| （一）狂热的后遗症
历史上，PC工业是半导体需求的主要动力，尤其是微处理器、存储器和图形处理器。由于饱和度越来越高，PC的增长趋于平稳，而通信应用成为行业主要驱动因素。在本次行业不景气之前，人们预计，到2005年通信IC将占行业半导体销售的1/3。通信应用增长较快的包括数字信号处理器（DSP）、快闪存储器、射频芯片组以及功率放大器。然而，通信市场受到了行业不景气的沉重打击。
1998年，通信约占半导体工业收入的16%，2000年上升到24%。这是因为大规模的因特网基础设施建设以及与新的通信网络连接的设备需求激增。
1999年和2000年基础设施投资过热，服务提供商争相投巨资升级通信基础设施。当泡沫破灭时，行业面临的是需求下降和大量的库存。2002年，通信半导体下降到占市场总额的20%。通信IC涉及的终端应用市场非常广泛，跨越了局域网（LAN）和广域网（WAN），包括信号发送、交换和传输基础设施如以太网、异步传输模式（ATM）和时分多路转换（TDM）交换机、同步光纤网络（SONET）多路传输机、光纤交换机、无线基站、数字用户线接入多路传输器（DSLAM）等等。通信IC可以进行机顶盒、有线调制解调器、DSL CPE设备、无线手机以及无线LAN等的有线和无线连接。通信IC涉及的半导体器件很多。例如一部典型的移动电话包括模拟与数字信号处理（DSP）、存储器和其他半导体器件。通信网络设备和IC一般完成三大功能：（1）接入。接入设备包括移动电话、有线调制解调器、数字用户线（DSL）设备等。（2）传输。传输设备包括光学设备，如同步光纤网络（SONET）和密集波分复用器（DWDM）等。（3）交换/路由。包括声音或时分多路传输（TDM）交换机，以及数据包交换机，如异步传输模式（ATM）交换机和路由器。
2000年通信和网络半导体市场激增，2001和2002年又急剧下降。据Gartner Dataquest的数据，2000年通信和网络半导体增长48%，大约达到650亿美元。图1为2000年市场规模及构成。其中通用半导体包括存储器、微处理器、微控制器、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑器件（PLD）、标准逻辑器件、分立器件和低速光电器件。
通信专用集成电路（ASIC）和专用标准产品（ASSP）约占2000年通信半导体市场的50%。 如果不算光学元器件，2000年通信IC市场增长40%，达到562亿美元，占全球半导体销售额的27%。2001年整个通信IC市场估计下降40%，降至400亿美元。估计目前无线市场约占通信IC的60%，有线通信和网络IC约占40%。最近两年有线通信IC市场受到的冲击比无线市场大。整个通信IC市场非常分散，没有一家公司的市场份额在10%以上。主要厂商包括Agere、摩托罗拉、TI、Infineon、英特尔、STMicroelectronics和飞利浦。
（二）网络应用半导体
网络应用半导体包括LAN芯片、接入IC，以及传输和交换IC。表1为IDC对全球网络IC的预测。
表10 全球网络IC收入
单位：百万美元
| |
2001年 |
2002年 |
2003年 |
2004年 |
2005年 |
2006年 |
2002～2006年复合年增长（%）
|
|
以太网 |
1299.7 |
1307.5 |
1480.9 |
1672.7 |
2043.6 |
2451.0 |
17.0 |
|
接入 |
2152.8 |
1743.3 |
1781.4 |
1667.1 |
1550.3 |
1466.8 |
－4.2 |
|
T/E |
419.2 |
313.0 |
300.1 |
311.7 |
314.6 |
315.1 |
0.2 |
|
HDLC |
111.2 |
79.5 |
71.5 |
77.0 |
77.8 |
76.6 |
－0.9 |
|
ATM |
293.4 |
212.4 |
197.9 |
210.8 |
249.2 |
301.0 |
9.1 |
|
SONET/SDH
|
892.7 |
606.0 |
546.6 |
573.7 |
717.7 |
921.9 |
11.1 |
|
NP/CP/背板 |
1146.8 |
1039.7 |
1057.2 |
1262.1 |
1604.7 |
2029.0 |
18.2 |
|
LAN 专用集成电路
|
533.5 |
470.2 |
457.7 |
419.3 |
366.1 |
308.8 |
－10.0 |
|
WAN 专用集成电路
|
436.1 |
332.1 |
298.6 |
293.7 |
289.2 |
268.0 |
－5.2 |
|
无线LAN（WLAN）
|
226.3 |
269.0 |
444.4 |
646.0 |
859.9 |
1069.6 |
41.2 |
|
