袖里乾坤容納天地

每一位消費者都有一個愿望，希望產品可以滿足自己盡可能多的用戶體驗，用戶體驗中一個重要的指標就是能否盡可能便捷地應用產品，而實現這一目標的根本就是將所需的電子產品便攜化。

半導體推動便攜化進程

可以說，便攜化正在成為整個電子產品領域一股不可逆轉的潮流，而在便攜化的潮流中，兩個方面的趨勢成為技術發展的必然，一是便攜產品的應用領域越來越廣泛，技術的進步不斷提升著單位面積芯片的處理能力，讓越來越多的便攜設備出現在日常生活中，從最初的便攜廣播設備到移動電話及后來的便攜媒體播放器等娛樂設備，再到便攜Pc、導航設備，以致便攜的浪潮逐漸延伸出消費電子，蔓延到醫療、工業甚至是難以想象的軍用領域等。另一個則是越來越多的功能被集成到便攜產品中呈獻給消費者，再如多年前那樣僅僅擁有單一功能的便攜產品已經很難取得成功，融合多種技術多重用戶體驗的便攜設備已經成為任何一款新產品參與市場競爭的必備因素。

毫無疑問，在便攜化浪潮的背后，最大的技術推動力來源于半導體器件的發展，僅以摩爾定律為基準，五年間相同面積數字芯片的密度就增加了至少s倍，這為便攜設備賦予了強大的處理能力。另一方面，半導體技術同樣在功耗上實現了質的飛躍，以“方進定律”為參考，5年時間，半導體的功耗同樣可以降低至原來的20％甚至以下。從而讓電池供電的設備能夠更長久地提供高性能服務。此外，半導體的成本也在不斷降低，5年間主流半導體芯片的成本也至少降低一半，致使便攜產品的BOM(物料清單)成本不斷降低，而BOM成本每降低一點都可能引發某種產品的雪崩式普及。更高的處理能力和更低的耗電水平加上更低的產品價格，半導體技術在便攜產品市場的快速成長中也在實現自我規模的擴張。

消費電子依然是便攜主流

雖然便攜化的浪潮早已超出消費電子領域，畢竟消費電子依然是便攜設備中最大也是最為活躍的市場，并且成為便攜產品發展的風向標。即使經歷了過去的經濟危機，消費電子市場并未因此沉寂，我們看到經濟危機帶來的負面影響已經明顯減弱，消費類電子產品市場早已經明顯回暖，特別是便攜類電子市場增長尤為迅速，并呈現出強大的活力。

活力的一個主要來源是便攜式電子產品呈現出更加多元化的趨勢。不同類別產品功能相互交疊覆蓋，產品出現形態越來越多樣化，真正體現消費電子兼容并包的應用發展理念。比如智能手機中已經支持很多過去個人電腦才能實現的多媒體功能，傳統的筆記本廠商也不段提升產品的便攜特性，開始推出了很多象SMARTBoOK、NETBOOK、TABLET、PAD等中間態產品，從前涇渭分明的市場領域越來越模糊。

未來便攜消費電子產品的主要發展趨勢將圍繞個性化和互聯網展開。推動消費電子產品是移動互聯網的普及。例如時下流行的iPad，類iPad平板電腦、智能手機、家用多媒體應用等。個性化需求就是用戶對于便攜消費電子產品的差異化需求，其中包括產品的外形和功能，同時還包括在軟件和應用上的差異化。

競爭激烈的移動設備環境將繼續推動所有領域的創新和差異化，其中當然包括硬件。硬件將在功率、尺寸、成本、性能方面進行創新，更重要的是提升用戶體驗。在多元化的趨勢中、便攜設備與無線接入的融合顯得更外耀眼。除此之外，便攜系統的功效仍是設計的重點，已有許多不同于傳統的系統架構，通過分散實現大功率應用處理器的一些管理功能來有效地提高系統功效。

高性價比地集成數字、音頻、電池充電、線性穩壓、開關轉換、時鐘和其它完全不同的功能所要求的制造工藝，可能導致電壓轉換模塊性能的下降。為了提高性能、效率和設計靈活性。今后的趨勢是不再集成較為重要的負載點穩壓器。

