何謂藍芽(Bluetooth)
藍芽是一種短距離無線通訊介面的開放式整合標準,它的終極目標是提供一個低價、短距離、無線、高度整合、可群體溝通以及語音與數據的資訊傳輸環境。源起於1994年Ericsson為了提升手機的附加價值,於是提出並開始研究以手機作為短距離無線通訊核心的藍芽技術,也就是透過手機作為週遭眾多資訊、消費性電子產品之間無線資訊傳輸的核心。1998年Ericsson更結合Nokia、Intel、IBM、Toshiba成立Bluetooth
SIG(Special Interest
Group),共同推動藍芽。1999年12月,Lucent、3Com、Motorola、Microsoft等四家公司亦加入成為SIG成員,一起參與制定標準。如今,Bluetooth
SIG已經發展成一個擁有超過2100個廠商會員的聯盟,會員已包括半導體業者、電信業者、電腦系統和週邊業者、消費性電子業者、網路業者和汽車業者等等。台灣也有多家業者加入(見表一),但都是屬於非核心的Adopter會員。
表一
藍芽SIG代表性成員(依產業別分類)

資料來源:藍芽SIG、工研院經資中心
由於無線通訊頻率為有限資源,因此各國政府都制定法規來管理,並依不同使用目的核發使用執照。為了在世界各地都可以使用,藍芽採用全世界通用、不需申請使用執照的ISM(Industrial,
Scientific and Medical)頻帶,介於2.4GHz(2.402~2.480GHz)之間,每一通道寬度為1MHz,共79個頻道。採用FHSS
(Frequency Hop Spread
Spectrum)方式,隨機在79個頻道中跳頻傳輸,可避免干擾,每秒頻率跳躍率可達一千六百次,有效傳輸距離為10~100公尺。目前藍芽除了手機可以作為網路核心之外,任何含有藍芽模組的可攜式產品皆可作為網路核心,例如筆記型電腦以及個人數位助理(PDA)。
表二 藍芽主要規格
頻帶 |
2.4GHz ISM頻帶,未來可能再使用到5.8GHz ISM頻帶 |
鏈結數 |
同時最多可有8個裝置鏈結在一個藍芽微網路(Piconet)中 |
頻寬 |
每個頻道為1Mbps,介於2.402~2.480GHz之間,共79個頻道。採用FHSS
(Frequency Hop Spread
Spectrum)方式,隨機在79個頻道中跳頻傳輸,可避免干擾,每秒頻率跳躍率可達一千六百次。 |
價格 |
目標價格:每個藍芽模組5美元以下 |
調變 |
GFSK(Gaussian Frequency Shift
keying)/TDMA(Time Division Multiple Access) |
連接介面 |
USB,UART,PCMCIA..... |
Power |
Class1:100mW(20dBm) Class3:1mW(0dBm) |
使用範圍 |
1. class1:100公尺 2.
class3:10公尺 |
最大傳輸速度 |
3 Simultaneous Voice:上傳64Kb/sec ×
3channels 下傳64Kb/sec × 3channels Symmetric Data:上傳433.9Kb/sec、下傳433.9Kb/sec Asymmetric Data:上傳723.2Kb/sec or 57.6Kb/sec 下傳57.6Kb/sec or 723.2Kb/sec |
實體層連結模式 |
1.SCO(Synchronous Connection-Oriented)
link:主要做為點對點間語音同步傳輸,不提供錯誤資料重傳功能。 2.ACL(Asynchronous Connection-less) link:採封包交換(Packet
Switching)方式傳輸資料,提供錯誤資料重傳功能。 |
資料來源:藍芽SIG、寶來證券整理
藍芽最主要的三項功能如下:
- 取代纜線(Cable Replacement):以無線傳輸方式取代設備間複雜的纜線。
- 架構個人隨意網路(Personal Ad-hoc
Network):提供一個隨時隨地都可以建立、使用的無線通訊網路,可以與區域網路、公眾網路、網際網路連結。
- 做為網際網路的接取設備(Internet
Access):可透過對外有線網路,連上網際網路。
其具體應用實例以及可獲得之好處列舉如下:
- 取代有線設備,省卻各種裝置之間錯綜複雜的纜線,例如電腦與週邊之間,手機與耳機之間等等。
- 筆記型電腦透過手機隨時隨地上網。
- 數位相機可透過手機進行即時資料傳輸。
- 一個具備藍芽模組的手機可以成為三合一電話(Three in
One),也就是一機可以三用。第一種用途是作為無線電話(cordless
phone)使用,例如在家裡,手機可藉由藍芽與有線電話連結上,話費則以有線電話方式計費。第二種是讓兩隻藍芽手機以對講機方式通話,話費為零。第三種即為一般的行動通訊,必須透過行動電話服務提供業者進行通話。
- 桌上型電腦、筆記型電腦、PDA、手機等不同設備上的資料皆為同一最新版本。只要更改其中一項設備中的資料,所有其它設備皆可透過藍芽同步更新。省卻逐一設定的麻煩。
藍芽如何運作