存储区域网（SAN）
|
125.0 |
120.5 |
137.9 |
167.4 |
200.2 |
238.2 |
18.6 |
|
总计 |
7636.7 |
6493.2 |
6774.2 |
7301.5 |
8273.3 |
9446.0 |
9.8
|
资料来源：IDC，2002年11月
1.局域网（LAN）半导体
局域网产品包括网卡（NIC）、集线器、交换机以及路由器。以太网是主要的LAN协议，是在LAN铜缆上传输IP数据包的通用2层协议。由于价格下降和距离限制扩大，LAN市场正从以太网和高速以太网向千兆位以太网过渡。这将需要几亿个千兆位以太网新端口。随着千兆位以太网的发展，用户在几公里距离的光纤上可获得的数据传输速度在每秒1千兆位以上。预计千兆位以太网的功能将不断进入各种应用，如前沿路由器、工作组交换机、存储区域网（SAN）以及服务器。这种过渡首先从服务器和存储应用开始，并逐步向台式机应用扩展。Marvell估计，到2003年底千兆位以太网将用于所有台式机，80%～90%的网络方案将从高速以太网转换成千兆位以太网。千兆位以太网将作为标准性能演变成计算机主板上的LAN，有可能废除NIC。中国台湾Realtek半导体公司正在推出一种新的单芯片千兆位以太网方案，使千兆位以太网NIC的价格从目前的20美元降至2003年下半年的10美元以下。据IDC的数据，2002年涉及以太网市场的网络半导体增长1%，达到13.08亿美元。估计千兆位以太网占以太网IC市场的15%。控制器（MAC）、收发机和交换机各占LAN IC市场的30%以上。
千兆位以太网芯片领先厂商包括Marvell、Broadcom、英特尔、Agere和LSI Logic。Marvell在千兆位以太网收发和交换市场稳步增长。该公司借助千兆位以太网、存储和无线LAN（WLAN）的强劲增长趁势而起，成为本次行业不景气中稳步增长的少数公司之一。
Marvell通过与英特尔合作开发单芯片千兆位NIC，上升到千兆位以太网领先地位，成为最大的千兆位以太网端口供应商。英特尔获得了服务器千兆位以太网卡的大部分市场份额。英特尔估计占高速以太网的40%份额，占千兆位以太网60%～70%的份额。Marvell不仅和英特尔共同推出了附加芯片，而且还推出了以其Yukon千兆位以太网控制器为基础的自有NIC。3Com最近选择Yukon系列千兆位以太网控制器，用于下一代台式机中。
无线LAN（WLAN）。在便携性的诱惑下，无线LAN技术如802.11日益受到关注。该市场的主要厂商包括Intersil、RF Micro Devices、德州仪器、Broadcom、英特尔和Marvell。目前的市场规模仍很小，由2.4GHz频率范围、数据速度为11Mbps的 802.11b技术规范主导。2003年的802.11g技术与802.11b无线电安装基础兼容，但在2.4GHz范围内提供更高的速度，达到54Mbps。OEM正在推动多制式WLAN，带有双带、单芯片无线电和多协议基带MAC芯片。
据IDC统计，2002年WLAN半导体市场增长19%，达到2.69亿美元。预计2003年增长65%，成为最热门的半导体市场。预计2002～2006年WLAN半导体以41%的复合年增长率增长，到2006年达到11亿美元。IC Insights估计，2003年802.11芯片组发货量将增长80%，达到3500万个。WLAN的 PC附加率将从2002年的25%上升到2003年的35%。2002年，IBM和诺基亚合作，加速推出WLAN接入点。两家公司称，到2005年将新增大约10万个WLAN hot spots。2003年3月，英特尔推出迅弛（Centrino）平台，希望进一步刺激WLAN市场。迅弛将包括英特尔新的Banias处理器，这是专门为移动应用以及80211芯片组设计的。英特尔提出，今后要将某些WLAN功能集成到核心逻辑芯片组中。预计该市场的兼并难以避免。截至2002年底，共有50多家802.11网络应用IC供应商。3家最大的WLAN半导体竞争者分别为Intersil、RF Micro Devices和Marvell。
电力线网络。这是采用现有室内电力线的局域网络。目前还是一个新市场，预计获得少数家庭LAN市场。在该市场的半导体公司包括Conexant、Adaptive Networking、Enikia、Intellon、Domosys和Echelon。
家庭电话线网络。这是通过现有电话线连接的家庭局域网络。在该市场的IC供应商包括AMD、Conexant、CP Clare和英特尔。
2.接入市场
由于最近5年兴建了大量的远距离传输能力，带宽的瓶颈转移到了网络的接入部分，即通常所指的“最后1英里”。终端用户通过各种方式接入网络，包括电缆、卫星、数字用户线以及移动电话。
