GPS晶片市場大地震　低成本/高效能方案瓜分瑟孚市占

根據TRG研究資料顯示，內建全球衛星定位系統(GPS)功能的專屬導航裝置(DND)、智慧型手機與PDA等導航設備雖然在2005～2006年飛快成長，但可以看出其在2007年因市場飽和成長趨緩，反而是GPS手機崛起，至2008年將正式超越其他應用。同時，由於整合多功能的產品樣式逐漸接近，預期未來PDA導航設備將與車用導航裝置市場產生衝突。  

GPS手機蔚為風潮

圖1 SiGe半導體GNSS解決方案部產品市務經理Malcolm Lomer表示，該公司正在籌備上市，以穩固市場地位。

市場研究公司Canalys的報告則指出，2006年前三季GPS手機的銷售量達到一千兩百萬支，預計2007年前三季的銷量將可接近兩千八百萬支。手機大廠諾基亞也力拱GPS應用，繼推出內建GPS功能的多媒體手機N95及個人導航裝置(PND)330後，在2007年3GSM展場上再度推出第一款中階GPS手機6110 Navigator，這款手機的特色是整合GPS和輔助全球衛星定位系統(AGPS)功能，擁有地圖、路線選擇和導航功能。諾基亞產品行銷總監Marcus Dacombe表示，GPS手機在2007年將演變成大眾化產品。PND大廠通騰(TomTom)與台灣國際航電(Garmin)也有意進軍手機市場，通騰甚至搶先推出可插SIM卡的GPS導航裝置GO 715，而新興的超級行動個人電腦(UMPC)與英特爾(Intel)力推的行動聯網裝置(MID)也視GPS為重要功能。

看好GPS手機及相關可攜式導航設備的發展潛力，晶片廠商紛紛投入開發相關方案，SiGe半導體GNSS解決方案部產品市務經理Malcolm Lomer(圖1)表示，該公司為GPS和伽利略(Galileo)系統提供射頻(RF)前端解決方案，該方案已廣泛應用於遊戲設備、PND和可攜式媒體播放器(PMP)等產品中，同時，SiGe半導體也正進軍手機市場。

圖2 u-blox台灣區總經理江敏楠表示，軟體GPS晶片鎖定低靈敏度與高功耗的利基市場，高階手機將會採用硬體GPS晶片，低階手機則可能採用軟體GPS晶片。

 

u-blox原是GPS模組供應商，在車用導航系統市場擁有相當高的市占率，但近來該公司轉向消費性電子市場，u-blox台灣區總經理江敏楠(圖2)表示，u-blox原與愛特梅爾(Atmel)合作提供GPS模組，憑藉優異的產品效能，擁有大部分的高階車用導航晶片市場，該公司將在2007年第四季量產第五代產品，也是第一款晶片方案u-blox5，正式進軍消費性電子市場，包括PND、手機，甚至是進一步拓展超級行動個人電腦與行動聯網裝置等市場。  

圖3 瑟孚強調在GPS產業中異業結盟的重要性。左起為該公司總裁暨執行長Michael Canning、亞太區總裁林宏正、創辦者暨行銷副總裁Kanwar Chadha。

PND和GPS手機備受矚目，但已經掌控該市場的龍頭晶片廠商瑟孚(SiRF)除了努力維持既有優勢外，並將目標鎖定其他不同應用，積極與異業結盟。該公司總裁暨執行長Michael Canning(圖3)表示，GPS定位器是一個非常具有吸引力的新產品，它可能對消費者和商業市場上的一些應用例如兒童定位器、年長監視、寵物監視、流動性員工管理、單獨工作者安全、財產管理及保全等，有相當大的影響，同時，瑟孚認為針對保全應用的服務和產品具有驚人的市場潛力。  