一個含有藍芽模組的可攜式裝置啟動藍芽服務時,此裝置會先聆聽週遭是否存在其它藍芽射頻訊號。如果沒有,此裝置會將自己設定為主機(Master)。接下來,Master裝置之藍芽模組就會開始向週遭發射搜尋(Inquiry)訊號,訊號中包括自己的識別碼。其他尚未加入微網路(Piconet)的藍芽裝置會先進入待機狀態,在此狀態下會隨時監聽搜尋訊號。當待機裝置偵測到Master發出的搜尋訊號時,裝置就會啟動自己,將自己的識別碼變成與Master的識別碼一樣,並且將自己設定為從屬機(Slave),然後與Master進行聯繫。Master收到來自Slave裝置的回應時,就會執行呼叫(paging)程序以進行實際連結的建立。雙方即開始進行信號時間的同步,並決定往後跳頻程序(frequency
hopping sequence),如此即可構成一個Piconet。
以現有規格而言,一個Master裝置最多可以與7個Slave裝置進行連結。這8個裝置形成的連結網路稱為Piconet,每個Piconet中的某個Slave裝置可以同時與另外7個含藍芽模組的裝置組成另一個Piconet。如此一來,不同的Piconet就可以連結成所謂的ad-hoc
Scatternet。當一個Master與一個Slave裝置連結時,稱為點對點(point-to-point)連結。當一個Master與多個Slave裝置連結時,稱為點對多點(point-to-multipoint)連結。
圖一
Piconet與Scatternet示意圖

資料來源:寶來證券整理
藍芽系統架構
藍芽技術整體架構可以用Host Controller
Interface做為分界,區分為硬體模組以及軟體協定兩部份。藍芽SIG稱此架構為協定堆疊(Protocol Stack)。如圖二所示。
圖二
藍芽技術系統架構(協定堆疊)圖

資料來源:藍芽SIG,寶來證券整理
一、硬體模組:
1.射頻(RF)模組:
負責接收或發送高頻之通訊訊號。其方法包括頻率合成(Frequency
Synthesis)、資料轉換及雜訊過濾等。主要元件可包括功率放大器(PA)、低雜訊放大器(LNA)、頻率多工器(Diplexer)、收發切換器(TR
Switch)、表面聲波濾波器(SAW
Filter)、低通濾波器(LPF)、隔絕器(Isolator)、耦合器(Coupler)、平衡器不平衡器(Balun)。實際的射頻晶片包括之元件則視晶片整合程度而定。PA與LNA是將訊號功率加以放大,Diplexer則是做為多頻或多模的開關,SAW
Filter的功能是將雜訊過濾掉,以保留所要的訊號。TR
Switch用於分隔接收與發送的開關。Mixer則是作為降頻與升頻之用。Coupler則是確保PA產生正確的功率大小,Balun則是做為PA與外在電路之間的匹配(Matching)之用。
2.基頻(Baseband):
負責資訊的處理與儲存,例如訊息編碼、加解密編碼、跳頻(Frequency
Hopping)及封包處理。主要元件可包括數位訊號處理器(DSP)、微控制器(MCU)、類比數位轉換器Codec(ADC/DAC)、Flash與SRAM,實際的基頻晶片包括哪些元件則視晶片整合程度而定。
3.Link
Manager:
負責藍芽裝置間的連結建立、釋放和管理。
射頻與基頻通常製作成兩個獨立晶片。在減省成本考量下,未來將朝整合成一顆單晶片形式發展,目前可以將Link
Manager整合進基頻晶片中。另外,硬體模組尚可視需要加入Flash Memory以及數位訊號處理器(DSP),記憶體部份亦可整合進基頻晶片中。
圖三 藍芽硬體模組方塊圖

資料來源:寶來證券整理
二、主控端控制介面(Host Controller
Interface):
為主控端(Host)設備與基頻控制器、Link
Manager之間的命令介面。Host設備可透過這個控制介面,以指令的方式,透過UART、USB及PCMCIA介面來操作硬體模組。當模組在接收到主控端的指令後,會依其指令工作並回覆Host設備一個事件(Event)。這個事件說明模組做了哪些事,以及指令是否執行成功,Host可以藉以判斷是否重來一次。
三、軟體協定:
- L2CAP(Link Layer Control and Adaptation
Protocol):負責通訊協定多工處理(Protocol Multiplexing)、封包切割與組合、QoS等功能。
- RFCOMM模組:提供可靠的資料流、管理多個同時的連線,並模擬傳統的序列埠(Serial
Port),以便讓傳統透過序列埠通訊的各種應用得以不用修改即可適用。
- SDP(Service Discovery
Protocol):負責服務搜尋,透過它能夠找到在某個藍芽裝置上,有哪些服務可以使用。
- TCS-BIN(Telephone Control
Service-Binary):讓一個具備藍芽模組的手機可以成為三合一電話(Three in
One),也就是一機可以三用。第一種用途是作為無線電話(cordless
phone)使用,例如在家裡,手機可藉由藍芽與有線電話連結上,話費則以有線電話方式計費。第二種是讓兩隻藍芽手機以對講機方式通話,話費為零。第三種即為一般的行動通訊,必須透過行動電話服務提供業者進行通話。
- AT-Commands:讓執行傳真軟體的個人電腦透過藍芽與手機連接上,並把手機模擬成傳真數據機來進行資訊傳真。
- PPP(Point-to-Point Protocol):讓含藍芽模組之裝置進行點對點的連結。