另一些顯著影響整個移動設備生態系統的主要趨勢是第四代無線接口、云計算、位置服務和傳感器。傳感器擁有空前的發展潛力，因為它們可讓產品具備更多的環境關聯性，使得用戶體驗更為自然(模擬vs數字)，它們還創建了大量的應用機會，其中大多數人們尚未設想到。

比如便攜多媒體設備市場繼續繁榮擴大，并走入新的增長通道。美國蘋果電腦公司產品的顯著成功代表著新興設備的前景一一較小的外形尺寸、更大的容量(基于閃存或嵌入式硬盤)、精巧的設計，以及更高的能效。再如每個月都有新的數碼相機和便攜式攝像機推出市場，這些產品具有更高的清晰度、更小的外形尺寸、更高的圖像質量和更長的電池壽命。制造商正在尋求將現有的平臺用于下一代相機和便攜式攝像機，以降低開發成本和相關的風險。

便攜無線產品最熱門

隨著消費者對信息獲取的渴求不斷提升，隨時隨地接入網絡獲取信息和娛樂資源已經成為眾多消費者習以為常的習慣性選擇，無線技術和消費電子的融合正在成為最熱門的話題。新興的“熱門”便攜娛樂信息設備(portable Infortainment device)市場將推動消費者需求，很難想象現在全新推出的高級便攜娛樂產品沒有網絡接入功能，甚至新的智能手機已經將無線接入列為標配以作為移動通信的網絡接入補充，可以說，互聯網、移動設備的普及造就了智能手機、iPad等產品的成功。無線技術是發展移動互聯網的關鍵技術，保障了用戶可以隨時隨地在移動的過程中使用互聯網。而移動互聯網更體現了傳統桌面互聯網下的web 2.0的概念，強調隨時隨地的互動和分享。市場研究機構In-stat指出，明年帶有3G和無線技術的便攜娛樂信息設備的全球付運數量將會超過1億臺。平板電腦、智能手機、電子書閱讀器(e-reader)、便攜媒體播放器(PMP)、個人導航設備(PND)，以及數碼相框(DpF)等設備都需要擁有連接到快速擴展的無線網絡的能力。引入無線技術，便攜娛樂設備可讓用戶隨時隨地攜帶和觀看其喜愛的視頻和其它媒體文件，以及下載新的點播內容。這些設備結合了大容最硬盤、小型LCD屏幕、無線連接性和一個用戶友好的操作系統(os)。支持多種媒體標準是這些設備的固有特性，這種特性尤其是在從網絡直接下載內容的場合下顯得特別重要。

除無線技術外，多點觸摸、NFC技術支持下的移動支付平臺，這些與日常生活相關的技術都將會被逐漸集成到便攜產品中去。

綜上所述，便攜移動電子產品的主要市場發展和需求趨勢有：

1 相比先前的產品，現在的移動電子產品包含更多的功能，如手機電視、視頻通話、網絡視頻聊天、視頻家庭監控應用，以及電子相框的互連、移動視頻網絡等：

2 大屏幕手機將是移動電話的主流，10.1英寸平板電腦則是便攜電腦的主流：

3 物理聯網設備將會豐富移動終端產品線，射頻識別(RPID)、紅外線傳感器、全球定位系統、激光掃描儀，以及其它加入通信終端設備的信息感測功能，將創建復雜的網絡終端產品： 4 手機和移動互聯網設備、便攜游戲控制臺和平板電腦將會繼續是移動電子產品的主流市場區域。

這些市場領域對半導體器件的最新技術需求包括：高效的功率管理以支持便攜設備：快速響應以實現迅速操作：高集成度設計以實現小占位面積和最低BOM成本：支持直觀的觸摸屏接口：附件的安全硬件認證。通過對領先半導體供應商的采訪，我們將深入探討這些便攜器件需求的細節。

