移动音频IC应用领域主要是手机和MP3 播放器。手机用音频IC主要有3类,一是和弦IC,二是CODEC,三是音频放大IC。MP3播放器用音频IC主要是MP3解码IC和CODEC。
和弦IC市场前景不妙,全球主要的手机厂家诺基亚、摩托罗拉、索尼爱立信、西门子都极少采用和弦IC ,尤其是2005年以后,这四大厂家一般采用应用处理器和定制模拟基频来完成和弦功能。采用和弦芯片的厂家主要是三星、LG和国产厂家。而这些厂家的市场占有率正在逐渐下滑,尤其是三星,市场占有率下滑了近10%。国产厂家也是举步维艰,即便是黑手机,销量也有所下降。未来随着半导体工艺的发展,混合信号集成到纯CMOS工艺的逻辑芯片中将越来越简单,集成和弦的SoC 是大势所趋。而和弦IC的供应厂家却越来越多,最早是雅马哈一家独大,后来雅马哈与OKI平分市场,接下来是中星微异军突起,现在方泰微电子也在强攻此领域。和弦IC的价格急剧下降,利润越来越薄。和弦IC厂家的日子开始难过,雅马哈是三星和弦IC唯一供应厂家,不过雅马哈也不得不靠降价拉拢三星,雅马哈电子半导体部门的利润从2004财年的200亿日元,降低到79 亿日元,而出货量还增加不少。OKI的利润也是大幅度下滑75%。对于和弦IC厂家来说,转型是必须的。转型不是简单地把和弦上加入MP3 播放功能,要知道大部分基频都支持MP3播放。和弦IC厂家应该朝多媒体应用处理器领域进军。
音频CODEC领域的厂家不多,主要有TI、AKM和欧胜微电子。音频CODEC的进入门槛颇高,精通DELTA-SIGMA变换的厂家才能在此领域具备一席之地。并且音频CODEC最多应用在压缩音乐播放器上,特别是MP3和数码相机上,用量巨大,对音频CODEC厂家来说,手机只是副业,只是锦上添花,即便失去也不会太在意。音频CODEC的市场也不大,诺基亚、摩托罗拉、索尼爱立信、西门子都不大可能采用音频CODEC,他们都将此功能集成到基频或者应用处理器领域。只有缺乏定制基频IC能力的三星、LG和国产厂家愿意用音频CODEC,并且是只有在特别追求音质的手机中才会使用,使用量远不如和弦。
音频放大IC单独出现的手机越来越多,此前音频放大都集成到模拟基频里。音频放大IC单独出现的原因很简单。一是音乐手机、MP4手机和电视手机为方便浏览和聆听,通常会附加1-2个小喇叭,要驱动这两个小喇叭需要比较大的输出能力,集成到基频里的音频放大通常驱动能力比较差,而这类手机的出货量在持续增加。二是追求高音质的手机大量出现,集成到基频里的音频放大音质比较差。诺基亚2005年大约75%的手机都采用独立的音频放大IC,三星则大约70%的手机采用独立的音频放大IC。摩托罗拉和索尼爱立信则较少使用独立的音频放大IC。
音频放大的门槛更高,尤其是AB类音频放大,国家半导体在音频领域竖立了泰山北斗级的地位,即便是强如德州仪器也无法和国家半导体比肩。国家半导体在手机音频放大领域耕耘30年,经验丰富,尤其擅长控制性价比。产品线也异常丰富,多达60款产品,满足不同类型的需要,同时提供强大的技术支持。
面对国家半导体在AB类音频放大领域的超级地位,各厂家都避免和国家半导体正面竞争。D类音频放大器成为这些厂家的首选,尤其是德州仪器,试图以D类音频放大冲击国家半导体在音频领域的地位。
D类在4、5年内可能都不会成为主流,原因有几点,一、D类最大的优点是效率高,但是这个优点并不明显,在中等输出功率下,D类比AB类最多高15-20%的效率。二、D类音频放大IC价格高,通常AB类音频放大器平均价格为0.5美元以下,D类价格在0.6-1.5美元之间,尤其是失真比较小的产品。三是音质不好,音质评价是一个很主观的评价,低失真未必就代表高音质。D类虽然可以做到很低的失真,但是音质还是不能和AB类比,因为D类产生大量的高频谐波,这些谐波虽然理论上人耳无法听到,但是仍然影响人的听觉系统,人类的听觉系统复杂,耳朵并非是人类听觉系统荣的全部。D类的声音生硬就因为此。四是EMI电磁干扰,D类产生的高频谐波,可能会对手机RF部分或者天线部分产生干扰,降低手机的灵敏度,导致手机无法正常工作。第三个问题是最难解决的,甚至是无法解决的,其他的问题都是相对比较轻松。
常见手机用D类音频放大IC特性一览
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LM4667 |
TPA2010D1 |
TPA2005D1 |
MAX9700 |
NCP2820 |
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推出日期 |
2004年9月 |
2003年10月 |
2002年7月 |
2004年6月 |
2005年6月 |
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价格(千颗起,美元) |
0.48 |
0.5 |
0.5 |
0.59 |
0.68 |
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封装 |
9脚,MicroSMD |
WCSP |
QFN、BGA |
UCSP |
WCSP |
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声道 |
单 |
单 |
单 |
单 |
单 |
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功率输出at 3.3V & 1% THD |
450mW |
730mW
(3.6V) |
580mW(3.6V) |
450mW |
700mW(3.6V) |
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THD |
0.35%( VDD = 3 V PO = 100mWRMS; fIN = 1kHz)
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0.20%(VDD = 2.5 V, PO = 200 mW, RL = 8 W, f = 1 kHz)
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0.20%(VDD = 2.5 V, PO = 200 mW, RL = 8 W, f = 1 kHz)
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0.01%( VDD = 3 .3V PO = 125mWRMS; fIN = 1kHz)
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0.09%(VDD = 3.6 V, PO = 250 mW, RL = 8 W, f = 1 kHz)
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PSRR |
-55dB |
-75dB |
-75dB |
-70 dB |
-62 dB |
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封装面积 |
1.46mmx 1.46mm |
1.45mmx1.45mm |
2.5mm x 2.5mm |
1.5mm x 2mm |
1.45mmx1.45mm |
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应用实例 |
诺基亚8800 |
摩托罗拉MPX220 |
LG F1200、SV-130、SV-140、SV9140、T5100。三星X200 |
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