數位相機結合GPS定位器  

圖4 新力推出的GPS接收器配件GPS-CS1

GPS定位器也能結合現有的消費性電子產品，創新應用，例如數位相機與筆記型電腦。數位相機市場規模已經突破一百八十億美元，根據市場調查機構IDC預測，2007年全球數位相機銷售量將達一億一千四百萬台，佳能(Canon)並表示，未來三至五年間，全球數位相機市場年增長率約15～20%。在數位相機龐大的市場商機中，GPS結合數位相機應用也漸萌芽，新力(Sony)也為其數位相機推出GPS接收器配件GPS-CS1(圖4)，但索價不低。目前僅佳能與Nikon在其高階數位相機內建GPS晶片組，該嵌入式市場將是下一波新商機。Lomer則表示，SiGe半導體除了與策略夥伴緊密合作，充分掌握PND、PMP和手機應用市場的開發外，該公司也注意到內建GPS功能的筆記型電腦、超級行動個人電腦以及數位相機市場的成長。

圖5 近來有手機晶片廠商向旺玖科技要求授權GPS技術，右起為該公司產品研發處副總經理張思恩與產品行銷暨業務處副理楊志鈞。

旺玖科技則從中低階市場切入，該公司產品行銷暨業務處副理楊志鈞(圖5)以金字塔形容GPS產品市場，最頂端的部分屬於車用導航系統市場，而中高階部分為PND及消費性電子市場，中低階部分則是定位追蹤器、資料紀錄器等小型商品市場，中低階市場規模最大，也正是旺玖科技的目標。但目前該公司也正在開發高效能晶片方案，以瑟孚方案的產品性能為目標，試圖跨足中高階應用市場。  

購併效應發酵  

近日著名的兩起購併事件也能說明GPS晶片市場暗潮洶湧，即通訊晶片大廠博通(Broadcom)收購GPS晶片業者Global Locate，以及瑟孚購併掌微(Centrality)。博通於6月中宣布支付一億四千六百萬美元現金收購Global Locate，計畫將在其無線電系統單晶片(SoC)中整合GPS功能。但據相關業者表示，博通早已悄悄撤掉手機晶片事業群，因此未來博通無線電系統單晶片是否鎖定手機市場值得持續關注。林宏正表示，Global Locate原與恩智浦、英飛凌合作，但Global Locate被博通購併後，該合作關係恐生變化，恩智浦與英飛凌可能須另尋其他射頻合作夥伴。  

瑟孚購併掌微的交易總值為兩億八千三百萬美元的股票與現金，瑟孚因此可取得整合GPS、數位訊號處理器(DSP)、繪圖晶片與多媒體加速裝置的系統單晶片，以及雙核心處理器架構。一般來說，採用瑟孚射頻方案的廠商多是同時採用三星的處理器，購併掌微後，瑟孚同時擁有處理器與射頻技術，不但可搶下三星的市場，且進一步能夠提供多媒體方案。林宏正表示，相較於三星+瑟孚的方案，掌微的產品較便宜，加上掌微已解決記憶體介面與USB介面問題，並推出高達600MHz工作效能的系統單晶片，可滿足成本敏感的消費性電子市場之需求。  

但另一方面，三星+瑟孚的模式被打破後，PND廠商也可能採用三星處理器搭配其他射頻廠商的方案。因此瑟孚與掌微的產品線將如何配合引來各界好奇的眼光，Canning表示，掌微的多功能系統單晶片平台，可望在PND、汽車與消費性電子領域，為瑟孚方案帶來明顯的差異化，林宏正則說，瑟孚的高品質晶片將持續降價，掌微的低價晶片則可漸漸提升品質，幾年後兩產品線將合而為一。  

瑟孚背腹受敵  

除了透過購併取得新技術外，GPS晶片廠商亦加強既有技術的性能，試圖瓜分由瑟孚獨占的GPS晶片市場。  

而最為成功的即是聯發科技，該公司不僅拿下PND大廠台灣國際航電的訂單，成為繼瑟孚之後的第二家GPS晶片供應商，許多台灣GPS產品廠商也紛紛轉向採用聯發科技的晶片方案，長天董事長徐彰徽表示，聯發科技所開發的GPS晶片具有價格優勢，長天新機種都已採用，且自有品牌「Holux」內建的GPS晶片也從瑟孚轉換為聯發科技，該公司並期望透過聯發科技的低價晶片順利進軍中國市場。  