便攜處理技術

處理能力是便攜產品實現各種應用功能的基礎，沒有強大的處理能力作為保證，再好的創意都無法實現。

ARM亞太區移動計算市場經理楊宇欣認為，便攜設備需要高性能低功耗的處理器產品，手機就是最典型例子，ARM在維持低功耗的前提下，不斷提升手機處理器性能。通過刪每代架構和處理器的更新換代，在相同主頻的前提下，提高芯片工作效率，讓它能處理更多事情。我們看到提高芯片工作效率比一味提高主頻更加重要。ARM看好差異化和個性化需求帶動的很多市場領域，比如移動計算領域，以及各種基于ARM低成本、低功耗、高性能平臺的產品。移動計算對于產品形態沒有特別規定，比如既有平板電腦，也有高端手機這樣的產品。在移動互聯網的普及下，軟件支持相關的技術比原來嚴苛許多，比如Android、互聯網瀏覽器、各種插件等。對硬件性能的要求也將提高，比如Java速度、圖形性能等，一切都是圍繞用戶體驗和移動互聯網的普及。

楊字欣還介紹，現在消費者更趨于理智，希望可以用更低的價格獲得更高性能更好用戶體驗的便攜電子產品，對低成本差異化產品要求提升了。ARM始終堅持一貫的市場戰略，并沒有因為金融危機而改變。ARM現在的重點加大了軟件方面的投入，與合作伙伴的關系也變得更加緊密，這是為了擴大并加強ARM的生態環境，生產出更多符合市場需求的產品。

CEVA市場拓展副總裁Eran Briman認為圍繞手機／便攜電子產品市場有著兩個主要的新興發展趨勢：連接性和可編程性。

CEVA的便攜式多媒體解決方案通常集成了DSP內核、DSP子系統和豐富的視頻及音頻軟件，在經過硅驗證的平臺中支持所有的行業標準。這款解決方案的架構經設計滿足超低功耗、最小存儲器容量和高清晰度等要求，可讓獲授權廠商增添任何音頻／視頻標準組合，并開發自己專有的軟件，以實現產品差異化。相比其它競爭對手處理器(如精簡指令集計算機(RISC))，使用CEVADSP內核實現HD視頻／音頻可大幅減低所需的系統功率資源，對于需要提高能效的應用來說，是頗具吸引力的選擇。

CEVA開發了一系列結合部署CEVA DSP內核所不可或缺的眾多硬件和軟件元素的系統平臺。它是由下列元素構成：

·硬件基礎架構一多用途DSP子系統集成了CEVADSP內核、相關的外設和系統接口如片上數據和程序存儲器、高性能DMA控制器、緩沖時分復用端口(BTDMP)、高吞吐量主機、處理器接口(HPI)，以及其它接口。

·軟件環境一CEVA通過提供軟件開發環境和軟件框架來減輕集成負擔，將“即插即用”算法集成進無線和媒體處理所要求的多任務解決方案中。

當然，在任何嶄新的電子產品設計中，預算一直是主要的考慮事項。對于新興的LTE／4G市場，新手機的功率預算將與3G手機保持相同，不過，新手機將需要支持比3G手機多10倍的數據。部署低功耗DSP可讓手機制造商降低功率預算，同時又能達到出色的性能水平。

低功耗應用

便攜式電子產品越來越復雜，計算需求和能力不斷增強，因而對供電系統的要求很高。通常，這些系統由電池供電。為了能夠提供足夠的應用壽命，必須降低器件的功耗。

Microchip高級單片機架構部產品營銷經理Jason Tollefson介紹，該公司的nanoWatt XLP技術。已經在該領域處于領導地位。Microchip的MCU具有世界上最低的運行和休眠電流，使得設計人員能夠選擇日益復雜的用戶接口和通信方式，同時仍保持可接受的電池壽命。由于采用更先進的工藝技術，休眠電流也因而增加。Microchip推出深度休眠模式，以抵消工藝尺寸減小造成的漏電增大的影響。這項技術還使Microchip可以采用更先進的工藝，進而降低運行功耗。Microchip對低功耗技術投入巨大。并會在可預見的將來繼續投入。

Tollefson先生十分看好無線傳感器，因為它涉及多個市場。例如工業控制應用、個人健身產品、樓宇自動化和家庭自動化，它們都是無線傳感器的代表性市場，將推動創新和擴大市場規模。為使應用具備實用性。它們必須能夠依靠電池供電運行多年，或從熱、光或射頻(RF)電波等來源獲取能量。低功耗的MCu和射頻電路可將電池壽命延長到10年以上。能量采集也逐漸成為一種為設備永久供電的方法。