- TCP/UDP/IP:讓含藍芽模組之裝置連結上網際網路。
- OBEX
Protocol:最早是由紅外線資料協會IrDA所提出,目的是讓PDA與PC這類電子設備可以透過紅外線以及物件(Object)方式傳送資料,如電子名片、檔案、個人行事曆等。後來藍芽SIG也採取這個協定。
藍芽運作時,並非所有的協定(Protocol)都會使用到。隨著不同的應用目的,會使用不同的協定。但是有四個部份會是所有規範都會使用到的,包括基頻、LMP、L2CAP、SDP,整體稱為藍芽核心協定(Bluetooth
Core Protocols)。
藍芽SIG定義了一些應用規範(profile),這些規範定義出每個特定應用模式(Usage
model)的協定堆疊架構。現有的規範有表三中摘列的十三項:
表三
藍芽應用規範(Profile)摘要
應用類別 |
應用規範名稱 |
主要功能 |
建立連結類 |
通用存取規範 |
藍芽系統的核心規範檔,主要目的是為了維護裝置間的連結,以及建立其他規範的有效安全性。所有藍芽裝置都必須引入這個檔案。 |
服務探索應用規範 |
讓使用者能夠找到在某個藍芽裝置上,有哪些服務可以使用。 |
電話通訊類 |
無線電話規範 |
可以將藍芽手機一機三用。 |
對話規範 |
支援藍芽裝置間的雙向語音通訊,只提供給兩個互相在接收範圍內的裝置使用,呼叫的建立並不需要透過PSTN或是網際網路。也就是類似對講機一樣。 |
與現有機器連結類 |
串列埠規範 |
模擬傳統的序列埠(Serial
Port),以便讓傳統透過序列埠通訊的各種應用得以不用修改即可適用。它可以模擬成較舊的RS-232或者是新型的USB,然後提供給許多更高層的規範使用。 |
耳機類規範 |
訂定藍芽如何提供頭戴式裝置(例如耳機)的無線連接方式。 |
網際網路接取規範 |
訂定電腦如何藉由藍芽手機進行上網。 |
傳真規範 |
訂定電腦如何透過藍芽手機進行傳真。 |
區域網路(LAN)存取規範 |
可以讓PC透過藍芽手機連上區域網路。 |
檔案處理類 |
通用物件交換規範 |
允許藍芽裝置不透過IP(Internet
Protocol),直接以物件方式交換資料。也就是藍芽裝置之間直接進行檔案傳送。 |
物件嵌入規範 |
處理vCard電子交易卡的交換程序。 |
檔案傳輸規範 |
允許某個藍芽裝置存取另一個藍芽裝置中的檔案,類似FTP。此應用尚包括列印以與掃描。 |
同步規範 |
讓不同藍芽裝置間的資料皆維持最新版本。 |
資料來源:寶來證券整理
技術發展沿革與時程
藍芽SIG提出之藍芽技術版本發展時程摘要如表四所示。
表四 藍芽技術發展時程
V1.0 |
於1999年7月推出 |
V1.0B |
於1999年12月推出,修改了一些前版不清楚的部份,但並未詳細描述Piconet的實作方法。結果各家廠商都各自發展自己的方法。 |
V1.1 |
於2000年9月推出,藍芽IC之間(實體層間)的互連性大幅提高。Piconet的實作方法也有所規範。 |
V2.0
V3.0 |
預計於2001年確立規範,V2.0將提供更快的傳輸率,從1Mbits/s提升至12Mbits/s,並支援新的實作導引。
V3.0應該會與IEEE802.15.3(20Mbits/s)同時完成,頻段可能由2.4GHz改為5GHz。 |
資料來源:寶來證券整理
以應用功能將發展時程區分為下列三階段:
- 2001上半年,達成點對點應用,也就是Piconet中的一對一連結。
- 2002年下半年,達成多點連結應用,也就是Piconet中的一對多連結。
- 2004年以後,達成個人隨意網路(PAN)應用,也就是達成Scatternet之功能。
應用市場及規模
一、可應用產品
藍芽應用領域的廣泛程度,由SIG成員背景的多樣化即可獲知,包括半導體、電信、電腦與週邊、消費性電子、網路及汽車等。藍芽所能創造的應用將隨人們的想像力而變化無窮。例如啤酒罐藉由冰箱及手機通知你已經夠冰了或是沒有了,你就可以知道可以喝了或是藉由冰箱的線上訂購來補充。可應用產品摘要如表五所示。
表五 藍芽可應用之產品
可攜式產品 |
手機、筆記型電腦、PDA |
電腦與週邊設備 |
DesktopPC、顯示器、印表機、掃描器、鍵盤、滑鼠、搖桿 |
辦公室設備 |
傳真機、影印機 |
網路接取設備 |
數據機、網路卡、Router、Hub、交換器 |
消費性電子產品 |
SetTopBox、遊戲機、數位相機、MP3 player、DVD
player、耳機、家用電話、冷氣機、冰箱、 |
汽車 |
導航系統、遙控操作 |
醫療 |
醫療設備監控 |
工業 |
生產設備 |
保全 |
監視設備 |
資料來源:寶來證券整理
二、市場規模
1.2001~2005年全球藍芽產品數量預估
根據In-Stat的資料,2001~2005每年的藍芽產品都有巨幅的成長,到2005年將會有13.75億台藍芽產品。
圖四
2001~2005年全球藍芽產品數量預估 單位:百萬台

資料來源:In-Stat、寶來證券整理
2.2001年藍芽產品分布情形
根據In-Stat與工研院經資中心ITIS計畫對2001年藍芽產品分布情形的資料顯示,在短期內,通訊、電腦與週邊產品仍然為藍芽的主要應用領域。
圖五 2001年藍芽產品分布

資料來源:In-Stat、工研院經資中心ITIS計畫
