙遙領(lǐng)先歐美及日本等國(guó)家。
不過(guò)，中國(guó)大陸市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，品牌廠無(wú)不致力擴(kuò)充功能，同時(shí)還須因應(yīng)多屏(Multi-screen)視訊串流發(fā)展趨勢(shì)，增強(qiáng)無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路(Wi-Fi)傳輸速率，勢(shì)將導(dǎo)致系統(tǒng)單芯片(SoC)效能捉襟見肘。
優(yōu)化聯(lián)網(wǎng)/視訊處理 雙核CPU/GPU成標(biāo)配
為全面優(yōu)化智能電視功能設(shè)計(jì)，芯片商已紛紛啟動(dòng)多核心中央處理器(CPU)加繪圖處理器(GPU)設(shè)計(jì)因應(yīng)(表1)，并將于2013年陸續(xù)量產(chǎn)，助力品牌廠改良圖形處理與網(wǎng)路瀏覽效能。資策會(huì)MIC資深產(chǎn)業(yè)分析師戴鴻鈞表示，明年電視品牌廠除積極擴(kuò)充智能電視產(chǎn)品陣容外，亦將新增裸眼3D、4K×2K特色視為布局重點(diǎn)。其中，日、韓大廠已開始在高端機(jī)種中配備4K×2K面板；而中國(guó)大陸六大品牌業(yè)者也一窩蜂在中高端機(jī)種導(dǎo)入裸眼3D，期以結(jié)合先進(jìn)顯示功能的策略，提升智能電視在北美、歐洲及中國(guó)大陸的銷售成績(jī)。
戴鴻鈞認(rèn)為，明年智能電視多核心處理器將大舉亮相，基本規(guī)格包括將CPU升級(jí)至雙核心、時(shí)脈1.2GHz，以滿足高速網(wǎng)路瀏覽及多元人機(jī)介面訊號(hào)處理需求；而GPU也可望邁向雙核等級(jí)，提供視訊編解碼引擎更強(qiáng)大的圖形處理效能，讓3D及4K×2K內(nèi)容播放更加順暢。
一般而言，智能電視SoC包含網(wǎng)路處理及視訊編解碼兩大區(qū)塊。網(wǎng)路處理部分偏向移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用處理器功能，負(fù)責(zé)網(wǎng)頁(yè)瀏覽、數(shù)位處理及執(zhí)行應(yīng)用程式等工作；至于視訊編解碼方面則以H.264影像處理引擎為主，搭配符合各國(guó)廣播訊號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的演算法，以順利進(jìn)行視訊編解碼作業(yè)。
戴鴻鈞分析，由于智能電視作業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)更趨復(fù)雜，加上面板解析度及人機(jī)介面升級(jí)占用更多SoC效能；因此，雙核CPU加雙核GPU的SoC方案將逐漸成為新一代智能電視的標(biāo)配，協(xié)助品牌廠優(yōu)化聯(lián)網(wǎng)、視訊串流使用體驗(yàn)。
鎖定Android 4.0智能電視 芯片商競(jìng)逐雙核心處理器
繼晨星量產(chǎn)業(yè)界首顆Android 4.0智能電視雙核心SoC，贏得TCL等中國(guó)大陸業(yè)者青睞后，其他電視主芯片開發(fā)商也開始跟進(jìn)，包括矽統(tǒng)、聯(lián)詠、瑞昱及意法半導(dǎo)體(ST)為爭(zhēng)搶品牌廠訂單，皆加緊研發(fā)速度，并可望在2013年陸續(xù)補(bǔ)齊雙核心芯片陣容。
其中，矽統(tǒng)預(yù)計(jì)2013年第一季發(fā)布旗下首款雙核心方案，并將于第二季量產(chǎn)，期以更強(qiáng)的運(yùn)算效能與視訊編解碼能力，搶攻智能電視市場(chǎng)商機(jī)。