萊迪斯半導體產品營銷經理Shantanu Dhavale介紹，消費類的電子產品需求的關鍵是低成本、低功耗，比較小的尺寸，還應該有一個比較快速和可靠應用。其中需要權衡的問題一個是速度，一個是功耗，必須盡可能實現兩者的平衡。這就需要一方面通過芯片創新技術，減少功耗，通過采用關鍵的技術，盡可能地減少系統功耗。所以最大的挑戰是兩方面，一個是怎么在物理上降低元器件本身的功耗。從使用者來說，半導體廠商的問題是怎么給他們提供盡可能多的工具，通過這些工具降低功耗。為此，該公司推出其新的MachX02 PLD系列，為低密度PLD的設計人員提供了在單個器件中的低成本、低功耗和高系統集成。嵌入式閃存技術采用了低功耗65納米工藝，與MachXO PLD系列相比，MachX02系列提供了3倍的邏輯密度、10倍的嵌入式存儲器、靜態功耗降低至原來1％并減少了高達30％的成本。不斷地探索消費電子產品的挑戰中重要的一環是怎樣降低功耗，這包括兩種功耗，一是靜態功耗。還有動態的功耗。動態功耗一般都是使用者來掌控，取決于使用者進行切換的速度有多快。而所謂的靜態功耗就是芯片沒有使用時肯定會消耗的功耗，這是芯片廠商可以控制的。就功耗優化來說，萊迪斯使用了這些技術，包括65納米的低功耗的加工工藝。同時里面包括可變的通道長度，可以通過優化晶體管的選擇，提供功耗管理的特性。

電源管理

便攜產品能夠廣泛應用，不僅僅有賴于低功耗器件的開發，更多的是借助先進的電源管理和功率器件帶來全新的低功耗應用體驗，從而讓電池供電系統能夠更為長久可靠的提供服務。

TI模擬器件事業部業務拓展經理周翔坦言，消費便攜產品類包括醫療便攜式產品對半導體器件有特殊的要求，包括低功耗、小封裝尺寸、出色陛能和低成本，其中成本可跟隨客戶的需要，時刻保持成本的敏感性。具體到電源系統設計，便攜產品系統需要復雜電源的要求，舉一個例子來說，上電持續是不是跟蹤，因為便攜式不可避免會用到電池，電池密度也會有高的需求。此外是空間的局限，現在消費產品的尺寸做得越來越薄，越來越小。

當然，提升器件能耗效率的方法有很多種，比較有效的包括提升工藝水平和增大集成度。其中提升工藝水平是最根本的辦法，改善線寬、材料和半導體介質等技術可以顯著降低能耗，不過模擬技術的工藝已經很難向下前進了，數字模擬結合的混合電路又非常盛行，這就需要在工業設計中保持數字模擬技術功耗的平衡，而不能單純只降低一方面的能耗。

具體到TI的最新集成電源產品。TPS82671以僅6.7mm2的微小尺寸提供極小的集成型插件式電源解決方案，每平方毫米的電流可達90mA。該器件可在TI高度為1毫米的全新MicroSiP封裝中高度整合所有外部組件，從而能夠顯著簡化智能電話等600mA便攜式電子產品的設計工作。TPS82671工作時靜態電流非常低，僅為17MA，并能以2.3V～4.8V的輸入電壓實現超過90％的電源效率。

ADI看好便攜醫療設備、測試與測量系統以及智能消費設備方面的新興應用在來來的設計創新和增長前景。ADI華中地區銷售經理張靖認為，與電池化學技術的成本效益和尺寸效益提升速度相比，便攜系統功能的增長速度仍將更快。因此，系統功效仍是最關踺的設計要素。將線性隱壓器替換成開關穩壓器以穩步提升本地穩壓器性能或效率增益雖然仍很必要，但不再足夠。現在已有許多不同于傳統的系統架構，通過分散實現大功率應用處理器的一些管理功能來有效地提高系統功效。其次蜂窩手機中采用的通用電源管理單元將數字、音頻、電池充電、線性穩壓、開關轉換、日寸鐘和其它功能整合在一個IC中。高性價比地集成這些完全不同的功能所要求的制造工藝可能導致電壓轉換模塊性能的下降。為了提高性能、效率和設計靈活性，今后的趨勢是不再集成較為重要的負載點穩壓器。

