数字电视芯片：寻求多样化时代生存法则

　　阳艳春 北京海尔集成电路设计有限公司副总经理

　　叶伟平 卓联中国区经理

　　王兴军 清华大学数字电视研究中心教授

　　ST 相关人士

　　多样化挑战

　　数字电视芯片

　　今天的数字电视市场存在多种节目源、多种标准、多个显示格式及多个音视频编解码格式，对芯片提出很多挑战，贵公司如何应对这些挑战？

　　ST 数字电视市场蕴藏着很大的潜力，但它同时也是一个分散的市场，产品丰富多样，半导体企业已经很难做到"一对一"的研发。与此同时，今天芯片的研发成本不断攀升。ST去年在机顶盒解码芯片市场出货量达9200万片，市场占有率达到72%。面对这样一个需求庞大但又个性化的市场，ST公司采取"搭一个统一平台来支持所有产品"的设计理念。

　　这里说的单一平台包括硬件和软件两部分。首先，从硬件上看，芯片的性能可升可降，但它们的结构是类似的，因此，硬件工程师在开发高中低不同档次的产品时，将各方案的整体布局做得差不多，这样，他们在设计上的改动就会减少。否则，他们就需要在高中低三种不同的平台上进行开发，工作量会非常大。

　　其次，从软件方面来看，ST做了一个通用的API(应用程序接口)，在所有的芯片上都用同一个API，整机企业只要做好一种应用软件就可以移植到不同的平台上，这样整机企业就可以减少很多的软件开发时间，这个理念类似微软的Windows产品。具体来说，ST采用了STAPI，它是一套ST的得到业界全面支持的并有详细文档的程序接口，它用于创建应用的底层，允许软件在不同的产品系列中自由移植。

　　目前SOC芯片是半导体产品的发展方向，贵公司在数字电视芯片方面如何实现SOC化？

　　叶伟平　减少外围元器件数量，可以提高芯片的性价比，降低机顶盒总体成本。机顶盒产品的芯片由三部分组成，分别是RF射频器件(调谐)、解调芯片及解码芯片。其中，卓联在中国卫星机顶盒的RF射频器件和解调芯片市场上占有70%左右的市场份额。业内目前有一种趋势，就是把后两者做到一起，他们通常采用两种方式：一种是把两个芯片封装成一个多芯片，另一种是把两个芯片做成一个SOC。而RF部分也在整合更多的外围器件，例如VCO(压控振荡器)以提高自身的集成度。

　　卓联半导体公司在调谐器部分做了大量工作。我们于今年8月推出ZL10039器件，这是业界第一款用于FTA(免费接收)卫星数字电视接收机的单芯片卫星调谐器。它进一步集成了一个高性能LNA(低噪声放大器)，无需附加RF电路。这样，结合ZL10313解调器及ZLE10541前端参考设计的支持，卫星机顶盒生产厂商现在可直接在母板上实现FTA接收机所要求的性能，此设计可节省超过5%的整体接收机硬件物料成本。

　　贵单位最近重点推广的新产品和技术是什么？它与以往产品相比有哪些优势？

　　叶伟平　我们在卫星和有线数字电视上都有新产品推出。首先，随着卫星付费电视运营商逐步在2005年和2006年拓展高清晰度业务，市场对高清晰度卫星机顶盒的需求必将有巨大增长。IMS Re-search预测，到2010年，将有超过3300万家庭通过卫星接收高清晰度服务。我们9月底刚刚推出用于付费电视系统的标准清晰度和高清晰度数字卫星电视接收机的ZL10037卫星调谐器。ZL10037器件既适用于低成本的标准清晰度付费电视机，也适用于新兴的8PSK(8相相移键控)高清晰度广播卫星设备市场。我们现在提供针对三种主要卫星系统优化的调谐器：ZL10037芯片用于QPSK和8PSK付费电视，ZL10038器件用于全DVB-S2兼容系统，ZL10039调谐器用于免费接收设备。

