智能電視芯片邁向多核心設計。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、聲控等先進人機介面功能，因此對處理器效能要求迅速攀升，驅動電視芯片商、應用處理器業(yè)者爭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，壯大發(fā)展聲勢。其中，三星(Samsung)、樂金(LG)與索尼(Sony)走高端路線，主打全高畫質(FHD)、三維(3D)顯示，以及具備各式先進人機介面等亮眼規(guī)格，并投注大量軟體研發(fā)資源厚植影音內(nèi)容及應用程式。
無獨有偶，臺灣、中國大陸廠商為加快電視平均7年的換機周期循環(huán)，亦積極投入智能電視研發(fā)，并強攻搭載Android作業(yè)系統(tǒng)的機種。目前，中國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新機種為主力，引進更多應用程式與軟體功能；同時還將升級系統(tǒng)處理器時脈規(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，激起中國大陸一、二級城市消費者的換機意愿。
事實上，中國大陸電視出貨量已趕上北美，成為全球主要電視消費市場；在當?shù)仄放茝S力拱下，勢將為智能電視的發(fā)展挹注龐大成長動能。如圖1所示，今年第二季中國大陸智能電視出貨量一枝獨秀，遙遙領先歐美及日本等國家。
不過，中國大陸市場競爭激烈，品牌廠無不致力擴充功能，同時還須因應多屏(Multi-screen)視訊串流發(fā)展趨勢，增強無線區(qū)域網(wǎng)路(Wi-Fi)傳輸速率，勢將導致系統(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成標配
為全面優(yōu)化智能電視功能設計，芯片商已紛紛啟動多核心中央處理器(CPU)加繪圖處理器(GPU)設計因應(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。其中，日、韓大廠已開始在高端機種中配備4K×2K面板；而中國大陸六大品牌業(yè)者也一窩蜂在中高端機種導入裸眼3D，期以結合先進顯示功能的策略，提升智能電視在北美、歐洲及中國大陸的銷售成績。
戴鴻鈞認為，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升級至雙核心、時脈1.2GHz，以滿足高速網(wǎng)路瀏覽及多元人機介面訊號處理需求；而GPU也可望邁向雙核等級，提供視訊編解碼引擎更強大的圖形處理效能，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設備應用處理器功能，負責網(wǎng)頁瀏覽、數(shù)位處理及執(zhí)行應用程式等工作；至于視訊編解碼方面則以H.264影像處理引擎為主，搭配符合各國廣播訊號標準的演算法，以順利進行視訊編解碼作業(yè)。
戴鴻鈞分析，由于智能電視作業(yè)系統(tǒng)架構更趨復雜，加上面板解析度及人機介面升級占用更多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配，協(xié)助品牌廠優(yōu)化聯(lián)網(wǎng)、視訊串流使用體驗。
鎖定Android 4.0智能電視 芯片商競逐雙核心處理器
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等中國大陸業(yè)者青睞后，其他電視主芯片開發(fā)商也開始跟進，包括矽統(tǒng)、聯(lián)詠、瑞昱及意法半導體(ST)為爭搶品牌廠訂單，皆加緊研發(fā)速度，并可望在2013年陸續(xù)補齊雙核心芯片陣容。
其中，矽統(tǒng)預計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)，期以更強的運算效能與視訊編解碼能力，搶攻智能電視市場商機。
矽統(tǒng)科技行銷業(yè)務一處技術行銷二部部長李旻翰表示，中國大陸、臺灣、澳洲與印度當?shù)仉娨暺放粕蹋瑢慕衲甑组_始競推Android 4.0智能電視，為市場注入新的成長動能。由于Android 4.0作業(yè)系統(tǒng)定義記憶體至少支援1GB，且對GPU規(guī)格要求更加嚴謹，促使芯片商發(fā)展雙核心CPU加雙核心GPU解決方案，加強軟硬體協(xié)同運作表現(xiàn)。
李旻翰指出，隨著電視品牌廠陸續(xù)將產(chǎn)品升級至Android 4.0，并致力部署獨家介面和云端服務，將增加系統(tǒng)復雜度，耗用更多處理器效能。預期2013年起，1GHz雙核SoC將成智能電視標配，甚至部分高端機種為導入裸眼3D、4K×2K面板或先進人機介面，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上大有斬獲，旗下Android 2.2智能電視SoC--SiS 691，已順利搶進臺灣BenQ、澳洲Soniq及中國大陸京東方等電視品牌供應鏈。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)計劃。