矽統(tǒng)科技行銷業(yè)務(wù)一處技術(shù)行銷二部部長(zhǎng)李旻翰表示，中國(guó)大陸、臺(tái)灣、澳洲與印度當(dāng)?shù)仉娨暺放粕?，將從今年底開始競(jìng)推Android 4.0智能電視，為市場(chǎng)注入新的成長(zhǎng)動(dòng)能。由于Android 4.0作業(yè)系統(tǒng)定義記憶體至少支援1GB，且對(duì)GPU規(guī)格要求更加嚴(yán)謹(jǐn)，促使芯片商發(fā)展雙核心CPU加雙核心GPU解決方案，加強(qiáng)軟硬體協(xié)同運(yùn)作表現(xiàn)。
李旻翰指出，隨著電視品牌廠陸續(xù)將產(chǎn)品升級(jí)至Android 4.0，并致力部署獨(dú)家介面和云端服務(wù)，將增加系統(tǒng)復(fù)雜度，耗用更多處理器效能。預(yù)期2013年起，1GHz雙核SoC將成智能電視標(biāo)配，甚至部分高端機(jī)種為導(dǎo)入裸眼3D、4K×2K面板或先進(jìn)人機(jī)介面，展現(xiàn)差異化特色，更將采用四核心方案。
據(jù)了解，矽統(tǒng)今年在智能電視市場(chǎng)上大有斬獲，旗下Android 2.2智能電視SoC--SiS 691，已順利搶進(jìn)臺(tái)灣BenQ、澳洲Soniq及中國(guó)大陸京東方等電視品牌供應(yīng)鏈。除上述制造商外，包括奇美、和聯(lián)等液晶電視業(yè)者也積極與矽統(tǒng)接洽，著手布局下一代Android 4.0智能電視合作開發(fā)計(jì)劃。
李旻翰強(qiáng)調(diào)，明年矽統(tǒng)雙核心SoC除將支援Android 4.0外，也可透過(guò)外掛畫面更新率轉(zhuǎn)換(Frame Rate Conversion, FRC)芯片，強(qiáng)化裸眼3D及高解析度影像處理。同時(shí)，亦將改良芯片韌體控制功能，強(qiáng)打全球數(shù)位電視標(biāo)準(zhǔn)共通平臺(tái)，以符合歐洲數(shù)位視訊廣播(DVB)、美國(guó)先進(jìn)電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC)及日本綜合數(shù)位服務(wù)廣播(ISDB)等規(guī)范，助力客戶依不同區(qū)域市場(chǎng)需求量身打造產(chǎn)品。
另一方面，隨著Android 4.0、Windows 8作業(yè)系統(tǒng)力拱手機(jī)、平板及電視多屏影音串流，亦導(dǎo)致智能電視SoC須在維持低成本的前提下，擴(kuò)增時(shí)脈、視訊編解碼轉(zhuǎn)換、Miracast無(wú)線顯示及資訊安全保護(hù)機(jī)制，引來(lái)更多開發(fā)挑戰(zhàn)。
滿足智能電視應(yīng)用 MIPS祭六核心處理器IP
為此，美普思(MIPS)已打造六核心矽智財(cái)(IP)設(shè)計(jì)和完整Android開發(fā)工具。美普思策略行銷總監(jiān)Kevin Kitagawa表示，Android平臺(tái)已成橫跨智能手機(jī)、平板設(shè)備和數(shù)位電視，由于毋須授權(quán)金，接受度正日益提升；特別是中國(guó)大陸電視品牌廠全力投入Android智能電視開發(fā)，更為智能家庭多屏影音串流發(fā)展大添柴薪。因此，未來(lái)智能電視SoC須提供高整合度的多屏串流解決方案，方能讓手機(jī)、平板與電視達(dá)成更緊密的互動(dòng)。
鎖定此一趨勢(shì)，MIPS近期已搶先推出支援六核心設(shè)計(jì)的proAptiv方案，擁有嵌入式微處理器基準(zhǔn)協(xié)會(huì)(EEMBC)認(rèn)證超過(guò)4.5CoreMark/MHz的頂級(jí)效能，將能滿足下一代智能電視完整設(shè)計(jì)需求。