　　比起以往产品，ZL10037有更多特色：它对强大的相邻频道信号具有良好的抗干扰能力，非常适合付费电视系统。该单芯片直接转换调谐器可用于1MSps至45MSps(每秒兆符号数)DVB-S(卫星数字视频广播)、DSS(数字卫星系统)和8PSK接收机系统。8PSK能力同时也可用于只有DVB-S2广播模式的系统。它还具有"加电即忘"VCO，免除了大多数竞争产品中对耗时的VCO校准的需要，而集成RF环通(loop-through)则最大限度地减少了外部元件的数量和成本。ZL10037调谐器功耗仅为500mW，通过可编程功耗优化设置，可进一步节省功耗。

　　其次，中国是世界上最大的有线电视市场，估计可达2亿户家庭用户。数字有线电视可为用户提供更多的频道和交互式服务，如视频点播、博彩和股票市场信息等，已在北京、上海和深圳等20多个城市推出。随着中国相关部门正式计划从模拟广播系统向数字广播系统过渡，数字有线电视市场将继续快速增长。卓联针对数字有线电视市场开发了一款QAM(正交调幅)解调器芯片。这款新型芯片是对卓联公司解调器产品组合的重要补充，已于2005年6月提供样片。

　　阳艳春　在国内半导体业界，先后有几家半导体厂商在开发数字电视解码芯片，但是目前能够提供从数字电视信源解码到信道解码及整个解决方案的IC供应商，只有海尔集成电路一家。

　　在与国外公司的竞争中，海尔集成电路不断磨练自己，现在可以提供DVB-S、DVB-C、DVB-T的关键芯片和完整解决方案。同时针对中文在电视上的显示，我们独创了中文字符发生器，还有拉幕式换台(专利技术)、硬件无级缩放等创新技术，赢得市场一致好评。

　　目前我们已经有5款芯片供应市场，每一款都有超过100万颗的出货量，在国内占有过半的市场，在海外也有不少客户。特别值得一提的是我们是目前唯一一家可以提供源代码的芯片供应商，这对做DVB-C的客户有莫大的好处，因为他们可以在这个开放的平台上增加自己的特色，各种增值服务可以广泛地应用在有线数字电视领域。

　　ST　ST今年重点推广新一款用于标准清晰度电视的MPEG解码器STM5105。该款产品将在中国市场取代STi5518，但会保留并加强STi5518的现有性能，并可大幅节约成本。STM5105更优异的性能将有助于中国运营商提供更高附加值的服务，如图形丰富的数据广播和数字录像服务。成本的减少也将有助于降低中国机顶盒产品价格，同时将对中国数字电视行业的发展起到推动作用。

　　除支持STi5518的所有功能外，新解码器还增加了很多新功能，同时提高了产品性能，内置的ST20 32位RISC CPU是机顶盒市场上的主导产品，现在该CPU的时钟速度提高两倍还多，达到200MHz，能够为先进应用提供更强大的功率，提高与主流机顶盒中间件的兼容性。

　　贵单位与哪些中国的整机企业有合作？合作的内容和方式？

　　阳艳春　海尔集成电路开设了公共实验室，专门开放给客户共同开发和调试他们的产品，可以说海尔是那些希望自己开发有线数字电视方案的客户最好的合作伙伴。

　　在与国内厂家的合作上，海尔正在形成良性互动的合作模式。我们开放全部的技术方案，包括提供BOM单、原理图和PCB图及应用软件等全套的技术方案，厂家可以直接进行产品的生产，同时向有开发条件的厂家提供开发系统，支持厂家进行自主的二次开发。厂家为我们提供各地市场的独特需求，我们在芯片上直接进行实现。这样彩电企业不必自己做芯片，也可以不断创新，在竞争中占据有利地位。