据IDC的数据，2002年接入市场的IC下降19%，降至17亿美元，比2000年的最高水平下降50%以上。2001年，xDSL超过ISDN/模拟调制解调器，成为最大的接入半导体产品。Conexant是接入IC的市场领先者，在模拟调制解调器和传真半导体中占居领先地位。估计模拟调制解调器芯片组占Conexant宽带通信业务的40%～45%。
窄带和宽带接入IC市场（不含移动电话）仍然由模拟调制解调器主导。但市场增长将由高速连接如数字用户线（DSL）和电缆调制解调器驱动。模拟调制解调器和传真IC市场是一个成熟下降的市场。下面重点探讨机顶盒或家庭网关的新兴应用。
（1）机顶盒和家庭网关
机顶盒是一种用户装置，一般和电视机连接。根据所接收的信号类型可将机顶盒市场分成几大块：电缆、卫星、地面和数字用户线（DSL）。目前的机顶盒功能比较有限，许多新服务如数字电视频道、高速因特网接入、IP电话、互动式电视向导以及视频点播，需要投入几十亿美元升级基础设施。提供这些新的服务，需要更先进的机顶盒。
机顶盒的未来模式是成为家庭网关。预计将融入DOCSIS电缆调制解调器和无线LAN技术等性能。除了宽带和无线连接外，每一个网关将含有硬盘驱动，允许个人视频录像（PVR）。PVR技术使用户可以录制几小时的电视节目，而不需要单独的VCR。Digeo正在开发一种媒体中心，将数字电缆、视频录像、数字音乐、游戏和照片组合在一个机顶盒内。这些装置将提供双向互动式服务，并将信号分配到用户家里的另一个装置，如第二台电视或PDA。
据2002年11月In－Stat/MDR的一份报告，2002年全球数字电缆机顶盒发货量估计下降30%，从2001年的1440万台降至1010万台。电缆机顶盒的总收入估计从2001年的29亿美元降至2002年的23亿美元，但具有PVR功能的电缆机顶盒和高清晰度电缆机顶盒需求稳定。2002年，北美电缆机顶盒发货量约占总发货量的80%。摩托罗拉和Scientific Atlanta是两家最大的电缆机顶盒制造商，估计分别占2002年市场份额的55%和29%。
最近两年，卫星机顶盒的发货量高于电缆机顶盒，估计分别占2002年机顶盒发货总量的51%和48%。预计卫星机顶盒到2006年将占机顶盒市场的55%，届时电缆机顶盒估计占机顶盒市场的39%。数字用户线（DSL）增长将主要由亚洲和欧洲新的拓展驱动。IDC预计，到2006年该市场将占机顶盒发货量的6%。
下一代机顶盒的各种功能为半导体供应商提供了新的机遇。不管是电缆、卫星、地面还是SDL服务，都涉及到射频（RF）的应用。RF的关键技术包括载波、调制、解调。机顶盒的两大主要功能是模拟前端和数字后端处理功能。
主要前端功能或器件包括：调谐器、解调器、多路解调器、驱动器/接收器、数据泵、电缆调制解调器芯片组。主要后端功能或器件包括：解码器、图形控制器、CPU或嵌入式微控制器。表11和表12为电缆和卫星机顶盒半导体市场规模。对于这些数据有几点需要说明：（1）尽管卫星机顶盒市场大于电缆，但电缆机顶盒的硅含量较高，因为采用了价格更高的双向QAM解调器用于上游传输和单独带外（out of band）调谐器/混频器。（2）2002年，卫星机顶盒市场比电缆机顶盒市场提前向硅调谐器过渡，电缆机顶盒市场过渡预计在2003年进行。（3）估计2003年电缆市场向集成机顶盒芯片过渡，但卫星市场要到2004年以后。（4）在两大市场上，最大的元器件要数接收器/解调器＋预先纠错（FEC）和MPEG解码器/处理器＋编码器。合计占机顶盒半导体市场的55%～60%。（5）单芯片设计将驱动数量增长，同时加速价格下降，因而限制市场增长。
机顶盒半导体市场主要趋势为：（1）集成至上。集成可以降低成本、降低功耗和缩小尺寸。集成半导体的发展包括用于DSL调制解调器的集成数据泵和用于电缆调制解调器和机顶盒的多调谐器芯片。集成数据泵将模拟前端、ADSL数据泵以及主界面结合在一起。IDC预计，由于机顶盒工业向单芯片前后端设计发展，所以将出现“优胜者包揽一切”的趋势。（2）多调谐器将成为必需。全球年产用于电视频带的宽带调谐器3亿多个。下一代机盒可能要求4～5个调谐器，以满足迅速的信号探测、调谐和转换要求。新的调谐器将把所有有源RF元件集成在单一芯片上，可减少150多个分立元器件。（3）将机顶盒功能直接集成到电视机中。互动式数字电视市场方兴未艾。据消费类电子产品协会预测，数字电视机的销售将从2001年的110万台增长到2004年的540万台。这些数字电视机大部分不提供集成互动或PVR技术，这并不意味着在该市场无所作为。（4）数字地面机顶盒市场正在兴起。在欧洲，数字地面电视以COFDM技术为基础，而美国采用8VSB技术。最近，美国联邦通信委员会（FCC）通过法规，要求到2004年所有美国电视机都要有数字调谐器。这有可能加速地面半导体产品的发展。单芯片地面方案有可能逐步集成到电视机中。
表11 电缆机顶盒（不含PVR）半导体器件市场规模
单位：百万美元
|
|
2001年 |