3.藍芽模組市場產量預估
根據In-Stat對藍芽模組市場產量的預估數據顯示,到2005年將會有超過14億台的藍芽模組,其中較為特別的是,In-Stat預估從2002年起,市場上會開始出現以主控端(Host)的微處理器作為基頻功能的藍芽模組。
表六 藍芽模組市場產量預估
單位:百萬台
|
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
射頻 |
34.6 |
169.3 |
393.5 |
677.4 |
921.2 |
基頻 |
基頻晶片 |
33.8 |
158.4 |
338.0 |
508.0 |
283.4 |
以host的處理器取代基頻(註1) |
-- |
10.9 |
55.6 |
169.3 |
637.7 |
單晶片 |
-- |
12.7 |
69.4 |
169.3 |
496.0 |
合計 |
34.6 |
182.0 |
463.0 |
846.7 |
1417.2 |
註1:使用主機的微處理器和記憶體取代基頻晶片,並以軟體執行通訊協定,整個藍芽模組就只有射頻(RF)部份。資料來源:In-Stat,寶來證券整理
各機構對藍芽市場產量預估彙整如表七。
表七
各機構對藍芽市場產量預估彙整
機構預估內容 |
|
In-Stat |
2001年將會有3千1百萬台藍芽產品,通訊產品2千1百萬台,資訊產品7百萬台。 2004年將有單價5.75美元的藍芽晶片組,出貨量3.98億套。 2005年13.75億台藍芽產品,通訊產品11億台,資訊產品1.7億台。通訊、資訊產品佔有率將近九成五。 |
Bluetooth SIG |
2002年,藍芽產品14.4億台。 |
IDC |
2004年,全球將有4.4億台電子產品支援藍芽。 |
Navian |
2004年藍芽模組9.09億個。 |
三、價格趨勢
價格方面,目前整個藍芽模組價格在25~30美元,距離5美元的目標仍有一段距離,各機構對藍芽市場價格預估彙整如表八所示。
表八
各機構對藍芽市場價格預估彙整
機構 |
預估內容 |
In-Stat |
2004年將有單價5.75美元的藍芽晶片組。 |
美林證券 |
2004年藍芽晶片組可降至4.81美元。 |
Cahner In-Stat |
2004年藍芽晶片組價格為2.52美元。 |
NIKKEI |
產品 |
廠商 |
內容 |
2000年單價 |
2001年單價 |
2002年單價 |
晶片
|
C.S.R |
BlueCore01整合基頻,RF為單晶片。 |
8美元 |
|
|
BlueCore02整合基頻,RF為單晶片,且為ROM Base。 |
|
5美元 |
|
T.I. |
分成基頻晶片BSN6030與RF晶片TRF6001兩顆。 |
|
5美元 |
|
模組 |
Ericsson |
包括晶片組、天線、濾波器以及Protocol
Stack的軟體,並取得認證Logo。 |
30美元 |
20美元 |
12美元 |
圖六
藍芽晶片價格預估走勢(售價,Street Price)

資料來源:Cahners In-Stat Group、資策會
目前出現另一種解決方案,其使用主機的微處理器和記憶體,並以軟體執行通訊協定,也就是以主機來執行基頻以及通訊協定。整個藍芽模組就只有RF部份,將可大幅降低藍芽模組成本,5美元目標可加速達成。
相關競爭技術比較:
藍芽並非唯一的無線傳輸解決方案,例如IrDA紅外線傳輸技術已經受到廣泛的使用,WirelessLAN方面的IEEE802.11b也已完全準備就緒,筆記型電腦廠商如蘋果、戴爾等,都已經推出支援IEEE802.11b的產品。另外,由電腦軟硬體廠商針對家庭網路市場所推動的HomeRF技術也具有相當的發展空間。以下將對各種無線傳輸技術作一詳細的比較,如表九所示。
表九 無線傳輸技術相關比較表
|
Bluetooth |
IEEE802.11b |
HomeRF |
IrDA |
傳輸介質 |
無線電波 |
無線電波 |
無線電波 |
光波(紅外線) |
RF band(GHz) |
現在:2.4 未來:5 |
現在:2.4 未來:5 |
現在:2.4 未來:5 |
|
調變 |
FSK/TDMA 跳頻展頻(FHSS) |
FSK/TDMA 直接序列展頻(DSSS) |
FSK/TDMA 跳頻展頻(FHSS) |
|
架構 |
一對多 |
一對多 |
一對多 |
一對一 |
資料傳輸速率(Mbps) |
現有:0.72
未來:10 or 20 |
11(所有使用者由此總額分配使用,並且受傳輸距離影響) |
1.6 |
4~16 |
傳輸距離(公尺) |
一般:10 最遠:100 |
一般:30 最遠:100 |
50 |
一般:3.8 最遠:3.8 |
語音數據頻道 |
有 |
無。除非加上VoIP(Voice over
IP)技術 |
有 |
無 |
語音網路支援 |
透過IP與手機 |
透過IP |
透過IP與PSTN |
透過IP |
數據網路支援 |
透過PPP |
透過TCP/IP
|
透過TCP/IP |
透過PPP |
消耗功率 |
待機:0.3mW 傳輸:30mW |
1W |
100mW |
數mW |
屏蔽 |
不受干擾 |
不受干擾 |
不受干擾 |
會遭障礙物阻絕 |
接取角度 |
