藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy)技術的重要性與日俱增。智慧型手機大行其道，帶動周邊智慧配件商機大量涌現；為與智慧手機更方便連結，智慧配件制造商紛紛導入已有廣大市場采用基礎的藍牙低功耗技術，激勵相關晶片需求急遽增溫。
在藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy)技術標準的助力下，智慧配件(Appcessory)市場正加速起飛。繼iOS與Windows作業(yè)系統(tǒng)后，GoogleAndroid 4.3版作業(yè)系統(tǒng)，也于日前正式開始原生支援藍牙4.0標準的Smart Ready技術，此舉不僅有助進一步擴大藍牙在智慧型手機與平板裝置的滲透率，更將激勵相關配件制造商加速導入藍牙Smart(即藍牙低功耗)，為智慧配件發(fā)展挹注強勁動能。
以往，在Android尚未宣布支援藍牙Smart Ready并開放應用程式介面(API)之前，雖也有品牌廠推出搭載藍牙4.0技術的智慧型手機，但由于整體數量仍舊有限，導致智慧配件制造商采用藍牙低功耗的態(tài)度搖擺不定。如今Android 4.3版作業(yè)系統(tǒng)加入原生支援的行列后，將使藍牙Smart Ready全面進駐手機、平板、個人電腦及數位電視等主控端產品，成為各種智慧配件最佳的連結中樞(Connected Hub)(圖1)，進而大幅提升配件業(yè)者導入藍牙低功耗的意愿。
圖1 藍牙Smart Ready與藍牙Smart技術的對應關系
智慧周邊發(fā)展無可限量
Nordic執(zhí)行長Svenn-Tore Larsen強調，藍牙低功耗將是智慧配件發(fā)展不可或缺的關鍵技術。
負責定義藍牙低功耗規(guī)格的主要廠商Nordic半導體執(zhí)行長Svenn-Tore Larsen(圖2)表示，藍牙低功耗是藍牙4.0標準中極為重要的一項特色；而由于智慧型手機、平板裝置與筆記型電腦皆已廣泛支援藍牙4.0功能，因此兼具低成本與配對容易的藍牙低功耗技術，遂成為相關智慧配件開發(fā)商產品研發(fā)的首選方案。
Larsen預期，2014年大多數智慧型手機與平板裝置都將成為藍牙Smart Ready裝置，因而將吸引更多制造商開始利用藍牙低功耗方案，開發(fā)可與手機或平板無線連結的智慧配件，產品涵蓋家居應用、運動設備、玩具、消費性電子及醫(yī)療設備等領域，可望掀動藍牙技術新一波成長浪潮。
Larsen進一步援引市場研究機構的數據指出，至2020年，全球智慧型手機與平板裝置的出貨量預估將達到六十一億具規(guī)模，而相關智慧配件的數量則將遠超過此一數字，足見未來智慧配件商機成長的潛力十足。
Nordic強推藍牙低功耗
看好智慧配件對藍牙低功耗晶片的需求前景，一向專精于超低功耗射頻技術的Nordic半導體，推出新一代可支援多種短距離無線通訊協(xié)定的藍牙低功耗系統(tǒng)單晶片(SoC)系列，期以更高整合度、更小尺寸及更容易開發(fā)的解決方案，協(xié)助智慧配件制造商加快產品上市時程。
Nordic藍牙低功耗SoC--nRF51產品系列，包括nRF51822、nRF51422及nRF51922三款產品，皆采用安謀國際(ARM)32位元Cortex-M0做為中央處理器，并具備創(chuàng)新的軟硬體設計架構，因此不僅射頻鏈路預算增加高達9.5dB，且處理能力較8位元方案提升達十倍以上，平均電流更比前一代nRF8000系列方案減少50%。
另外，nRF51產品系列還具備與Nordic先前產品接腳及軟體相容的特色，可讓既有客戶輕松升級，并提高軟體的重用性，減輕產品開發(fā)負擔。更值得一定的是，nRF51產品系列能提供3.5毫米×3.8毫米的晶圓級晶片尺寸(WLCSP)封裝，特別適合電路板設計空間極為有限的可攜式或穿戴式產品應用。