2002年 |
2003年 |
2004年 |
2005年 |
2006年 |
|
分立金属外壳调谐器
|
116 |
72 |
－ |
－ |
－ |
－ |
|
硅调谐器 |
－ |
－ |
62 |
62 |
50 |
49 |
|
双向QAM解调器＋FEC
|
205 |
119 |
－ |
－ |
－ |
－ |
|
MPEG解码器／处理器＋编码器
|
333 |
206 |
－ |
－ |
－ |
－ |
|
集成机顶盒芯片＊ |
－ |
－ |
352 |
352 |
282 |
293 |
|
DRAM |
51 |
40 |
52 |
49 |
42 |
44 |
|
快闪存储器 |
24 |
14 |
16 |
20 |
22 |
26 |
|
模拟 |
85 |
59 |
62 |
62 |
49 |
49 |
|
VCXO |
9 |
5 |
6 |
6 |
4 |
4 |
|
电缆带外（out－of－band）调谐器/混频器 |
36 |
22 |
23 |
23 |
19 |
18 |
|
总 计 |
859 |
537 |
572 |
574 |
468 |
484
|
＊集成机顶盒芯片包括解调器、MPEG解码器／处理器和显示编码器
资料来源：IDC
表12 卫星机顶盒（不含PVR）半导体器件市场规模
单位：百万美元
|
年 份 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
|
分立金属外壳调谐器
|
115 |
－ |
－ |
－ |
－ |
－ |
|
卫星硅调谐器 |
－ |
27 |
25 |
25 |
29 |
29 |
|
QPSK接收器／解调器＋FEC
|
53 |
27 |
25 |
－ |
－ |
－ |
|
MPEG解码器／处理器＋编码器
|
299 |
176 |
159 |
－ |
－ |
－ |
|
集成机顶盒芯片＊ |
－ |
－ |
－ |
186 |
226 |
233 |
|
DRAM |
51 |
41 |
46 |
43 |
55 |
57 |
|
快闪存储器 |
24 |
14 |
14 |
18 |
28 |
34 |
|
模拟 |
84 |
59 |
54 |
55 |
64 |
63 |
|
VCXO |
9 |
5 |
5 |
5 |
6 |
6 |
|
总 计 |
635 |
349 |
328 |
332 |
409 |
421
|
＊集成机顶盒芯片包括解调器、MPEG解码器／处理器和显示编码器
资料来源：IDC
图2描述了机顶盒的供应链，提供了主要厂商以及终端用户增长和最终半导体需求之间的关系。
资料来源：Dlouhy research
图2 机顶盒供应链
2002年估计机顶盒半导体市场下降37%，降至9.4亿美元。该预测不包括新兴地面机顶盒市场。估计2002年发货量下降20%，价格下降23%。这是因为后端半导体集成度提高，以及从金属外壳调谐器向硅调谐器转换。今后，平均售价可能会趋于稳定，因为下一代机顶盒融入了新的能力如集成PVR，它将要求更多的存储器、处理能力和模拟元件。
随着竞争方将前后端功能集成在单一机顶盒芯片上，机顶盒的设计竞争加剧。主要竞争者包括STMicroelectronics、Broadcom、Conexant、飞利浦、National Semiconductor等。在以MPEG解码为主的后端处理功能方面，STMicroelectronics是电缆调制解调器和数字机顶盒市场的最大供应商，占2000年9.3亿美元市场规模的67%，比上年增长100%，其主要市场份额是卫星机顶盒。但竞争趋于白热化。LSI Logic收购了MPEG解码器二号厂商C－Cube，正在研究将其新的调谐器产品与解码器相结合形成完整方案。STMicro将其后端专有技术与Microtune的调谐器相结合，并且还提供带低成本PVR、支持硬盘驱动的解码器。此外，Broadcom、STMicroelectronics以及飞利浦正在研究提供包括集成图形芯片、CPU和存储器方案的完整芯片组。
（2）数字用户线（DSL）芯片组
由于在2000年的数字用户线接入多路传输器（DSLAM）销售中占有领先地位，阿尔卡特微电子赢得了非对称数字用户线（ADSL）IC市场的最大份额。紧随其后的包括Globespan和Analog Devices。其他厂商还有Conexant、Metalink和Infineon。2002年，阿尔卡特微电子以3.9亿欧元卖给了STMicroelectronics。2000年ADSL芯片组市场增长250%，几乎达到9亿美元。2002年，IDC估计全球网络接入半导体市场为17亿美元，估计数字用户线（DSL）大约占该市场的一半。
