思亞諾公司在全球移動(dòng)數(shù)字電視廠的成功并不意外，其根本因素在于思亞諾公司從初創(chuàng)之時(shí)，憑借著以色列半導(dǎo)體業(yè)界模擬和數(shù)字技術(shù)的深厚積累，加上對各個(gè)細(xì)分市場的深刻理解和本土化并國際標(biāo)準(zhǔn)的市場支持力量一直引領(lǐng)著移動(dòng)數(shù)字電視的發(fā)展。
思亞諾是全球第一家擁有自己內(nèi)置天線產(chǎn)品線的芯片設(shè)計(jì)公司，還是全球第一家推出單芯片多標(biāo)準(zhǔn)全球漫游移動(dòng)電視方案并量產(chǎn)的公司，并且是推出全球第一款單芯片的CMMB接收方案的半導(dǎo)體公司。
從芯片設(shè)計(jì)歷史來看，移動(dòng)數(shù)字電視接收芯片的發(fā)展一般分成幾個(gè)階段：第一代產(chǎn)品，采用解調(diào)器與第三方調(diào)諧器的分離式雙芯片方案；第二代產(chǎn)品，采用解調(diào)器與第三方調(diào)諧器的SiP方案；第三代產(chǎn)品，采用解調(diào)器與自行設(shè)計(jì)的調(diào)諧器的SiP方案；第四代產(chǎn)品是單芯片的接收全集成方案。每個(gè)階段的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生命周期基本上為1年到1.5年時(shí)間。
目前絕大多數(shù)的包括各種制式的數(shù)字電視接收芯片，均停留在第二代或第三代的SiP架構(gòu)。
SiP單芯片方案遇到的困惑
芯片的開發(fā)流程包含設(shè)計(jì)，流片，封裝測試等幾個(gè)階段。流片和封裝測試段均由不同獨(dú)立的半導(dǎo)體工廠如中芯國際、臺積電、Amkor等負(fù)責(zé)。目前流行的SiP封裝的移動(dòng)數(shù)字電視接收單芯片設(shè)計(jì)方案，會(huì)遇到商務(wù)、設(shè)計(jì)、制造等方面的困難。首先，如果采購第三方的射頻芯片，技術(shù)支持、產(chǎn)品制造和采購均依賴第三方，當(dāng)遇到接收芯片需求遇到爆炸式增長的階段，很可能遇到產(chǎn)能的問題；其次，在封裝上也可能遇到會(huì)不可預(yù)測的干擾因素。通常的SiP單芯片的封裝無非是圖1所示的三種方式。
如果不了解調(diào)諧器的內(nèi)部電路，沒有與封裝廠商緊密合作，采用圖1(a)或(b)中的封裝方式會(huì)有很大可能產(chǎn)生數(shù)模信號的混合干擾。某數(shù)字電視接收芯片設(shè)計(jì)公司就曾出現(xiàn)這樣一種情況，分離式解調(diào)與調(diào)諧的雙芯片方案工作一切正常，但用同樣的解調(diào)器裸片(die)和調(diào)諧器裸片做堆疊SiP封裝流片后，發(fā)現(xiàn)所有以6Mhz結(jié)尾的頻點(diǎn)無法正常工作，其根本原因就是調(diào)諧器、混頻器受到數(shù)字電路的干擾。為排除數(shù)模干擾，由于無法觸及調(diào)諧芯片內(nèi)部電路，只能在封裝時(shí)的布局和布線上做調(diào)整。
有的芯片公司為解決干擾問題，可能會(huì)采用圖1(b)的方式，即解調(diào)裸片放置在調(diào)諧裸片的上方。但遺憾是的，采用這種封裝方式的芯片公司會(huì)發(fā)現(xiàn)制造上的一些難題。由于上部的裸片尺寸大于下部的裸片，在芯片生產(chǎn)的塑封、固化等階段會(huì)觸及上方裸片，導(dǎo)致上下接觸不良，甚至導(dǎo)致裸片物理損壞。當(dāng)然，如果采用圖1(c)的封裝方式，可以最大程度減少制造和干擾可能遇到的難題。
支持中國移動(dòng)的MBBMS的CMMB接收芯片，除了解調(diào)和調(diào)諧芯片以外，還需要另外一個(gè)獨(dú)立智能卡商提供的UAM(用戶認(rèn)證模塊)芯片，一共有三顆獨(dú)立的芯片。這樣，依照第三方式封裝成的CMMB SiP方案，芯片尺寸無法優(yōu)化，并必定以長方形態(tài)呈現(xiàn)，從而提高了整個(gè)產(chǎn)品PCB電路板設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
思亞諾單芯片設(shè)計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢
單裸片的芯片方案避免了生產(chǎn)、封裝及測試等諸多難題，而將問題全部匯集在芯片設(shè)計(jì)階段集中解決。在模擬/混合信號電路設(shè)計(jì)中，需要特別考慮的問題包括混合方式、模擬信號電路設(shè)計(jì)、電源和地的劃分、約束管理以及混合仿真和驗(yàn)證、干擾和噪聲抑制等。在模擬信號方面，由于存在隨時(shí)間連續(xù)變化的電壓和電流有效信號，很容易受到數(shù)字電路的產(chǎn)生各種諧波和噪聲所影響。數(shù)模混合設(shè)計(jì)的單芯片技術(shù)成為業(yè)內(nèi)設(shè)計(jì)最難的芯片設(shè)計(jì)課題。思亞諾全球首席運(yùn)營官Hamutal曾說，全以色列最好的射頻工程師不超過9位，包括一位在德國的資深專家，幸運(yùn)的是其中有4位最優(yōu)秀的射頻工程師就在思亞諾。
在摩爾定律左右的半導(dǎo)體行業(yè)，芯片設(shè)計(jì)是不進(jìn)則退，思亞諾始終以超越自己，引領(lǐng)移動(dòng)電視設(shè)計(jì)為宗旨。今年，思亞諾推出全球第一顆單芯片的CMMB接收芯片方案2186/2180。而從采用第三方射頻芯片做SiP方案，再到完全自己設(shè)計(jì)模數(shù)混合單芯片，這個(gè)過程至少需要兩代芯片研發(fā)周期，即兩年以上的時(shí)間。
單芯片方案減少了雙裸片堆疊時(shí)的不良率和封裝測試成本，還可以使用共用電源設(shè)計(jì)的方式達(dá)到最低功耗的效果。在芯片設(shè)計(jì)之初，就由芯片公司綜合設(shè)計(jì)模擬數(shù)字混合電路，可以做到良好的混合信仿真和很好的信號隔離，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的接收性能。表1是2186的接收性能指標(biāo)。
最豐富的2186 CMMB TD turn-key方案
2186方案在業(yè)內(nèi)樹立了移動(dòng)數(shù)字電視接收芯片的性能標(biāo)桿，其中一些重要性能指標(biāo)，如小于45mW的工作功耗、超過CMMB規(guī)范15db以上的抗干擾能力、雙天線的分集接收性能、全時(shí)隙CMMB全業(yè)務(wù)接收，至今仍未有競爭對手超越。當(dāng)然，某些首創(chuàng)性的功能，比如片上CA硬解擾、支持內(nèi)置天線等，已經(jīng)正在被一些競爭對手模仿，但功能的成熟度還是有不少的差距。
在與多家TD基帶芯片集成方面，2186方案除了提供通用的SDIO、SPI接口之外，還可以支持I2C+TS接口和存儲(chǔ)器接口。TS接口作為成熟的視頻傳輸層協(xié)議接口，廣泛使用在各種DVB、ATSC、ISDB等處理芯片中，這些主芯片可以迅速集成2186以支持CMMB應(yīng)用。2186芯片同時(shí)支持存儲(chǔ)器接口，因此所有的應(yīng)用處理器或基帶芯片都可以集成2186 CMMB功能，大大擴(kuò)展了移動(dòng)電視平臺方案選擇性。
在2186發(fā)布的同時(shí)，思亞諾率先發(fā)布了為中國移動(dòng)廣播式手機(jī)電視業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)（MBBMS）提供的軟件協(xié)議棧，成為業(yè)內(nèi)首家能提供相關(guān)協(xié)議棧的數(shù)字電視芯片設(shè)計(jì)公司。MBBMS系統(tǒng)利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為CMMB業(yè)務(wù)進(jìn)行著計(jì)費(fèi)、用戶和條件接收方面的管理，其應(yīng)用方案軟件架構(gòu)如圖2所示。
藍(lán)色部分的模塊由思亞諾公司提供，因此采用思亞諾方案意味著任何一家支持傳統(tǒng)手機(jī)視頻流媒體播放的TD基帶或應(yīng)用處理器，均能迅速提供MBBMS+CMMB功能。
綜上所述，擁有成熟軟硬件系統(tǒng)、最高集成度芯片和優(yōu)越接收性能的2186的CMMB方案，將成為2010和2011年主流的CMMB移動(dòng)數(shù)字電視方案。
作者：陳思功
思亞諾 大中華區(qū)高級技術(shù)市場經(jīng)理
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