麗臺開發的定位追蹤器(LBS Tracker)LR 8M03所採用的元件即包括三星中央處理器2442，處理效能約400MHz，瑟孚GPS晶片組Star III，聯發科技手機晶片組6217，支援三頻900/1800/ 1900MHz，再加上CSR藍牙晶片。該公司事業處總經理張龍欽表示，在測試過產品性能後，發現聯發科技的GPS晶片性能與瑟孚相當，但卻極具成本優勢，因此麗臺也將改採聯發科技的晶片方案。  

聯發科技主攻瑟孚既有市場的意圖相當明顯，且因該公司擁有完整手機晶片產品線，未來可望在GPS手機市場上擁有一片天。而除了有低價競爭的聯發科技，還有高效能競爭的u-blox，江敏楠表示，為搶占瑟孚市場，多數GPS晶片廠商祭出低價策略，提供盡量與瑟孚產品效能相當、但較便宜的晶片方案，不同於這些廠商，u-blox卻是強調產品效能優於瑟孚產品，同時，u-blox5物料清單成本比瑟孚Star Ⅲ減少10%。  

江敏楠進一步解釋，多數GPS晶片廠商都是透過CEVA授權才取得相關技術，因此其產品效能大同小異，例如動態追蹤靈敏度，聯發科技方案約-154dBm，u-Nav方案則是-148dBm，仍無法超越瑟孚，而u-blox是自行開發軟硬體技術，無論是自行測試或是由客戶所做的路測都顯示u-blox5方案在偏移距離、偏移修正速度、靈敏度、功耗及定位速度等性能優於瑟孚方案(表1)，江敏楠並認為u-blox5的推出將有機會促使GPS晶片市場大洗牌。

表1　u-blox與瑟孚GPS晶片方案比較表　　　　　製表者：趙珮菁
技術特性	u-blox	瑟孚
偏移距離與修正時間	5%內與一秒內	10%內與三秒內
動態追蹤靈敏度對照精準度	-158dBm	-153dBm
功耗對照靈敏度	低於五十毫瓦，-160dBm	五十毫瓦，-155dBm
		超過七十毫瓦，-156dBm
冷開機首次定位時間	二十九秒	三十至四十秒

面對眾多晶片廠商來勢洶洶，試圖搶占瑟孚的市場，林宏正表示，瑟孚信心滿滿，因為欲在GPS晶片市場上站穩腳步，不是提供技術效能高、成本低的硬體方案便能輕易達成，由於GPS產業整體環境相當複雜，晶片廠商必須擁有足夠的人力支援軟體開發，並且具備足夠的市場經驗以對症下藥，在GPS晶片市場上打價格戰是行不通的。林宏正並相信，在不久之後，擁抱其他競爭者的客戶將會陸續回籠。  

Antenova針對GPS市場開發整合射頻與天線的模組方案，客戶可自行選擇接收器供應商，包括瑟孚、SiGe半導體、Nemerix、u-Nav、Maxim、聯發科技以及GloNav等，該公司執行長Greg McCray表示，瑟孚的產品確實最受客戶青睞，雖然其尺寸與功耗略大，且與軟體GPS射頻/天線模組相較，價格貴三至五倍，但效能最佳，因此仍受到大部分客戶的認同。 面對市調機構指出瑟孚市占率下降，林宏正表示，即便瑟孚的市占率下降，但因GPS晶片市場仍不斷向上成長，銷售量也持續增加，因此瑟孚營收仍穩定成長。  

軟/硬體GPS晶片較勁  

圖6 CSR相信逐步實現GPS+藍牙射頻晶片後，將能加速手機內建GPS晶片。右起為該公司資深行銷副總裁Eric Janson與GPS業務經理Stuart Strickland。