DSL芯片组市场争夺激烈，许多新老厂商推出新的方案。主要产品要求包括端口密度、功率要求、集成度以及成本。目前，2/3的功率预算投入线路驱动器。长期目标是每一个端口的驱动功率低于1瓦，从而可将更多的端口集成在单一线卡上。在该市场的成功主要取决于集成度，以提高端口密度和降低成本。DSL市场正在商品化，价格具有极大的挑战性。
（3）电缆调制解调器
Broadcom是电缆调制解调器芯片组的主导供应商，占2000年4亿多美元市场规模的87%。2002年，估计全球电缆调制解调器半导体市场规模为3亿～3.5亿美元。其他涉足电缆调制解调器市场的供应商包括LSI Logic、TI、Conexant和Microtune。电缆调制解调器可望在今后两年发展成为电缆网关，集成主网功能、PVR和VoIP功能。领先厂商Broadcom等不仅尝试提供集成后端方案，并且通过将其与调谐器结合，提供完整的端对端机顶盒方案。目前，Broadcom、Conexant和LSI Logic提供的机顶盒芯片组集成了电缆数据服务接口规范（DOCSIS）调制解调器。
3.无线网络半导体
无线半导体主要包括无线子系统、基带半导体和通用半导体。无线子系统包括射频/中频（RF/IF）半导体，构成收发机、上行/下行转换器和频率合成器，提供无线电信号处理、放大、过滤以及合成。基带半导体包括数字引擎和模拟基带处理器，具有声音、信号和频道编码/解码等功能。通用半导体包括AGC放大器、功率放大器、低噪放大器（LNA）、分立和其他无源器件。
如表13所示，2002年，GSM是最通用的空中接口标准，占无线IC市场的55%以上。时分多路接入（TDMA）估计占2002年移动电话IC市场的7%。Cingular和AT&T Wireless合计占全球TDMA用户的将近50%，两者都选择从GSM向3G发展。目前的大部分TDMA运营商都在拉美和南美。通过选择GSM，这些运营商将有可能向通用分组无线业务（GPRS）和EDGE（Enhanced Data rates for Global Evolution）进而向W－CDMA发展。鉴于这一进展，IDC预计TDMA手机芯片组市场将从2002年的14亿美元稳步下降至2006年的3亿美元。
表13 按空中接口标准划分的移动电话IC市场（%）
| |
2002年 |
2006年 |
|
GSM |
55 |
12 |
|
CDMA |
14 |
2 |
|
2.5G |
11 |
48 |
|
PDC |
10 |
1 |
|
TDMA |
7 |
1 |
|
3G |
3 |
36 |
|
总 计 |
100 |
100
|
资料来源：IDC，Dlouhy research
运营商向GSM以及GPRS和EDGE的过渡，为“GAIT”电话开创了新的市场机遇。这种3制式电话能在AMPS、TDMA和GSP空中接口之间工作并从GSM向2.5/2.75G发展（GPRS和EDGE）。尽管用户的声音可以从TDMA向GSM漫游，但对于无线数据，必须由专门的GAIT无线电进行GSM数据服务。主要手机厂商如西门子、诺基亚和爱立信已经引入或宣布引入GAIT手机。
手机半导体市场非常分散，2002年顶尖厂商大约占市场的10%。据IDC的数据，RF半导体占2001年无线半导体销售额的35%，基带占65%。TI是基带IC的领先者，由于在DSP的领先地位，几乎占市场份额的28%。紧随其后的是Qualcomm、飞利浦和摩托罗拉。摩托罗拉是RF市场的引领者，占2001年市场份额的23%，紧随其后的是Infineon、Qualcomm以及STMicroelectronics。
表14为手机半导体市场构成。
表14 手机半导体市场构成
|
元器件类型 |
占比（%） |
|
功率放大器元器件 |
32 |
|
基带处理元器件 |
26 |
|
射频元器件 |
24 |
|
微处理器、功率和控制管理
|
11 |
|
存储器 |
3 |
|
其 他 |
4 |
|
总 计 |
100
|
资料来源：IDC
2002年无线基站半导体估计下降4%，降至24.8亿美元。该市场包括DSP、专用集成电路、FPGA、PA以及其他元器件。2001年，Infineon收购了在基站IC市场上极具影响的爱立信微电子业务。预计基站收发机（BTS）半导体市场将从2002年的21亿美元增至2006年的29亿美元。
在该市场的主要基带处理器供应商包括Analog Devices、Agere和摩托罗拉，而TI正在研究3G方案。基站半导体大部分为模拟半导体。Analog Devices估计占市场的50%～60%。表15为无线基站半导体主要厂商的收入。
表15 无线基站半导体市场主要厂商收入
单位：亿美元
|
排名 |
厂 商 |
收 入 |
增 长（%）
|
|
2002年*
|
2001年 |
2000年 |
2002年* |
2001年 |
2000年 |
|
1 |
TI |
19 |
14 |
23 |
37 |
－42 |
26 |
|
2 |
Qualcomm |
18 |