不受限制 |
不受限制 |
不受限制 |
有限制 |
成本(美元) |
目前:20~30 目標:5以下 |
很高 |
25 |
5以下 |
主要支援廠商 |
Ericsson、Nokia、Morotola
IBM、Intel、Microsoft、Toshiba、Lucent、3COM、藍芽SIG |
Cisco、Lucent、3Com、WECA協會 |
Intel、HP、Compaq、IBM、Microsoft、HomeRF
SIG |
IrDA |
互通性問題 |
由於跨多種平台,因此必須對軟體協定確認其互通性。 |
以個人電腦平台為主,不須為軟體協定之互通性傷腦筋。 |
以個人電腦平台為主,不須為軟體協定之互通性傷腦筋。 |
由於跨多種平台,因此必須對軟體協定確認其互通性。 |
註:FSK:Frequency Shift Keying TDMA:Time Division Multiple
Access FHSS:Frequency Hopping Spread Spectrum
DSSS:Direct Sequence Spread Spectrum 資料來源:寶來證券整理
一、相互干擾問題導致無法共存
由於藍芽、IEEE802.11b與HomeRF皆使用ISM頻段,因此同時使用將會產生相互干擾問題。更何況尚有醫療、工業設備使用此一頻段,干擾問題更是雪上加霜。然而藍芽由於採用跳頻技術,可以選擇不受干擾的頻道進行傳輸,因此所受影響較小。然而,由於同時使用會產生相互干擾的問題,將使得相關技術一山不容二虎。
二、藍芽與IEEE802.11之整合方案
既然無法同時使用,廠商乾脆推出可切換傳輸模式的整合方案。例如Intersil與Silicon
Wave於2000年11月及宣佈將共同協力合作將藍芽與IEEE802.11b整合在一個模組中,初期目標為網路卡,無線傳輸為自動切換方式。宏?也在其筆記型電腦上採用整合兩技術的解決方案。
三、AirVast推出使用ISM頻段的W-CDMA
AirVast於2000年底推出使用頻段為2.4GHz的W-CDMA技術,其採用CDMA的方式傳輸資料,可以傳送影像資訊。其傳輸速率為每位使用者都是512Kbps。而IEEE802.11b是所有使用者分享11Mbps的頻寬,人數愈多,每人的頻寬就愈小。W-CDMA的傳輸距離在室外可達500公尺,其抗干擾性亦比藍芽、IEEE802.11b及HomeRF強。然而目前只有一家晶片廠商支援,因此仍未成氣候。
四、每種技術各有其適用領域
- 藍芽適合近距離、非大量、隨時隨地的個人資訊傳遞。
- IEEE802.11b適合辦公室類的一般資料傳輸環境。
- HomeRF適合家庭中,PC與消費性電子設備間的通訊連結。
- W-CDMA適合多使用者、大量影音資料傳輸、遠端通信等環境。
藍芽目前須突破成本、互通性兩大障礙
目前藍芽面對的兩大問題分別是,成本過高以及互通性驗證過程繁複導致拖延商品化時程。藍芽模組的成本目前為20~30美元左右,距離5美元的目標仍有相當大的差距。更糟的是,為了包含所有的平台,軟體協定隨著應用模式的增加而增加,也使得軟體協定間的互通規則制定變得更為複雜與耗時。所以規格宣佈的時程一再拖延,商品化的時程也嚴重受到影響。藍芽SIG原本宣稱藍芽產品會於2000年初問世,經過一年卻仍然在成本與互通性上掙扎。
目前已有多項降低成本的解決方案正在發展當中。在降低晶片組成本方面,可整合射頻、基頻、記憶體與控制器等晶片成為單晶片,由於晶片組佔總成本的70%,若能做成單晶片,將可大幅降低成本。降低模組成本方面,可藉由低溫共燒陶瓷技術(LTCC)將佔總體元件95%的被動元件埋於模組電路內層之中,可減少零組件數目以及縮小模組體積。另外,由於陶瓷材料溫度特性與矽相似,適合與IC晶片接合,表層的積體電路可以不用傳統封裝方式而埋於電路之中,亦可縮小模組體積並省卻封裝成本。
2001年將開始出貨,初期以高階市場為主
較完備的藍芽1.1版終於在2000年9月推出,藍芽IC之間(實體層間)的互連性大幅提高,也制定了Piconet的應用規範。這是一個可以被依據而生產實際產品的標準版本,因此預計2001年將會開始有初期的藍芽產品出現。由於價格仍然偏高,因此初期仍以高價產品為應用標的,例如筆記型電腦。但是目前仍僅止於點對點的連結,點對多點連結仍必須等待2.0版本的制定。目前通過BQB(Bluetooth
Qualification Body)認證的廠商共47家,共88項產品。
表十
通過BQB認證之廠商與產品數
合格產品數 |
廠商 |
10 |
Digianswer |
7 |
Ericsson |
5 |
Simens |
5 |
Silicon Wave |
4 |
Motorola |
3 |
CSR,Fujitsu,Infineon,IVT,Primax(致伸) |
2 |
ALPS,BrightCom,Nokia,Toshiba,Wireless Solutions |
1 |
32家 |
總計88件 |
總計47家 |
資料來源:國家電信計畫中心
國際廠商動向
一、相關零組件與應用產品發展近況
1.晶片組
表十一列舉提供晶片組之廠商摘要。
表十一 提供晶片組之廠商摘要
公司 |
晶片數 |
產品特性 |
價格 |
出貨狀況 |
Alcatel |
單晶片 |