針對上述市場和新需求，ADI公司推出了新的改進型本地穩壓器(超低噪聲LDO、6MHz開關穩壓器、高性能迷你PMU)。這些器件是ADI已發明的性能遠遠超過傳統中央電源管理單元架構的一些解決方案實例。以及ADI公司最新的開關穩壓器具有6MHz的開關頻率，使用微型外部元件，因此系統工程師能夠方便地快速完成在系統需求和功能方面的修改工作。

提高能效和降低系統功耗是美國國家半導體(NS)發展電源管理和音視頻產品的重點。NS亞太區電源管理產品市場部經理鐘建鵬希望在不同層面幫助客戶在應用中提高能效。比如擁有業內效率最高的升壓和降壓DC／DC產品，保證電源管理器件級別的效率最優。另外為應用處理器廠商提供Powerwise AVS IP，它能實時根據處理器芯片工作情況，控制電源管理芯片的輸出電壓，從而大大的降低處理器實際功耗。此外，NS在很多專用功能的模擬芯片的設計中(例如音頻放大芯片，閃光燈驅動芯片，背光驅動芯片)充分考慮應用特性，在滿足應用需求的前提下將功耗做到最低。例如在NS最新的背光驅動芯片中，創新的調光技術能進一步降低電池電流20％。

在手機市場領域。NS預計智能手機市場將增長最為迅速。另外新興的各種TABLET、PAD類型的而呈快速增長的趨勢。這兩類應用在電源管理的效率和音視頻效果方面的要求都將越來越高。此外越來越復雜的功能和便攜性之間的矛盾勢必使客戶對芯片集成度的要求也越來越高。NS稱其領先的封裝和集成技術很好地滿足客戶這一需求。

眾多耗電量大的新功能和特性繼續推動對較低功耗IC、IC級和系統級高效功率管理功能的需求，飛兆半導體移動、計算、消費和通信市場推廣和應用總監馬春奇承認，關鍵因素仍然是最佳的系統架構和分區，以及合適的IC選擇和實拖方案。一個很好的示例是飛兆的DC／DC開關穩壓器，可為移動設備的關鍵功能和IC提供高效的能量傳送，除了優化功率之外，它們集成了功能性，提高性能，并可減小設備體積和減少總體元器件數目。

最近，智能手機極大地影響了移動領域的IC需求，展望未來，IC必須繼續提升功效、減小體積和成本，此外，產品必須具有新的性能和功能性。比如使用USB作為示例，移動產品中的USB數據傳送速率已轉向480Mbit／s。預計更高的速率將會推動USB收發器達到新的性能水平。對比線性充電器IC，使用開關充電器通過USB充電變得更快速、更高效。由于USB端口可分享用作其它功能，如視頻、音頻和無數的附件，市場需要一系列能夠在這些不同用途之間進行自動檢測、保護和轉換的新型智能IC。作為附加的優勢，隨著時間的推移。這些性能、特性和功能將會進入功能手機以及同類的應用設備中。

觸控技術

在便攜產品中，觸控技術正在成為用戶越來越認可的人機交互方式。愛特梅爾(Atmel)亞太區市場戰略總監曹介龍則認為。今天的移動產品正在改變人們接收信息、社交和購買產品的方式。主要的技術變革已經完全地改變了移動設備的發展前景。復雜的物理聯網設備將會豐富移動終端產品線，包括RFID、紅外傳感器、全球定位系統、激光掃描儀和加入通信終端設備的其它信息感測功能。

該公司的先進技術能夠支持設計人員滿足新的市場需求并擴大多種移動產品的可能性，例如利用觸摸屏技術領域不斷的性能突破、較低的功耗、更好的信噪比、單芯片觸摸解決方案，以及穩固的安全性等。隨著人們需要更佳的用戶體驗和用戶接口以訪問移動設備上不斷增加的應用程序，電容式多點觸摸屏將會廣泛使用。愛特梅爾的先進電容式觸摸解決方案是具有業界較低功耗、較高性能的單芯片解決方案。愛特梅爾提供涵蓋小型至大型屏幕的電容式觸摸技術，是Android、Linux和Windows等先進操作系統的自然選擇。愛特梅爾maXTouch控制器能夠拒絕無意觸摸、支持無限次觸摸，以及手寫筆、指甲和手套輸入，可為移動設備的用戶提供全新的體驗。

