单芯片手机方案（转载），各位看看前景如何！

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从电信公司到OEM和ODM厂商到晶片组供应商，手机价值链的所有业者都在努力提高功能整合度，它是手机降低成本和节省电路板面积给其它功能的重要关键。自从20年前出现以来，手机就以循序渐近的方式逐步提高功能整合，在此过程中并没有任何一种技术能够实现功能整合的大跃进。但近年来，单晶片手机—这个业界期盼已久的终极设计方式终于在市场上出现。本文将探讨单晶片整合的真正优点、单晶片手机设计的各项挑战和它们所能达到的射频效能水准。为了探讨这些问题并提供相关数据，文中将以一种单晶片手机做为简单范例
单晶片整合的优点
将手机主要子系统整合成单晶片可为手机制造商带来极大好处。图1是理想单晶片手机的基本功能方块图，它已将射频收发器 (XCVR)、数字基频 (DBB)、模拟基频 (ABB) 和电源管理 (PMU或PMIC) 整合到同一颗晶片。
　
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图1：理想单晶片手机的基本功能方块图
　
单晶片手机可用一颗单石积体电路取代手机内的多个重要子系统。由于这些子系统间的通信量极为庞大，单晶片设计还能省下原本所需的多颗离散零件和被动元件。目前最先进的单晶片手机解决方案只需58颗零件就能组成完整的四频带GSM/GPRS数据机，採用独立基频晶片和收发器晶片的传统解决方案则需要约200到250颗零件。这表示手机制造商将会省下可观零件、生产、插件、採购和库存成本。库存零件数目和种类的大量减少不但让供应链运作更顺畅，还能大幅降低零件短缺导致的生产线停工风险。除此之外，单晶片手机还能免除元件绕线作业，使得电路板从传统八层板简化为六层板或四层板，电路板制造成本最多则能节省三成到五成。

除此之外，由于许多数据机功能都整合到一颗晶片，半导体供应商将能针对系统规格进行更完整的测试和保证，其范围远超过单独供应的多颗零件。对手机而言，这能缩短工厂测试时间、提高测试效率和减少顾客退货率。追求利润是所有手机制造商都要面对的重大挑战之一，其中又以ODM厂商承受的压力最大。单晶片手机只要让手机制造商的产品良率提高1%，就表示他们的利润最高会增加两成五。

真正单晶片解决方案的另一优点是厂商只需採购一颗元件，而不是由多颗元件构成的数据机晶片组。厂商若採用数据机晶片组或需要另一颗电源管理元件的某些所谓「单晶片解决方案」，那么只要晶片组有任何元件缺货，手机生产线就会停摆。不幸的是，竞争激烈的市场环境迫使厂商必须严格控制库存，因此零件缺货在手机产业经常出现。

随着电路板所需零件大幅减少，所有子系统又都整合至一颗晶片，系统最佳化过程所需的硬件和软件调校工作将变得更简单。单晶片手机还应整合所有系统时脉功能，并将它实作成只需搭配一颗26 MHz石英晶体的数控石英振盪器 (DCXO)。厂商甚至还能将数控石英振盪器与数字基频元件和相关软件整合在一起，使得研发过程中只要执行最少的调校程序就能完成石英晶体频率校准。这能省下繁复的电路板修改或工厂校准作业，进而大幅缩短新手机上市所需时间。

除此之外，由于单晶片手机将全部功能整合至一颗晶片，设计人员还能将多项系统效能指标最佳化，例如利用基频单元的DSP将射频接收机最佳化以提供最理想的灵敏度、线性操作和相邻通道效能组合。发射机也能实现效能最佳化，因为从音频到射频的所有功能方块已在相同晶片上。只要所有子系统整合至单颗晶片，温度和半导体制程变异等效应都能获得补偿。最后，由于需要互传信息的所有功能方块全部紧密整合至同一颗晶片，系统时序也能最佳化以提供效率最高的全系统耗电控制，