據了解，nRF51822能支援專屬2.4GHz射頻及藍牙低功耗雙重協(xié)定；nRF51422系適合用來開發(fā)兼具專屬2.4GHz射頻及ANT協(xié)定支援能力的應用；至于nRF51922則可同時支援ANT及低功耗藍牙技術，可滿足各種智慧配件設計無線連結需求。
Larsen透露，目前已有許多客戶采用nRF51方案進行智慧配件設計，預計今年底開始相關產品即會陸續(xù)出籠；預估藍牙低功耗產品占該公司營收比重將由2013年第三季的17.5%，進一步攀升至第四季的25%，并在2014年創(chuàng)下成長超過三倍的亮麗表現。
藍牙低功耗市場戰(zhàn)火熾
事實上，除Nordic積極搶攻外，包括博通(Broadcom)、ROHM集團旗下的LAPIS、意法半導體(ST)、賽普拉斯(Cypress)，以及戴樂格(Dialog)等業(yè)者，也看好智慧配件成長商機，并競相于今年推出藍牙低功耗系統(tǒng)單晶片，讓市場競爭戰(zhàn)火急遽升溫(表1)。
Nordic產品管理總監(jiān)Thomas Embla Bonnerud表示，愈來愈多半導體廠已開始體認到藍牙低功耗技術的發(fā)展?jié)摿?，其中不乏?guī)模龐大、制度健全的重量級廠商，如意法半導體、博通等；此外，芯科實驗室(Silicon Labs)、Quintic等業(yè)者亦挾射頻技術專長積極切入，期在藍牙低功耗領域搶占一席之地。
據了解，Nordic、CSR與德州儀器(TI)由于較早推出產品，是目前藍牙低功耗市場上主要晶片供應商。其中，CSR與德州儀器的SoC解決方案，分別以16位元和8051微控制器開發(fā)，而Nordic第一代nRF8000系列為藍牙低功耗無線連結晶片，至2012年第二代nRF51系列，才采用安謀國際32位元Cortex-M0微控制器核心打造整合度更高的SoC。
Bonnerud指出，Cortex-M0核心從睡眠狀態(tài)至運作狀態(tài)，僅需2.5微秒(μs)喚醒時間，啟動速度較8位元方案快一百倍，因此不但處理能力提升達十倍，也大幅縮減功率消耗。另外，Cortex-M0完善的工具鏈及軟體生態(tài)系統(tǒng)，亦可提供應用產品制造商更有效率的開發(fā)環(huán)境，是市場接受度相當高的微控制器架構。
也因此，除CSR與德州儀器外，其他后進業(yè)者多半是采用Cortex-M0架構開發(fā)藍牙低功耗SoC。較特別的是，博通雖也選擇ARM架構核心，但系以效能等級更高的Cortex-M3做為發(fā)展基礎。不過，市場人士大多認為，以現階段智慧配件應用而言，Cortex-M0效能其實已綽綽有余，Cortex-M3等級的藍牙低功耗方案，則較適合未來功能更復雜的智慧手表或智慧眼鏡應用。
面對愈來愈多半導體廠加入藍牙低功耗市場戰(zhàn)局，且當中部分業(yè)者行銷及研發(fā)資源皆極為雄厚，營運規(guī)模相對較小的Nordic依舊信心滿滿。Bonnerud強調，Nordic自2003年即開始專注于超低功耗無線技術，至今已在無線滑鼠與鍵盤市場取得65%的主導地位；不僅如此，Nordic亦是藍牙低功耗標準的主要貢獻者，且為藍牙技術聯(lián)盟的核心成員，再加上nRF51超低功耗、高整合度等領先優(yōu)勢，該公司有信心能在強敵環(huán)伺中脫穎而出。[!--empirenews.page--]
Bonnerud進一步透露，未來2?3年，Nordic將繼續(xù)戮力縮減藍牙低功耗SoC的整體耗電量達50%以上，并增強6dB以上的鏈結預算及四倍處理器效能，同時精進協(xié)定堆疊(Protocol Stack)及韌體等軟體解決方案，以持續(xù)提升產品及市場競爭力。
顯而易見，在三大行動裝置作業(yè)系統(tǒng)相繼支援后，藍牙低功耗已成為智慧配件與智慧型行動裝置連結的最佳選擇，未來可望刺激更多創(chuàng)新配件應用的誕生，并為相關晶片供應商帶來龐大市場商機；而晶片業(yè)者唯有能掌握客戶需求，并達到小尺寸與超低功耗設計要求，方能在激烈競爭中贏得最大勝利。
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