　　市场化挑战

　　机卡分离

　　贵单位机卡分离方案的优势是什么？

　　丁中　我们认为PCMCIA方式的机卡分离是我国数字电视产业利益最大化的现实选择。该方案的优势如下：首先，该接口技术具有成熟、开放、各国通用、零专利费的特征以及无限扩展应用的属性；二是该接口技术用于机卡分离已经形成世界潮流，不改变现有的合理的产业价值链结构，因而被全球所有主流技术公司和运营商所接受；三是经过两年多的努力，该接口技术在国内的产业化准备工作已经完成。

　　在过去的两年里，PCMCIA机卡分离方案的产业化准备工作已经完成，以创维、长虹、TCL、康佳、海信、海尔、厦华为代表的国内主要彩电制造商已经成功研制并推出PCMCIA方式的模数兼容一体机。

　　深圳国微是国内产业界PCMCIA机卡分离方式的倡导者和推动者。国微于2004年率先推出第一代国产化PCMCIA条件接收模块即CAM大卡，今年9月成功推出第二代芯片，使CAM大卡成本大幅下降。国微已经完成国内主要CA系统的移植，包括中视联、永新、算通和爱迪德(合计占有国内2/3市场)，目前正在移植天柏和数码视讯，国微与NDS和NAGRA的商谈也在积极进行中。

　　国微委托国家知识产权局查询国外PCMCIA专利及收费状况，结果是没有相关专利，也无收费一说。国微了解了国外著名PCMCIA产品供应商，发现过去10年内没有涉及任何相关专利费的要求和记录。国微正在联手国内外相关单位，包括著名的SCM公司和大唐微电子公司，愿意对国内数字电视产业界发表共同声明，不在PCMCIA接口上谋求任何专利费。

　　王兴军　UTI方案由清华大学提出并拥有知识产权。UTI接口满足条件接收基本业务的需求，能够实现CA机卡分离、电子节目表机卡分离、下载器和中间件等系统的机卡分离，并支持数字版权保护(DRM)，未来还可以支持IP、流媒体以及其他多媒体处理的需求。因此，UTI方案的优势是彻底分离，支持数字电视的全部增值应用；在性能方面拥有目前最高速的物理接口和高速CPU；拥有目前最好的兼容性和可扩展性；即插即用的高可靠性，是目前安全性最高的机卡分离方案；通过UTI-DRM支持对内容及设备的保护；接口协议可以兼容USB2.0和UWB无线连接。

　　数字电视接收机采用USB接口，可以增加许多增值应用，比如数码相机、数码摄像机阅读功能；通过外接USB硬盘具有PVR功能；与计算机连接的功能；外接MODEM功能，使其成为IPTV；节目交换功能等等。

　　贵单位的卡产品被哪些地区的运营商采用？已经被哪些数字电视芯片企业接受并采用到他们的SOC中？

　　丁中　PCMCIA机卡分离方式已成为全球数字电视产业发展的主流，越来越多的著名芯片供应商已经将PCMCIA接口的功能包含在数字电视机顶盒SOC主芯片里面了，包括ST、IBM、Zoran、Philips、Broadcom、ALI、LSI、ATI等。

　　国内主要的彩电制造商，包括创维、长虹、TCL、康佳、海信、海尔、厦华、夏新、华强三洋、西湖数源、上广电、新科、熊猫、LG等都先后开发了采用PCMCIA接口的模数兼容一体机，他们全部采用了国微的PCMCIA方式的CAM大卡以实现条件接收。这些厂家占国内近年彩电销售总量的90%以上。

　　国内已经推出采用PCMCIA接口的机卡分离机顶盒的供应商有海信、创维、九洲、康佳、PBI、同洲、兰光、厦华、TCL、西湖、海尔等20余家，全部采用了国微的CAM大卡。