基頻由澳洲TTP Communication設計 射頻則由Alcatel自行設計。採0.25微米CMOS製程。 |
|
預計2001年初推出。 |
Atmel |
提供包含晶片組、記憶體與天線的整體模組 |
基頻採用ARM7TDMI,32Kbytes的SRAM
CSVD與對數PCM的聲音Codec。 |
|
2000年第一季 |
Broadcom |
單晶片 |
CMOS,0.18製程 |
|
2000年第四季。 |
英國公司CSR(Cambridge Silicon Radio;CSR) |
BlueCore01藍芽單晶片。 |
CMOS,支援USB |
8美元 |
2000年底正式量產業界首度量產的藍芽單晶片。 |
為配合藍芽新版規格推出,將於,推出ROM
base的單晶片,代號BlueCore02。 |
64 Pin的BGA |
5美元 |
2001年第一季推出。 |
Ericsson |
提供射頻晶片及整體模組 |
基頻晶片採用VLSI Technology的產品 |
|
出貨中 |
Fujitsu |
2 chip |
射頻晶片採用BiCMOS製程。 |
約10美元 |
預計2001年第一季推出樣本。 |
Hitachi |
2 chip |
基頻晶片內含記憶體,採112pin的CSP封裝。 頻採用Silicon Wave的晶片。 |
|
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Mitsubishi |
2 chip |
射頻採用BiCMOS製程 |
10美元以下 |
預計2001年第一季量產 |
Philip |
第二代藍芽基頻控制晶片Blueberry |
整合Ericsson藍芽核心,ARM7TDMI處理器、快閃記憶體、SRAM及語音編解碼器。支援USB、UART。基頻控制器PCF87750採LFBGA81封裝。UAA3558無線電IC採32腳數HVQFN封裝。 |
PCF87750:14.15美元UAA3558:13美元 |
預計2001年第一季量產 |
Silicon Wave |
提供射頻晶片 |
BiCOMS,含部份基頻電路。 |
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出貨中 |
STMicroelectronics |
BlueVelvet整合基頻控制器、射頻前端IC、記憶體、微控制器、ROM。 |
CMOS、0.18製程。 |
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預計2001年第一季推出。 |
Rainbow包含兩款單一的射頻元件。 |
一款為CMOS製程、另一款為0.35 SiGe製程。 |
TI(Texas Instrument) |
基頻:BSN6030
射頻:TRF6001
2顆晶片 |
基頻:CMOS,0.18製程技術,包裝成80 Pin BGA
type目前只能支援一對一的應用,下階段將以支援一對多的應用。 射頻:56
pin採BGA包裝,最小接收感度-86dBm。來自於99年購併的Butterfly VLSI的技術。 |
5美元 |
2000年底推出 |
資料來源:NIKKEI ELECTRONICS、電子時報、寶來證券整理
另外其他提供晶片組的著名公司尚有朗訊(Lucent)、科勝訊(Conexant)、摩托羅拉(Morotola)、Philsar
、NS、Qualcomm、等。
2.模組
模組開發的腳步遠較其他零組件慢,晶片組已可於2001上半年陸續出貨,模組則必須等到2001下半年才會陸續出貨。表十二摘列藍芽主要模組廠商之產品特性與預計出貨日期。
表十二
藍芽主要模組廠商產品摘要表
廠商 |
射頻與基頻均具備的模組 |
只有射頻的模組 |
晶片組來源廠商 |
外俓尺寸(mm) |
ALPS |
2000年秋 |
未定 |
Cambridge Silicon Radio |
32x15x2.9 |
Ericsson |
1對1機種。2000年第三季開始提供限定樣品 |
最近即將提供樣品 |
Lucent,Philips |
16.8x32.8x3.65 |
JTD Communications |
預定2001年底前出貨 |
未定 |
Mitel,Connexant |
尚無明確資料 |
松下壽 |
預定2001年底前出貨 |
未定 |
尚無明確資料 |
12x20x3.5(附天線) 12x14x3.5(無天線) |
松下電子部品 |
已出樣品中 |
已出樣品中 |
Infineon |
18x20x2.7(All) |
Mitsumi |
已出樣品中 |
已出樣品中 |
Cambridge Silicon Radio |
30x17x2.6(All) |
村田製作所 |
預定2000年底前出貨 |
已出樣品中 |
Lucent |
17.5x10.5x2.5(RF+Baseband) 8.6x6.3x1.8(RF only) |
Philips Semiconductors |
未定 |
2000/3Q |
Philips |
尚無明確資料 |
太陽誘電 |
預定2001年11月量產出貨 |
預定2001年11月量產出貨 |
Silicon Wave,Hitachi |
33.7x16x2.2(All)