14 |
12 |
27 |
15 |
16 |
|
3 |
摩托罗拉 |
15 |
14 |
22 |
9 |
－36 |
25 |
|
4 |
STMicroelectronics
|
15 |
14 |
17 |
7 |
－19 |
84 |
|
5 |
英特尔 |
12 |
11 |
14 |
8 |
－19 |
147 |
|
6 |
飞利浦半导体 |
12 |
11 |
13 |
11 |
－16 |
72 |
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7 |
Infineon |
9 |
8 |
11 |
17 |
－33 |
63 |
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8 |
NEC |
7 |
7 |
9 |
3 |
－21 |
65 |
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9 |
东芝 |
7 |
7 |
9 |
－1 |
－22 |
76 |
|
10 |
Agere |
6 |
10 |
12 |
－39 |
－20 |
41 |
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其 他 |
79 |
79 |
138 |
1 |
－43 |
67 |
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市场总计 |
199 |
188 |
281 |
6 |
－33 |
59
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资料来源：IC Insights，Digitimes，2002年12月
＊为估计数
通向第三代无线方案的道路崎岖不平。向2.5G和3G移动电话网络发展使半导体和OEM供应链产生很大变化。
在RF和基带相关IC方面呈现以下几大趋势：
（1）合作和收购兼并
各大公司都力求拓宽服务，提供低成本集成方案，导致大量的收购兼并和结盟。如Triquint收购Sawtek、飞利浦买下VLSI，以及摩托罗拉和Agere，Agere和RF Microdevices之间的合作等等。2002年，Conexant将其无线事业与Alpha 工业合并，成立Skyworks Solutions，成为无线RF和完整半导体系统方案的领先者。
（2）OEM的价格转移
手机工业正在向大批量消费类电子产品模式转换。专用标准产品（ASSP）趋势正在驱动产品标准化，从而降低技术壁垒。手机行业正在步20世纪90年代初PC工业的后尘。在这种情况下，随着产品的商品化，亚洲原始设计制造商（ODM）和主板厂商在新兴市场涌现。手机OEM将通过软件和产品品牌增值。知名品牌向第三方提供其芯片组、基准平台以及软件。2001年，摩托罗拉公布了其i250，这是一种为商品市场提供的成套GSM/GPRS芯片组方案。结果，新的OEM/ODM进入手机市场。顶级手机供应商将关注结构设计、人类工程学和产品特色，同时依靠其IC供应商提供能够尽快进入市场、降低整个系统成本的功能“黑匣”。西门子将依靠摩托罗拉提供其W－CDMA芯片。
（3）新技术挑战和要求
下一代2.5G和3G电话将有许多功耗大的新功能，如多媒体处理能力和彩屏。这将驱动对电池寿命更长、功效更高的显示驱动器和放大器的需求。目前的TDMA电话要求100～200MIPS处理功率。3G电话将要求5000MIPS处理功率。由于3G电话网在高频工作，对功率放大器等产品的设计形成挑战。为解决这些问题，厂商都转向处理速度较高的材料如GaAs和GaN。此外，3G电话将要求更多的存储器以处理复杂的协议存储栈，因为DSP将以比目前高得多的时钟速度工作。许多新老企业都在DSP、FPGA以及功率放大器等领域提供创意性方案以应对上述挑战。
（4）集成化
英特尔最近公布了其Manitoba芯片。该芯片的正式名称是PXA800F，它结合了一般至少要3块不同芯片完成的功能，包括微处理器、快闪存储器和基带能力。下一代2.5G和3G手机预计将融入直接转换芯片组方案。这将减少RF子系统的元器件数量和成本，最终完成RF前端的全面集成。随着集成度的提高，出现了这样的风险，即在某产品方面实力很强的公司会由于该产品被嵌入一个集成方案而输掉。没有总体方案的公司将越来越被边缘化。一些供应商包括Analog Devices、SkyWorks Solution、Infineon、Qualcomm和TI宣布了商品化的直接转换前端芯片组。IDC预计，直接转换收发机的市场占比将从2002年的12%增至2007年的大约70%。
4.传输和交换半导体