在手持式導航設備興起下，軟體GPS晶片業者也紛紛崛起，包括恩智浦(NXP)、SiGe半導體以及英商劍橋無線半導體(CSR)等皆於2007年上半年陸續宣布推出軟體GPS晶片解決方案，CSR資深行銷副總裁Eric Janson(圖6)表示，相較於硬體GPS晶片組是由GPS基頻與GPS射頻接收器構成，軟體GPS晶片方案則只保留接收器，而GPS軟體能與手機處理器結合，或與PND的微處理器結合，如此一來，不僅可以減少尺寸、降低物料成本，還可以提供高度靈活性，同時適應持續演進的市場，在新功能問世時也能立即進行升級。  

推動軟體GPS晶片的廠商不見得都同時擁有射頻與GPS軟體，例如恩智浦便是在多媒體處理器上整合GPS軟體，因此須搭配協力廠商的射頻方案，而CSR則擁有完整軟體GPS晶片方案，該公司GPS業務經理Stuart Strickland表示，CSR開發GPS晶片方案依循三步驟，首先，該公司已於2007上半年推出三個來自NordNav和英國劍橋定位系統(CPS)的方案，包括採用協力廠商SiGe半導體接收器的軟體GPS晶片方案、AGPS/增強型GPS(E-GPS)伺服軟體以及針對蜂巢定位的行動用戶端軟體；第二步驟、在2007年下半年，CSR將推出一個混合射頻模組方案，整合GPS與現有的藍牙+調頻(FM)收發器，該方案仍使用協力廠商SiGe半導體的接收器，並且能在更短的首次定位時間內，提供無縫定位能力，且降低功耗；第三步驟、在2008年，CSR將進一步開發混合射頻晶片方案，在市占極高的CMOS藍牙接收器內，整合低成本、高效能的GPS接收能力。  

但軟體GPS晶片的效能備受質疑，市場調查機構IMS Research便指出，由手機基頻處理軟體GPS的模式，將導致軟體GPS大幅消耗手機基頻的處理效能，即便手機基頻處理效能在過去幾年已大幅提升，仍無法因應軟體GPS所需，而且耗電量也會隨之升高。林宏正便表示，瑟孚亦擁有開發軟體GPS晶片方案的能力，但該方案競爭力弱，因此瑟孚的作法是利用軟體輔助硬體GPS晶片方案。  

採用硬體GPS晶片方案時，所需的處理器效能僅有60M～100MHz，但軟體GPS晶片方案則需要高達600MHz以上，SiGe半導體便曾對軟體GPS晶片方案做過測試，在1GHz處理器上運作可擁有優異的效能表現，旺玖科技產品研發處副總經理張思恩表示，但目前有1GHz處理器的個人電腦，卻沒有1GHz處理器的PND，何況大部分PND廠商所採用的三星處理器也僅支援400M～500MHz處理效能，即便是內建高效能處理器的手機，亦因整合許多功能在內，無法單單針對GPS功能提供太多處理能力。  

因此，軟、硬體GPS晶片方案的選擇應視客戶產品所採用的處理器能力，McCray表示，SiGe半導體也已將150MIPS需求降至50MIPS，以減少處理器負擔，整合SiGe半導體軟體GPS接收器的模組方案已被新加坡某家PMP廠商所採用。Strickland也表示，整合藍牙與GPS技術的射頻方案將能預先處理GPS資料，以減輕主機端的軟體處理工作，主機端不一定要具備相當高的處理效能，僅需20MIPS。  

兩美元晶片價格刺激成長  

在成本上，軟體GPS晶片方案較具優勢，根據ABI Research研究資料顯示，若要進入高階手機市場，GPS晶片平均銷售價格(ASP)須降至四美元以下，若要進一步打入中低階手機市場，則須降至兩美元以下，同時，該資料指出，在2006～2011年，全球GPS手機出貨量可達兩億支，年成長率將高達45%。而CSR在基於藍牙基頻下的軟體GPS晶片方案僅需不到一美元的晶片成本，此價格應能滿足所有形式的手機，不僅是高階手機而已，Strickland表示，在2007年CSR的主要GPS晶片營收來自PND市場，但採用CSR軟體GPS方案的手機將在2007年底前上市，該公司預估至2008年下半年，手機將能為CSR帶來穩固的營收來源。鎖定智慧型手機市場的SiGe半導體則期望其加速型GPS(Accelerated GPS)解決方案可顯著降低成本。  