不過(guò)，Android平臺(tái)促進(jìn)多屏串流應(yīng)用成形，ARM也憑藉其核心在行動(dòng)市場(chǎng)打響名號(hào)的優(yōu)勢(shì)，快速往電視領(lǐng)域蔓延；包括晨星、意法半導(dǎo)體與矽統(tǒng)等電視芯片商，以及高通(Qualcomm)、邁威爾(Marvell)等應(yīng)用處理器業(yè)者均相繼投入ARM核心智能電視處理器設(shè)計(jì)，導(dǎo)致以往擁有數(shù)位電視芯片市場(chǎng)大塊版圖的MIPS正面臨市占流失危機(jī)。
對(duì)此，Kitagawa認(rèn)為，MIPS核心與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，可提供更出色的效能，在智能電視市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)將不會(huì)落于下風(fēng)。新款proAptiv的DMIPS/MHz表現(xiàn)與ARM最高端Cortex-A15相當(dāng)，但只需一半的晶粒大小就能達(dá)成，并較Cortex-A9高出50%性能。尤其MIPS的Android開發(fā)工具和相容性測(cè)試套件已取得Google原生支援，相較于ARM方案仍須花工夫優(yōu)化軟硬體協(xié)同運(yùn)作，將擁有加速芯片開發(fā)時(shí)程的優(yōu)勢(shì)。
Kitagawa也預(yù)料，許多未能取得足夠Android、ARM核心設(shè)計(jì)資源的SoC業(yè)者，將加緊采用MIPS核心開發(fā)產(chǎn)品，方能以更好的價(jià)格提供相同或更佳的處理效能，并與ARM核心陣營(yíng)形成差異化。目前全球主要電視品牌廠均計(jì)劃采用MIPS架構(gòu)SoC開發(fā)智能電視，包括索尼、東芝(Toshiba)、夏普(Sharp)、海信及三星等，已開始導(dǎo)入MIPS核心或正密切研擬設(shè)計(jì)，讓終端產(chǎn)品能以低價(jià)位快速滲透到家庭娛樂市場(chǎng)中。
Kitagawa強(qiáng)調(diào)，未來(lái)幾年，智能電視將升級(jí)支援四倍高畫質(zhì)的4K×2K分辨率、下世代H.265視訊編解碼標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還須增進(jìn)高速無(wú)線聯(lián)網(wǎng)能力，并優(yōu)化云端存取反應(yīng)速度，進(jìn)而與居家監(jiān)控、環(huán)境控制系統(tǒng)結(jié)合。因此，MIPS亦已展開新一代電視SoC核心部署，除將具備更優(yōu)異的視訊處理與串流性能外，也將納入可即時(shí)轉(zhuǎn)碼的編碼功能，以便將電視內(nèi)容快速傳送到移動(dòng)設(shè)備中，加速實(shí)現(xiàn)由大屏幕傳至小屏幕的視訊連結(jié)新體驗(yàn)。
智能電視市場(chǎng)前景可期，除既有電視芯片與IP供應(yīng)商加碼投注多核方案開發(fā)外，也吸引高通、邁威爾等應(yīng)用處理器大廠挾既有技術(shù)積極跨足。其可望藉單一系列IC通吃移動(dòng)設(shè)備、電視及機(jī)上盒商機(jī)，將以量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模做后盾，強(qiáng)勢(shì)挑戰(zhàn)電視SoC商的市場(chǎng)地位，恐將引發(fā)電視芯片產(chǎn)業(yè)新變革。
車拼智能電視SoC商 高通/邁威爾AP來(lái)勢(shì)洶洶
由于智能電視與移動(dòng)設(shè)備的芯片發(fā)展軌跡愈來(lái)愈相近，因而也吸引應(yīng)用處理器商前來(lái)?yè)尫直?