李旻翰強調，明年矽統(tǒng)雙核心SoC除將支援Android 4.0外，也可透過外掛畫面更新率轉換(Frame Rate Conversion, FRC)芯片，強化裸眼3D及高解析度影像處理。同時，亦將改良芯片韌體控制功能，強打全球數(shù)位電視標準共通平臺，以符合歐洲數(shù)位視訊廣播(DVB)、美國先進電視系統(tǒng)委員會(ATSC)及日本綜合數(shù)位服務廣播(ISDB)等規(guī)范，助力客戶依不同區(qū)域市場需求量身打造產(chǎn)品。
另一方面，隨著Android 4.0、Windows 8作業(yè)系統(tǒng)力拱手機、平板及電視多屏影音串流，亦導致智能電視SoC須在維持低成本的前提下，擴增時脈、視訊編解碼轉換、Miracast無線顯示及資訊安全保護機制，引來更多開發(fā)挑戰(zhàn)。
滿足智能電視應用 MIPS祭六核心處理器IP
為此，美普思(MIPS)已打造六核心矽智財(IP)設計和完整Android開發(fā)工具。美普思策略行銷總監(jiān)Kevin Kitagawa表示，Android平臺已成橫跨智能手機、平板設備和數(shù)位電視，由于毋須授權金，接受度正日益提升；特別是中國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、平板與電視達成更緊密的互動。
鎖定此一趨勢，MIPS近期已搶先推出支援六核心設計的proAptiv方案，擁有嵌入式微處理器基準協(xié)會(EEMBC)認證超過4.5CoreMark/MHz的頂級效能，將能滿足下一代智能電視完整設計需求。
不過，Android平臺促進多屏串流應用成形，ARM也憑藉其核心在行動市場打響名號的優(yōu)勢，快速往電視領域蔓延；包括晨星、意法半導體與矽統(tǒng)等電視芯片商，以及高通(Qualcomm)、邁威爾(Marvell)等應用處理器業(yè)者均相繼投入ARM核心智能電視處理器設計，導致以往擁有數(shù)位電視芯片市場大塊版圖的MIPS正面臨市占流失危機。
對此，Kitagawa認為，MIPS核心與競爭對手相比，可提供更出色的效能，在智能電視市場的競爭將不會落于下風。新款proAptiv的DMIPS/MHz表現(xiàn)與ARM最高端Cortex-A15相當，但只需一半的晶粒大小就能達成，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)同運作，將擁有加速芯片開發(fā)時程的優(yōu)勢。
Kitagawa也預料，許多未能取得足夠Android、ARM核心設計資源的SoC業(yè)者，將加緊采用MIPS核心開發(fā)產(chǎn)品，方能以更好的價格提供相同或更佳的處理效能，并與ARM核心陣營形成差異化。目前全球主要電視品牌廠均計劃采用MIPS架構SoC開發(fā)智能電視，包括索尼、東芝(Toshiba)、夏普(Sharp)、海信及三星等，已開始導入MIPS核心或正密切研擬設計，讓終端產(chǎn)品能以低價位快速滲透到家庭娛樂市場中。
Kitagawa強調，未來幾年，智能電視將升級支援四倍高畫質的4K×2K分辨率、下世代H.265視訊編解碼標準，同時還須增進高速無線聯(lián)網(wǎng)能力，并優(yōu)化云端存取反應速度，進而與居家監(jiān)控、環(huán)境控制系統(tǒng)結合。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，也將納入可即時轉碼的編碼功能，以便將電視內(nèi)容快速傳送到移動設備中，加速實現(xiàn)由大屏幕傳至小屏幕的視訊連結新體驗。
智能電視市場前景可期，除既有電視芯片與IP供應商加碼投注多核方案開發(fā)外，也吸引高通、邁威爾等應用處理器大廠挾既有技術積極跨足。其可望藉單一系列IC通吃移動設備、電視及機上盒商機，將以量產(chǎn)經(jīng)濟規(guī)模做后盾，強勢挑戰(zhàn)電視SoC商的市場地位，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來勢洶洶
由于智能電視與移動設備的芯片發(fā)展軌跡愈來愈相近，因而也吸引應用處理器商前來搶分杯羹。
其中，高通、邁威爾正分頭搶攻智能電視與IP機上盒山頭，前者已透過四核心驍龍(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Google TV 2.0供應鏈外，亦與緯創(chuàng)聯(lián)手開發(fā)機上盒，近期更取得與聯(lián)想S系列Android智能電視的合作機會。足見移動處理器業(yè)者正快速在電視市場崛起。
Gartner半導體與電子產(chǎn)業(yè)設備研究部門資深分析師Michele Evans Reitz(圖3)分析，初期應用處理器業(yè)者因尚未整并視訊編解碼器(Decoder)，故無法實現(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，隨著電視品牌廠對雙核心以上等級的智能電視處理器需求更加殷切，應用處理器業(yè)者勢必朝此方向發(fā)展，并以相同系列、不同等級的IC切入該領域；如此一來，不僅能節(jié)省軟硬體研發(fā)費用，還能透過以量制價策略，使應用處理器搭配視訊編解碼器的性價比，媲美甚至超前SoC整合方案。