17x15x2.2(RF only) |
資料來源:NIKKEI ELECTRONICS、電子時報
3.測試設備
支援藍芽測試之廠商與設備債要如表十三所示。
表十三
支援藍芽測試之廠商與設備摘要
項目
廠商 |
發射端解析的頻譜分析 |
接收端解析的信號產生器 |
協定分析(Protocol Analyzer) |
規範分析(Profile Analyzer) |
查詢網站URL http://www |
Agilent(美) |
89400,E4406VSA,8590E,ESA-E等系列 |
ESG-D系列 |
----- |
----- |
.agilent.com |
Advantest(日) |
R3200系列 |
----- |
----- |
----- |
.advantest.co.jp |
CATC(美) |
----- |
----- |
Merlin Bluetooth Analyzer |
|
.catc.com |
Rohde&Shwarz Gmbh(德) |
SMIQ系列 |
FSIQ系列 |
PTW60 |
PTW60 |
.rsd.de |
Tektronix(美) |
3086/66/56/26 |
AWG系列 |
----- |
----- |
.tektronix.com |
資料來源:NIKKEI ELECTRONICS、電子時報
4.其它零組件
表十四摘列出開發其他零組件之國際廠商動態。
表十四
提供相關零組件之廠商摘要
TDK |
2000年六月推出供藍芽用的天線。 |
YOKOWO |
2000年夏推出藍芽用陶瓷天線 |
SiGe Microsystem Inc |
開發藍芽用PowerAmp IC
PA2423M。 |
資料來源:NIKKEI Interface、電子時報
5.已具備藍芽功能的產品
目前通過BQB(Bluetooth Qualification
Body)認證的廠商共47家,共88項產品。其中48件為零組件,超過一半以上,實際應用產品仍相當少。
表十五
通過BQB認證之產品類別
項目 |
件數 |
辦公室設備 |
1 |
行動電話 |
3 |
行動電話配件 |
6 |
可攜式電腦 |
1 |
藍芽發展工具 |
11 |
電腦週邊 |
16 |
藍芽模組相關零組件 |
48 |
資料來源:國家電信計畫辦公室
二、廠商藉由策略聯盟與購併,加速發展系統解決方案
最常見的是晶片組業者之間的合作以及與半導體製造商的聯盟,如表十六所示。
表十六
國際廠商之策略聯盟案例
項目
廠商 |
晶片數目 |
基頻 |
射頻 |
Alcatel |
單晶片 |
由TTP Communication設計 |
Alcatel自行設計 |
Atmel |
收發模組 |
採用ARM7TDMI |
|
Ericsson |
收發模組 |
採用VLSI Technology的產品 |
自行研發 |
Hitachi |
2 chip |
|
採用Silicon Wave的晶片 |
Philsar |
2chip |
採用Mitel |
委託IBM以SiGe製造 |
購併案例如表十七所示。
表十七 國際廠商之購併案例
購併者 |
被購併者 |
取得技術 |
Motorola |
Digianswer |
基頻、射頻、軟體協定 |
Broadcom |
Innovent |
軟體協定 |
Connexant |
Philsar |
射頻 |
Cypress |
Alation |
無線系統 |
Philip Semi. |
VLSI Tech. |
基頻 |
資料來源:國家電信計畫中心
三、IP業者介入藍芽領域
例如Parthus
Technogies提供藍芽的射頻、基頻與軟體技術授權。NewLogic提供Scatternet的解決方案,使開發廠商,將可早日完成多對多的應用產品。由於多對多的時序問題(Timing
Issues)、與連結管理(Link Management)極為複雜,因此,尚未能完成商品化。而NewLogic宣稱其稱為BOOST的Bluetooth
IP產品,可以克服上述難題。
國內廠商動向與發展機會
一、相關零組件與應用產品發展近況
1.台灣半導體產業結構完整,晶圓代工業者已積極搶進
台積電、聯電紛紛發表通訊IC之製程技術,並且積極與國外廠商進行策略聯盟。
2.投入藍芽模組之廠商大幅增加
由於藍芽1.1版的確立以及晶片組出貨逐漸加溫,使得藍芽模組需求愈來愈大,台灣廠商投入藍芽模組者也大幅增加。
3.台灣下游資訊廠商眾多,紛紛開發初期應用產品
藍芽模組成本目前仍然偏高,初期以高階市場為主,例如筆記型電腦。台灣為筆記型電腦王國,在筆記型電腦對行動通訊需求殷切的情況下,初期可藉由與藍芽技術的結合來提升附加價值,可挹注目前逐漸下滑的毛利。因此各大筆記型電腦廠商也紛紛推出具備藍芽功能之機型。致伸與東訊則開發出藍芽上網機,並於2000年已經出貨。
表十八 國內廠商動向摘要表
晶片組 |
義隆 |
和Araftek合資成立義隆通訊公司,一同研究CMOS製程的藍芽產品,如RF
IC與基頻IC,其中RF IC將於2000年底正式問世,基頻IC則預計在2001年開發完成。 |
矽成 |
基頻晶片,預計於2001年第二季送出樣本,第三季底量產。 射頻晶片,預計於2001年第四季推出。 單晶片預計於2001年底推出。 皆預計於台積電以CMOS製程生產。 |