其中，高通、邁威爾正分頭搶攻智能電視與IP機(jī)上盒山頭，前者已透過(guò)四核心驍龍(Snapdragon)S4芯片，與聯(lián)想合作開發(fā)高端智能電視--K91；后者除打進(jìn)Google TV 2.0供應(yīng)鏈外，亦與緯創(chuàng)聯(lián)手開發(fā)機(jī)上盒，近期更取得與聯(lián)想S系列Android智能電視的合作機(jī)會(huì)。足見移動(dòng)處理器業(yè)者正快速在電視市場(chǎng)崛起。
Gartner半導(dǎo)體與電子產(chǎn)業(yè)設(shè)備研究部門資深分析師Michele Evans Reitz(圖3)分析，初期應(yīng)用處理器業(yè)者因尚未整并視訊編解碼器(Decoder)，故無(wú)法實(shí)現(xiàn)單顆智能電視SoC方案，成本難與聯(lián)發(fā)科、晨星等電視SoC商相比擬。然而，隨著電視品牌廠對(duì)雙核心以上等級(jí)的智能電視處理器需求更加殷切，應(yīng)用處理器業(yè)者勢(shì)必朝此方向發(fā)展，并以相同系列、不同等級(jí)的IC切入該領(lǐng)域；如此一來(lái)，不僅能節(jié)省軟硬體研發(fā)費(fèi)用，還能透過(guò)以量制價(jià)策略，使應(yīng)用處理器搭配視訊編解碼器的性價(jià)比，媲美甚至超前SoC整合方案。
Reitz強(qiáng)調(diào)，電視市場(chǎng)已趨向成熟階段，很難再出現(xiàn)令人驚艷的出貨表現(xiàn)，未來(lái)，整個(gè)消費(fèi)性電子產(chǎn)品市場(chǎng)主要的成長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力，將來(lái)自智能手機(jī)與平板設(shè)備，此將連帶影響整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局。
舉例而言，由于芯片成本與銷售量成反比，因此，移動(dòng)設(shè)備處理器開發(fā)商能以移動(dòng)設(shè)備龐大的需求做后盾，進(jìn)一步沿用設(shè)計(jì)，開發(fā)出適用于電視的產(chǎn)品，一方面補(bǔ)足產(chǎn)品陣容，另一方面更可發(fā)揮經(jīng)濟(jì)規(guī)模優(yōu)勢(shì)，吸引嚴(yán)格控管物料清單(BOM)成本的電視品牌廠青睞。
與此同時(shí)，在中國(guó)大陸六大品牌廠力拱之下，智能電視搭載Android作業(yè)系統(tǒng)的趨勢(shì)更加明確，此亦有助應(yīng)用處理器業(yè)者壯大發(fā)展。Reitz認(rèn)為，高通、邁威爾對(duì)ARM-based硬體加Android軟體平臺(tái)的設(shè)計(jì)相當(dāng)嫻熟，將加快旗下Android智能電視芯片推出時(shí)程；相較之下，電視SoC業(yè)者則須投入時(shí)間優(yōu)化Android系統(tǒng)操作表現(xiàn)，即使在電視市場(chǎng)身經(jīng)百戰(zhàn)，亦不見得占盡優(yōu)勢(shì)。
根據(jù)Gartner定義，只要透過(guò)有線或無(wú)線達(dá)成聯(lián)網(wǎng)能力的電視，均可稱為智能電視，預(yù)估2013年該類產(chǎn)品在整體電視市場(chǎng)的滲透率將達(dá)到50%，躍居主流地位；而智能電視特定應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)芯片產(chǎn)值更將從2012年約11億美元，快速飆升至2016年約31億美元，達(dá)到接近三倍成長(zhǎng)。
也因此，Reitz分析，在市場(chǎng)商機(jī)愈滾愈大之下，應(yīng)用處理器業(yè)者將能在智能電視領(lǐng)域順利搶占一席之地。尤其品牌廠為加速傳統(tǒng)電視平均7年左右的替換周期，紛紛加碼力推智能電視，更將為相關(guān)半導(dǎo)體廠商帶來(lái)更多營(yíng)收成長(zhǎng)契機(jī)。
考量電視系統(tǒng)成本吃緊，行動(dòng)芯片商已祭出將手機(jī)、平板處理器改良成電視應(yīng)用方案的策略，搶食智能電視商機(jī)；為防堵新競(jìng)爭(zhēng)者勢(shì)力坐大，既有電視芯片商--意法半導(dǎo)體也提出電視、機(jī)上盒、手機(jī)及汽車通用處理器設(shè)計(jì)反擊，將以電視SoC反向滲透進(jìn)各種消費(fèi)性電子、嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域，一方面藉由擴(kuò)大量產(chǎn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模，使電視芯片價(jià)格更親民；另一方面也能開拓出貨量更大的行動(dòng)市場(chǎng)。