高質量音頻

隨著高清視頻廣泛出現于便攜設備中，用戶對音頻的需求也逐漸提升，音頻已經變成設備差異化的新戰場，便攜電子產品同樣呼喚著高清音頻體驗的出現。

歐勝微電子致力于為各種多媒體設備提供純粹的聲效，這些設備包括智能手機、移動電話、平板電腦、融合媒體電視以及各種便攜式媒體播放器等。歐勝各種業界領先的音頻中心(Audio Hub)與其創新的AudioPlus產品系列相結合，讓歐勝能夠提供各種高清晰度音頻解決方案，從而帶來一種比CD質量更好的音頻體驗。伴隨著諸如噪音消除、環繞聲效、多頻帶壓縮和揚聲器的擴展等音頻提升技術的引入，不論何種應用都將可提供通透清朗的音頻質量，使用戶在任何環境中傳達、聆聽或記錄明了的高清晰度音頻。

歐勝音頻中心產品線經理Duncan Macadie談到，歐勝最新開發的WM8958音頻中心(Audio Hub)解決方案，專為給便攜式多媒體應用提供高清晰度音頻(HD Audio)而設計，當與AudioPlus產品結合在一起時，比如與其數字硅微機電系統(MEMS)麥克風、電源管理芯片和噪音消除等解決方案結合時，這款從架構上就全新定義的WM8958為高清晰度質量音頻設立了基準。WM8958帶有一款可以運行一個多頻段壓縮器(MBC)的音頻增強數字信號處理器(DSP)。這能夠確保從小型揚聲器產生明顯更響亮、更通透的音效，而不會造成超負荷或損壞。通過與一個板上的參量化均衡器和動態范圍控制器配合，MBC能夠提供擴展和優化揚聲器輸出的能力，從而為各種多媒體應用和手機鈴聲帶來超凡的音頻回放。

工藝與新技術

前面也提到，降低半導體產品的功耗最根本的手段緣于工藝的改進，半導體工藝恰恰是Tessera公司起家的主要業務，包括半導體封裝業務還有互聯業務以及熱管理。Tessera執行副總裁兼首席技術執行官容志誠博士介紹，Tessera所開發出來先進的芯片尺寸封裝(CSP)技術廣地的應用到了手機的部件當中，包括手機的基帶處理器當中，CSP可以很好的提高芯片的可靠性和性能，同時更為重要的就是能夠把封裝的尺寸減到非常微小，已經被很多的存儲、DRAM和閃存的公司所使用。不僅如此，Tessera還有多芯片封裝(MCP)技術，把多個集成電路疊放在一起，通過封裝使它成為一個單片的一種芯片。還有翻轉芯片封裝，或者叫倒裝芯片的封裝技術。Tessera一直是能夠支持各種集成的、高性能的電子器件，而且在過去的10年當中全球有超過500億顆的半導體器件使用了Tessera的技術。這些技術通過降低芯片封裝尺寸，降低了芯片占用的電路板面積，從而促進更多芯片在便攜產品中的應用。

Tessera另一個有代表性的技術是基于MEMS的照相機自動對焦技術，該技術可以有效解決便攜設備的高品質照相機鏡頭的機械對焦問題，在大幅降低整個鏡頭模組尺寸的同時提升了自動對焦和拍攝性能，MEMS技術與傳統VCM(話音線圈馬達)技術相比，功率更好，而且速度更快，特別適合500萬像素以上便攜照相機模組。Tessera針對便攜電子產品的技術還包括熱管理技術，特別適合高性能超薄便攜處理設備，不僅可以降低產品功耗，更可提供無風扇冷卻系統，降低超薄便攜電腦和顯示產品的噪音。替代風扇的是用電磁的原理通過控制電壓使得空氣生成一種離子，離子化的空氣之后通過金屬的陰極和陽極之間來進行運動，產生風力，這個時候對于產品的高度要求就非常松，可以薄到1毫米左右的高度，同時也可以通過電壓來控制整個氣流。