Reitz強調，電視市場已趨向成熟階段，很難再出現(xiàn)令人驚艷的出貨表現(xiàn)，未來，整個消費性電子產(chǎn)品市場主要的成長驅動力，將來自智能手機與平板設備，此將連帶影響整個半導體產(chǎn)業(yè)布局。
舉例而言，由于芯片成本與銷售量成反比，因此，移動設備處理器開發(fā)商能以移動設備龐大的需求做后盾，進一步沿用設計，開發(fā)出適用于電視的產(chǎn)品，一方面補足產(chǎn)品陣容，另一方面更可發(fā)揮經(jīng)濟規(guī)模優(yōu)勢，吸引嚴格控管物料清單(BOM)成本的電視品牌廠青睞。
與此同時，在中國大陸六大品牌廠力拱之下，智能電視搭載Android作業(yè)系統(tǒng)的趨勢更加明確，此亦有助應用處理器業(yè)者壯大發(fā)展。Reitz認為，高通、邁威爾對ARM-based硬體加Android軟體平臺的設計相當嫻熟，將加快旗下Android智能電視芯片推出時程；相較之下，電視SoC業(yè)者則須投入時間優(yōu)化Android系統(tǒng)操作表現(xiàn)，即使在電視市場身經(jīng)百戰(zhàn)，亦不見得占盡優(yōu)勢。
根據(jù)Gartner定義，只要透過有線或無線達成聯(lián)網(wǎng)能力的電視，均可稱為智能電視，預估2013年該類產(chǎn)品在整體電視市場的滲透率將達到50%，躍居主流地位；而智能電視特定應用標準產(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，達到接近三倍成長。
也因此，Reitz分析，在市場商機愈滾愈大之下，應用處理器業(yè)者將能在智能電視領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，更將為相關半導體廠商帶來更多營收成長契機。
考量電視系統(tǒng)成本吃緊，行動芯片商已祭出將手機、平板處理器改良成電視應用方案的策略，搶食智能電視商機；為防堵新競爭者勢力坐大，既有電視芯片商--意法半導體也提出電視、機上盒、手機及汽車通用處理器設計反擊，將以電視SoC反向滲透進各種消費性電子、嵌入式應用領域，一方面藉由擴大量產(chǎn)經(jīng)濟規(guī)模，使電視芯片價格更親民；另一方面也能開拓出貨量更大的行動市場。
據(jù)悉，意法半導體近期已完成橫跨智能電視、機上盒的雙核心系列芯片，大幅降低設計復雜度與成本，并將于今年第四季量產(chǎn)，通吃兩塊市場商機。
通吃智能電視/機上盒 意法半導體通用處理器發(fā)功
意法半導體數(shù)位電視暨消費性電子行銷經(jīng)理陳錫成(圖4)表示，多媒體設備紛紛搶搭Android作業(yè)系統(tǒng)、ARM架構核心，讓主處理器設計共通點激增；為有效利用軟硬體開發(fā)資源，減少重復投入成本，意法半導體正積極統(tǒng)合旗下各個多媒體設備IC設計部門，期打造同時具備高效能、架構簡易、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應用處理器部門擴大合作后，意法半導體正不斷精進手機、電視、機上盒及汽車電子設備的軟硬體通用平臺設計，首波產(chǎn)品已先鎖定智能電視、機上盒應用，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)。
陳錫成補充，Orly和Newman軟硬體設計一脈相承，時脈均達1.5GHz，并支援Android 4.0作業(yè)系統(tǒng)、全高畫質及3D顯示；惟訊號輸出介面將因應機上盒與智能電視應用需求而有不同，前者支援高畫質多媒體介面(HDMI)，后者則藉由低電壓差分訊號(LVDS)連接液晶顯示器(LCD)驅動IC。由于兩款芯片布局多半雷同，因此僅須微幅修改設計，即可滿足不同應用需求，大幅縮減制造成本及時間。
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，陳錫成預期，通用處理器因應用層面廣、效能強且價格親民，在聯(lián)網(wǎng)電視熱潮中將取得較佳戰(zhàn)略位置，贏得電視及機上盒制造商青睞。
事實上，智能電視對內(nèi)容安全管理機制的要求更趨嚴格，已使電視與機上盒芯片的設計差異大幅縮小。陳錫成分析，以往機上盒供應商注重數(shù)位著作權管理(DRM)機制，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服務后，內(nèi)容供應商也開始重視編解碼管理，以建立完善付費機制，遂帶動兼容電視、機上盒功能特性的通用處理器崛起。
未來，意法半導體除將以通用處理器在智能電視、機上盒市場開疆辟土外，亦計劃于明年打造一款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升至120或240Hz，有助品牌廠推出具備4K×2K顯示功能的新機種。
電視品牌廠堅守成本底線 多核心SoC性價比決勝負
多核智能電視SoC勢不可當，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，勢將選用性價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，未來芯片商如何在升級雙核心的前提下控制芯片價格，將是在市場上搶下一席之地的致勝關鍵。
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