據(jù)悉，意法半導(dǎo)體近期已完成橫跨智能電視、機(jī)上盒的雙核心系列芯片，大幅降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度與成本，并將于今年第四季量產(chǎn)，通吃兩塊市場(chǎng)商機(jī)。
通吃智能電視/機(jī)上盒 意法半導(dǎo)體通用處理器發(fā)功
意法半導(dǎo)體數(shù)位電視暨消費(fèi)性電子行銷經(jīng)理陳錫成(圖4)表示，多媒體設(shè)備紛紛搶搭A(yù)ndroid作業(yè)系統(tǒng)、ARM架構(gòu)核心，讓主處理器設(shè)計(jì)共通點(diǎn)激增；為有效利用軟硬體開發(fā)資源，減少重復(fù)投入成本，意法半導(dǎo)體正積極統(tǒng)合旗下各個(gè)多媒體設(shè)備IC設(shè)計(jì)部門，期打造同時(shí)具備高效能、架構(gòu)簡(jiǎn)易、省電、小尺寸及低成本等特性的通用處理器。
自今年4月與ST-Ericsson應(yīng)用處理器部門擴(kuò)大合作后，意法半導(dǎo)體正不斷精進(jìn)手機(jī)、電視、機(jī)上盒及汽車電子設(shè)備的軟硬體通用平臺(tái)設(shè)計(jì)，首波產(chǎn)品已先鎖定智能電視、機(jī)上盒應(yīng)用，將分別發(fā)布采用Cortex-A9核心的Orly與Newman系列雙核心處理器，并各規(guī)劃于今年第四季及明年第二季量產(chǎn)。
陳錫成補(bǔ)充，Orly和Newman軟硬體設(shè)計(jì)一脈相承，時(shí)脈均達(dá)1.5GHz，并支援Android 4.0作業(yè)系統(tǒng)、全高畫質(zhì)及3D顯示；惟訊號(hào)輸出介面將因應(yīng)機(jī)上盒與智能電視應(yīng)用需求而有不同，前者支援高畫質(zhì)多媒體介面(HDMI)，后者則藉由低電壓差分訊號(hào)(LVDS)連接液晶顯示器(LCD)驅(qū)動(dòng)IC。由于兩款芯片布局多半雷同，因此僅須微幅修改設(shè)計(jì)，即可滿足不同應(yīng)用需求，大幅縮減制造成本及時(shí)間。
值此全球景氣不甚明朗、電視品牌廠相繼陷入毛利保衛(wèi)戰(zhàn)之際，陳錫成預(yù)期，通用處理器因應(yīng)用層面廣、效能強(qiáng)且價(jià)格親民，在聯(lián)網(wǎng)電視熱潮中將取得較佳戰(zhàn)略位置，贏得電視及機(jī)上盒制造商青睞。
事實(shí)上，智能電視對(duì)內(nèi)容安全管理機(jī)制的要求更趨嚴(yán)格，已使電視與機(jī)上盒芯片的設(shè)計(jì)差異大幅縮小。陳錫成分析，以往機(jī)上盒供應(yīng)商注重?cái)?shù)位著作權(quán)管理(DRM)機(jī)制，以免內(nèi)容遭破解招致?lián)p失；傳統(tǒng)電視則偏重視訊編解碼能力，兩者要求迥異。然而，隨著智能電視加入VOD服務(wù)后，內(nèi)容供應(yīng)商也開始重視編解碼管理，以建立完善付費(fèi)機(jī)制，遂帶動(dòng)兼容電視、機(jī)上盒功能特性的通用處理器崛起。
未來(lái)，意法半導(dǎo)體除將以通用處理器在智能電視、機(jī)上盒市場(chǎng)開疆辟土外，亦計(jì)劃于明年打造一款FRC芯片--Lotus。該款方案搭配Newman處理器，可將智能電視畫面更新率調(diào)升至120或240Hz，有助品牌廠推出具備4K×2K顯示功能的新機(jī)種。
電視品牌廠堅(jiān)守成本底線 多核心SoC性價(jià)比決勝負(fù)
多核智能電視SoC勢(shì)不可當(dāng)，但品牌廠在顧及毛利表現(xiàn)的情況下，很難放寬物料清單成本底限，勢(shì)將選用性價(jià)比最突出的芯片方案。戴鴻鈞坦言，目前智能電視芯片主流價(jià)位多在20美元左右，除日、韓一線品牌大廠可采用自行開發(fā)的芯片，兼顧提升效能與控制成本的效益外，其他二線電視品牌廠能釋出的成本空間不大。所以，未來(lái)芯片商如何在升級(jí)雙核心的前提下控制芯片價(jià)格，將是在市場(chǎng)上搶下一席之地的致勝關(guān)鍵。
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