传输和交换半导体的应用领域包括T/E载波器件、模拟线卡、ATM、SONET/SDH以及光电器件。尽管对ATM或T/E载波技术可能让位有很多争议，但目前还为时过早。
（1）T/E载波
T/E 载波用于网上声音传输，采用时分多路传输（TDM）。这是一个成熟的市场，由新增线路安装驱动。最近几年，尽管新的高速应用如DSL正在蚕食T1/E1市场，但T1/E1业务仍是电信运营商的“面包加黄油”。
半导体在T/E载波传输市场主要用于物理媒介器件（PMD）、线路接口单元/收发机（LIU）、成帧器（Framer）、多路传输和交换器。
根据IDC和Gartner Dataquest的行业估计，T/E载波IC市场估计从2000年12亿美元的高峰下降到2001年的5.3亿美元和2002年的3.9亿美元。行业领先者正在合并，大厂商如Agere、英特尔、PMC－Sierra、Conexant和Infineon的增长高于行业整体水平。由于DSL的市场蚕食，使T1/E1 IC受到打压，而T3/E3 IC市场估计比较稳定。T3仍然是局用的优选连接机制。T3/E3 IC领先厂商包括Transwitch、Maxim Integrated（Dallas）、PMC Sierra、Agere、Exar和Conexant。
（2）模拟线卡IC
模拟线卡IC是传输IC，它包括用户线接口电路（SLIC）、过滤器和编译码器（CODEC）。尽管目前市场增长平平，但预计在VoDSL（voice over DSL）和电缆声音（voice over cable）的驱动下可能达到高峰。Agere、Legerity和Infineon是三大顶尖供应商，但2002年Agere将其模拟线卡业务以7000万美元转让给了原AMD通信产品分部Legerity。2000年Agere模拟线卡IC收入达到3.35亿美元。其他供应商包括STMicroelectronics、摩托罗拉、TI和Infineon。2000年市场规模达到12亿美元。
（3）异步传输模式（ATM）
和OC－3一样，ATM是以155Mbs速度工作的快速分组交换协议。和以太网协议不同，每一个ATM单元的长度都是固定的，由53位组成。ATM最初设计用于在高速网络上进行优先级视频和数据传输。ATM技术将是新兴IP声音（VoIP）技术的主要受益者。ATM集成电路主要用于多业务交换，如运营商一级的网关、下一代数据连接控制器（DLC）、ATM前沿交换机以及3G基站。
2002年，全球ATM半导体收入下降28%，降至4.12亿美元。但IDC预计，2002～2006年该市场将以9%的复合年增长率增长。领先ATM 集成电路厂商包括Agere、Conexant、Transwitch和Zarlink。
（4）同步光纤网络/同步数字架构（SONET/SDH）
尽管围绕直接在光纤上进行IP通信传输的讨论很多，但目前IP通信和以太网或ATM一样，根据layer 2协议成帧。SONET系统中常见的器件包括激光器、接收器、放大器、成帧器、mappers、数字封包以及收发器。SONET半导体市场按功能可以划分为物理介质器件（PMD）、PHY收发机、成帧器、串行器/解串器以及数据包处理和交换结构。
在光纤网络建设的驱动下，2000年SONET/SDH集成电路市场迅猛增长，许多公司的年增长率都在100%或以上。但2001年却陷入了存货过量和需求疲软。IDC估计，2002年SONET/SDH半导体市场进一步下降32%，降至6.06亿美元。速度较低的OC－3至OC－48半导体市场形势好于速度较高的OC－192。OC－768（40Gb/s）SONET/SDH半导体预计最早要到2005年才能有较大收入。SONET/SDH市场的主要竞争者包括Vitesse、Agere、AMCC、STMicroelectronics、PMC Sierra等。许多公司如Agere、Zarlink、Exar和Conexant开发了以太网SONET集成电路方案。
从Layer1上升到Layer3竞争者逐步减少。在交换结构层面，只剩下AMCC、PMC Sierra和Vitesse 3家厂商，越往上利润越高。
（三）通信处理器和网络处理器
图3为数据包处理相关网络功能。目前许多核心网络系统采用网络处理器（NPU），这是一种专用处理器，用于管理数据包分类、进入控制和转送决定。
图3 主要数据包处理功能块
为了提高速度减少滞后，出现了标准化可编程半导体，用于卸载特定的网络功能。其中包括网络处理器和网络搜索引擎（NSE）。NSE通常也指协处理器或内容可访问存储器（CAM）。
这些都是功能专业化的新型网络芯片。NPU主要用于WAN，包括ATM和IP交换机、数字用户线接入多路传输器（DSLAM）、基站、CMTS和光纤前沿交换路由器。
据IDC的数据，2002年通信处理器、网络处理器、协处理器和交换结构/背板半导体市场合计为10.4亿美元，比上年下降9%。预计2002～2006年该市场将是增长最快的市场之一，达到18%，仅次于WLAN芯片组。