林宏正表示，目前高階手機內的GPS物料清單成本約十五美元，瑟孚正朝十美元以下前進，但即便是一美元的軟體GPS晶片，其物料清單成本也須花費五至十美元。u-blox則是藉由省略溫度補償振盪器(TCXO)，並整合低雜訊放大器(LNA)以降低成本，江敏楠表示，此方式不僅可讓元件數低於二十顆，且能比瑟孚晶片成本減少1.5至2美元。張思恩也表示，不像多數GPS晶片廠商是透過授權取得相關軟體，旺玖科技自行開發軟硬體，以成本為首要考量，強調性價比高，相較於瑟孚晶片價格，可減少二分之一至三分之一。  

65奈米/SoC為大勢所趨  

在手持式設備中，功耗與尺寸亦是廠商相當在意的問題，Strickland表示，相較於硬體GPS晶片方案，CSR開發的軟體GPS晶片方案功耗可減少50%，能夠滿足所有可攜式裝置之需求。而瑟孚則是透過製程技術演進以降低功耗，林宏正表示，瑟孚Star Ⅲ採用九十奈米製程技術，預期在2007年第三季至第四季間，會推出採用六十五奈米製程技術的GSC3系列，可減少30%峰值功耗，同時，並利用軟體開發省電模式，兼顧靈敏度達-163dBm，以及快速定位功能。  

在尺寸方面，可透過系統單晶片與系統級封裝(SiP)兩種方式縮小晶片面積，雖然系統單晶片是可攜式裝置的未來發展趨勢，但目前多數廠商仍採用系統級封裝方式，如u-blox單晶片即是，江敏楠表示，其射頻採用0.18微米CMOS製程技術，而基頻則採用0.13微米CMOS製程技術，要整合成系統單晶片並不困難，但卻會因此增加成本。SiGe半導體雖沒有計畫生產完整的系統單晶片，但正在探討生產GPS混合訊號產品的可能性。  

林宏正則指出，在系統平台內，採用系統單晶片較具彈性，雖然相較於系統級封裝來說，系統單晶片的開發時間較長，但對於擁有核心技術與經驗的廠商來說不成問題。  

輔助技術強化定位能力  

為了強化定位能力，各廠商也利用不同方式增強該技術，CSR與SiGe半導體同樣推廣增強型GPS(E-GPS)方案，E-GPS是使用蜂巢網路以支援GPS衛星的取得和時間同步，當在室內無法獲得GPS訊號時，能提供準確的定位，以解決傳統GPS所面臨的定位死角問題。Strickland表示，CSR強調其方案能涵蓋所有地理位置，甚至是都會峽谷(Urban Canyon)，即所謂的室內、濃蔭下或是地下室，這點是其他競爭者所無法匹敵的，就算競爭者能夠達到此要求，也必須花費相當多電力。  

旺玖科技則試圖結合6D/3D感測器以擴大GPS市場，張思恩表示，在複雜地理環境中，例如隧道內或高架橋上，或者在衛星訊號微弱的地方，通常可利用陀羅儀輔助定位，但陀羅儀的價格昂貴，僅適合高階車種採用，因此該公司試圖在中低階GPS市場，利用便宜的感測器取代陀羅儀。  

策略聯盟擴大GPS應用  

在眾多廠商的競爭下，瑟孚相當積極異業結盟，提供內容提供業者應用程式介面，以開發更多服務內容，提升GPS產業價值，林宏正表示，該公司的SiRFecosystem方案結合眾多中、下游廠商的產品，讓GPS不僅局限於狹隘的導航或定位應用，這正是瑟孚能在GPS市場上屹立不搖的原因，近期該公司也正積極與網路搜尋引擎公司洽談合作，在網路伺服器上儲存GPS資料，終端裝置便毋須持續定位。  