工研院電子所 |
正進行射頻晶片研發。 |
台積電 |
2000年底宣佈,提供0.13微米的混合信號與RF
CMOS測試晶片,並發展了0.13微米混合信號與RF CMOS元件資料庫,相關產品將於2001第四季正式進入量產。 2001年1月宣佈已經使用0.18微米混合信號及RF
CMOS製程技術,為美國ZEEVO公司產出業界首批0.18微米整合射頻、類比、數位基頻功能的藍芽單晶片產品。 |
聯電 |
宣佈2001年將擴大矽梭(Silicon
Shuttler)計畫規模。矽梭計畫可適用於藍芽,聯電已與藍芽原始設備代工業者及IP業者合作開發RF
CMOS技術以取代目前使用的BiCMOS技術。該技術可應用於0.25/0.18微米RF CMOS和混合訊號矽梭計畫晶圓中。 |
國? |
已完成藍芽射頻模組開發,預計2001年起開始出貨。 |
藍芽模組 |
全科 |
2000年底開始提供易利信藍芽模組。 |
國巨 |
旗下的飛元在2000年引進LTCC技術,預計跨足藍芽模組領域。 |
連展 |
2001年第一季將量產天線,第三季量產藍芽模組。 |
耀登 |
轉投資星陶公司,發展低溫陶瓷共燒技術(Low Temperature Cofired
Ceramics,LTCC),將據以開發藍芽射頻模組。 |
工研院電通所 |
2000年11月與日本松下壽(MKE)進行技術交換授權,開發低溫陶瓷共燒技術(Low
Temperature Cofired Ceramics,LTCC),可把藍芽模組細微化。 2001年1月與Infineon達成應用研發合作協議,結合電通所的模組設計技術以及Infineon的晶片組,協助台灣廠商開發藍芽產品。 |
其他零組件 |
佳邦 |
2001年將生產天線。 |
希華晶體 |
2001年將擴大2.4GHz高頻電壓控制震盪器(VCO)之產量。 |
達方 |
已經開發出電壓控制震盪器以及以PCB為載板的射頻模組,已通過台灣系統業者認證,預計2001年1月開始出貨,先期將應用於筆記型電腦或結合藍芽應用為主。 |
沛亨 |
為類比IC設計公司,已投入藍芽產品的電源解決方案開發。 |
應用產品 |
大眾 |
2000年底推出藍芽評估套件(Evaluation Kit)。 2000年底推出USB界面的藍芽產品Blue
Genie。係由大眾與藍芽晶片設計公司Silicon Wave共同研發,採用Silicon
Wave藍芽晶片。預計2000年12月量產,預估單月出貨量在五千到一萬台間。 |
宏? |
2000年底推出支援無線區域網路傳輸IEEE802.11b以及藍芽的筆記型電腦TravelMate350。 |
神達 |
預計於2001年第一季開始少量生產內建藍芽技術的PDA。 |
技嘉 |
2000年底已開發出內建藍芽模組之主機板,但尚未正式商品化。 |
致伸 |
與欣揚科技於2000年5月共同發表第一代藍芽上網機BluePort。 |
東訊 |
推出藍芽前期產品,上網機Air
Jact,於2000年出貨給日商OMRON約8萬台,營收2億元。2001將拓展歐美訂單,預計可出貨36萬台。 |
旭麗 |
預計2000年第四季推出藍芽鍵盤。 |
啟? |
2000年中已開發出藍芽PC卡。 |
大霸 |
推出內建藍芽模組之手機。 |
友訊 |
2000年10月投資成立旺訊科技,從事藍芽相關技術之研發。 |
二、台灣廠商投入藍芽大多僅止於應用階段,目前對於關鍵技術的掌握居於劣勢
由表可看出,台灣廠商投入晶片組與模組開發的廠商遠少於開發應用產品的廠商,目前晶片組以及模組的研發仍以工研院為主力。一來是由於關鍵人才不足,二來也是由於台灣廠商一向不願承擔先期投入以及投資關鍵技術的高風險所致。而且相較於國際大廠積極藉由策略聯盟與購併以加速開發系統解決方案的做法,台灣廠商之間則看不見類似的行為。由此觀之,台灣廠商目前在關鍵技術掌握上居於劣勢地位。
三、台灣廠商電子資訊產業結構完整,仍具備切入藍芽產業的雄厚基礎
台灣由於電子資訊產業結構完整,加上手機產業在廠商積極投入下逐漸成形,相關技術可應用於藍芽,所以目前在關鍵技術掌握上雖然居於劣勢,但仍具備切入藍芽產業的雄厚基礎。對長遠而言,藍芽目標低成本、廣泛使用的特性,非常適合台灣廠商之代工營運模式,台灣一向傑出的成本控制能力將可獲得適當發展空間。根據Cahners
In-Stat Group資料顯示,藍芽模組單價將在2002年之後降至10美元以下,屆時將是台灣代工切入藍芽產業的適當時機。
結 論:
藍芽提供了一個毋需纜線、隨時隨地可以輕易建構以及進出資訊網路的環境,其所能衍生的應用將超乎我們的想像。然而也由於其必須進行大規模的整合,互通性就成了市場化的關鍵障礙。同時,如果要成為通用的標準,勢必要能夠普及化,而普及化的關鍵在於藍芽模組必須夠低價才行。2000年9月藍芽1.1版公佈之後,相關零組件及應用產品的出貨逐漸升溫,可以預期的,藍芽將在2001年開始大幅成長。台灣廠商目前大多以開發應用產品為主,在關鍵技術的掌握上著墨較少。但由於電子資訊產業結構完整,仍然有相當的發展空間。尤其當2002年之後,藍芽模組售價降至10美元以下,台灣廠商的就可積極搶進代工市場。 ??
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