　　国微提出的PCMCIA接口的机卡分离解决方案采用带PCMCIA接口的基本功能机顶盒，可以明显降低运营商的风险，缓解经济欠发达地区的运营商面临的困难，让整体转换在全国范围内成为可行。国微配合深圳天威视讯和杭州数字电视公司开展了机卡分离试点项目，两地试点都采用PCMCIA接口机顶盒：深圳年底将投放近2万台，杭州计划年底前投放10万台。国微近期开始向有线电视运营商介绍PCMCIA方式的整体转换方案，已经引起广泛关注。国内已经采用PCMCIA接口机卡分离方案进行试点的或对此有兴趣的有线电视运营商包括深圳市、杭州市、泉州市、南京市、陕西省、湖南省、山西省、广东省等。

　　王兴军 ST、ATI、Broadcom、Zoran、TI、SUNPLUS等主要数字电视芯片厂商已经或即将推出带USB接口的数字电视SOC芯片，USB将有望成为数字电视接收机的必备接口。

　　目前，UTI机卡分离方案的产业化进展情况良好。UTI产业化联盟里有30多家企业，其中，UTI卡由北京数字太和开发，创维、九洲、海尔等推出了UTI机卡分离机顶盒，海尔、创维、厦华、鸿源等推出了UTI机卡分离一体机，清华同方、天柏、NDS、爱迪德等推出了CAS，ST、ATI、Sunplus、海尔、Trident、瑞萨等推出了接收机SOC芯片，SMIC、数字太和、爱瑞等推出了UTI卡SOC芯片，国内多家机顶盒厂商以及中间件、浏览器、EPG等厂商也开发了UTI软件。

　　在市场推广方面，我们首先在河北省推广基于UTI机卡分离的机顶盒和一体机方案。第一个试点唐山运转半年情况良好，石家庄的试点也已经推开。中央电视台决定在其高清数字电视广播的接收机采用机卡分离方案，目前正在与我们联合研究基于UTI机卡分离的具体实施方案。国内若干运营商也正在洽谈采用UTI技术的实施方案。

　　贵单位未来在技术、成本和合作模式等方面采用哪些策略来推广自己的卡产品，使产品的市场份额更大？

　　丁中　我们认为，PCMCIA机卡分离方式可以加速全国范围内的数字电视整体转换的早日实现。第一个方面是模数兼容的一体机。近两年来，国内主要彩电制造商都研制了带PCMCIA接口的模数兼容一体机，机中内置了一台带PCMCIA接口插槽的基本功能的机顶盒，因此既可以收看模拟电视，也可以直接收看数字电视。通过遍布全国城乡的家电销售网络，消费者自由挑选、自愿购买一体机，可以使数字电视的基本收视群体每年以新增上千万户的速度扩大。

　　第二个方面是低成本的基本功能的机卡分离机顶盒。该盒子与一体机内置的机顶盒是完全一样的，具有稳定可靠的数字电视解码和基本收视功能、基本EPG功能和PCMCIA接口插槽。如果数量达到百万级，成本会下降到230元～250元。如果运营商需要，可以在目前任何SMS系统上添加一个符合DVB标准的用户认证模块，其安全性达到银行电子钱包的级别，接收终端增加的成本仅为10元。此用户认证模块是一个过渡措施，今后将被付费电视需要的条件接收CA系统所替代，两者完全兼容，没有冲突。实现条件接收需要的CAM卡由高端用户自费购买，国微研制的全国产第二代CAM卡成本已经低于70元。

　　通过赠送这样的机顶盒，即使经济欠发达地区的运营商也可以在不增加现有收费的情况下开始实施数字电视的整体转换。相关要点包括：用户月费中仅分出2.5元用于偿还盒子款；国家开发银行贴息贷款75%，期限10年；投资商配套25%资金或100%资金以购买盒子；黑户白户和一户多机的新增收入用于偿还本金和分成；付费电视和其他增值服务的新增收入用于偿还本金和分成。

　　建议信息产业部与国家广电总局尽快就模数兼容一体机达成共识，希望看到一体机中的机顶盒功能与可以用于整体转换的基本功能机顶盒一致。实现了这一点，我国数字电视的用户每年将以数千万的数量增加；数字电视整体转换将在全国实现；数字电视产业的春天就到了！