與Global Locate相似，瑟孚亦提供定位伺服器方案予電信業者，如與中華電信合作推出AGPS方案，並與中興保全等異業合作，將對手機用戶推出行動逛街資訊等服務。林宏正表示，不同的是，Global Locate的定位資訊必須藉由連線至伺服器才能取得，若採用瑟孚方案，終端設備能夠自行計算，並能自行選擇是否須要連線至伺服端。  

與手機晶片商合作  

GPS手機市場逐漸受到重視，手機晶片廠商當然不會放過該市場，GPS晶片廠商若與手機晶片廠商強碰，孰不知鹿死誰手。目前同時擁有手機晶片與GPS晶片方案，且產品較具競爭力的廠商應屬聯發科技與高通，林宏正便表示，在手機晶片廠商中，同時擁有手機與GPS晶片的高通競爭力相當強，而瑟孚與德州儀器、恩智浦等手機晶片廠商不同，對於這些國際晶片大廠來說，GPS晶片只是眾多產品線的其中之一，但卻須付出相當大的支援能力，因此最好的商業模式應是異業合作，而非彼此競爭。但Strickland表示，高通目前在整合GPS、藍牙與CDMA的方案中，尚未支援EDR規格。

圖7 Tele Atlas與康訊科技共同成立台灣分公司，並發表亞太地區第一台行動製圖車。右起為Tele Atlas共同創辦人暨執行長Alain De Taeye、Tele Atlas亞太地區營運長Mark Steele、康訊科技董事長藍明傳。

台灣是全球首屈一指的GPS相關產品供應地，PND大廠台灣國際航電與神通集團旗下的宇達電通皆為台灣廠商，因此台灣也成為許多國際GPS相關廠商主要據點之一，導航及定位解決方案所需之數位地圖及動態內容供應商Tele Atlas便與康訊科技合資成立台灣分公司。Tele Atlas共同創辦人暨執行長Alain De Taeye(圖7)表示，這家獨立運作的公司將針對該地區提供完整的數位地圖，滿足其可攜式裝置、網際網路、汽車及無線系統與各種應用的需求。

中國將超越台灣

Tele Atlas亞太地區營運長Mark Steele也指出，台灣是一個極度先進的市場，作為全球電子產品的最大供應中心，它也是該地域行動導航系統與無線本地搜尋應用最快速成長的市場之一，Tele Atlas台灣分公司的成立，顯示本區在全球導航系統市場的重要性，也有助於該公司因應台灣客戶對於高精準數位地圖持續成長的需求，尤其是未來結合3D地圖(圖8)將能促進導航裝置市場進一步擴大。

圖8 透過3D地圖，能夠克服複雜的地理環境，提供更精準的導航功能。

若相較台灣與中國大陸GPS零組件市場，台灣廠商偏好採用晶片組，而中國大陸廠商則偏好採用模組，江敏楠表示，雖然就技術能力而言，中國大陸廠商較為落後，但其產品功能整合度卻較領先，目前中國大陸新的高階手機專案必整合GPS功能，一旦這些廠商經營有成，未來將比台灣廠商更具市場競爭力，因此台灣手機廠商不能僅以代工角色自居，等待手機大廠下訂單才願意開發GPS手機，而且手機大廠通常不會將高階手機交付台灣廠商代工。  

搶占伽利略系統市場  

伽利略為歐洲衛星導航系統，可輔助現有的GPS系統，將在2010年進入商業運作。晶片廠商也準備進軍該市場，林宏正表示，瑟孚下一代產品Star Ⅳ不僅提升處理速度、增加更多功能，並支援伽利略系統。  

但對於汽車廠商來說，產品開發週期長，為了因應2010年伽利略系統商業化，現階段的產品開發已須內建伽利略晶片方案，江敏楠表示，由於具地緣優勢，身為歐洲廠商的u-blox已可取得伽利略系統規格，並通過頻寬驗證，早一步搶得先機。