网络处理器、网络搜索引擎和协处理器用于数据层面，通信处理器主要用于控制层面。IDC将通信处理器定义为32位和64位控制层面的处理器，发往网络基础设施市场。摩托罗拉是该市场的主要厂商，估计市场份额在55%～60%。尽管PMC Sierra以其基于MIPS的处理器赢得市场，但摩托罗拉以其QUICC、PowerQUICC I、PowerQUICC II产品及其PowerPC 7xx系列，继续引领市场。IBM是该市场的二号厂商，也提供PowerPC方案，正在逼近摩托罗拉。IDC认为，在下一代无线基础设施设计方面，爱立信几乎是惟一能与IBM并驾齐驱的。
由于网络和通信市场全面减速，以及软件开发时间较长，NPU市场推迟出现。领先NPU厂商包括AMCC、英特尔、IBM和摩托罗拉。几乎占40%市场份额的AMCC通过收购MMC Networks形成网络处理器实力。AMCC将其NPU作为战略性“滩头堡”产品。总体上，NPU供应商继续亏损。从2001年四季度到2002年三季度，NPU市场收入为6500万美元，发货量为30万个。估计各厂家每年投入NPU研究的投资为5000多万美元。
在网络应用中，如内容交换、多业务交换和IP网关，数据包分类占用了网络处理带宽的最大份额。通过NSE和分类协处理器的结合，可将网络处理器从调整、编码和通信管理等其他处理功能的管理中解脱出来。各种数据包处理功能由独立的处理器如编码处理器和内容可访问存储器（CAM）处理，都用于卸载某些数据通道任务。
（四）系统互联方案－－总线桥接器件
总线用于连接印制电路板或系统内的集成电路。当各器件（CPU、存储器等）以各自的速度和频率工作时，各器件之间的接点处常常出现“瓶颈”。随着微处理器的速度进入了千兆赫级，处理器的数据处理速度与它从存储器、图形芯片和输入/输出子系统等器件接收和发送数据的速度之间常常不匹配。
由于总线的种类很多，所以要用总线桥接元器件为微处理器、DSP、FPGA以及网络处理器等各种器件之间提供连接。总线桥接元器件用于将IC连接在印制电路板上，并将印制电路板连接在背板上。每一种总线的数据信号格式不同。只要两条总线相连，就必须有总线桥接半导体将信号重新格式化为相连总线理解的格式。整个系统的性能取决于几大因素，包括初始数据信号的速度（处理器速度）、总线（FSB、AGP总线等）向总线桥接器传输信号的速度（总线频率和带宽）、总线桥接芯片重新格式化信号的速度等。Tundra Semiconductor是系统互联产品的领先供应商，产品用于通信和网络、工业、军用以及存储等终端市场。
总线决定了可获得的带宽以及系统运行速度。由于有越来越多的系统要求更高的器件速度、更大的总线带宽和更小的尺寸，所以系统设计公司从专用共享总线结构，转向基于标准和交换的开放式互联方案。基于交换的互联有几大优点，包括使多处理器同时接通而不会影响系统性能，提供更高的速度。已经出现的基于交换的结构包括RapidIO和PCI Express。
1.总线标准的演变－－“面向最后1英寸”
长期以来，系统设计公司采用专用总线设计实现系统内数据流的最佳化。嵌入式系统设计公司Spectrum Signal Processing开发出Solano芯片组与TI的 DSP、FPGA和摩托罗拉的PowerPC处理器连接。这种专用方案为Spectrum的嵌入式系统产品中的多处理器和I/O组件提供了高带宽通信通道。但目前行业正在向开放标准发展。目前新标准都竞相成为下一代I/O互联标准，其成熟尚需时日。在此期间，市场将继续由PCI和PCI－X产品和用于高端工业和军事的VME产品主导。
2.各种总线标准的竞争
外围元件互联（PCI）。这种开放式非专用标准总线技术于20世纪90年代中期开发，最初是为了缓解CPU和图形子系统之间的I/O瓶颈。它已演变成嵌入式系统的主导互联标准。CompactPCI是一种背板式PCI，主要用于不需要VME的复杂性或VME不具成本效益的服务器和低端路由器中。
Versa Module Eurocard（VME）。20世纪80年代初开发的VME是工业、军事和医疗成像以及数据通信中非常可靠的背板总线标准，用于苛刻的环境。摩托罗拉正在引入新的芯片升级其VME产品。摩托罗拉和Tundra Semiconductoe一起开发320Mb/s速度的Tempe芯片。2004年开发可望支持PCI－X2.0的Mesa芯片，2005年开发进一步提高VME速度的Scottsdale。
在组件内及组件与组件之间的互联上有许多连接标准。下一代I/O标准的竞赛将在以下几大标准中展开：Rapid IO、PCI Express、HyperTransport和Infiniband。此外，下一代PCI标准如PCI－X将提供交换结构产生前的过渡方案。但最终互为竞争的I/O接口可能和PCI、SCSI、以太网以及光纤通道一样并存。
（1）PCI－X。PCI－X标准于1999年推出，由康柏、惠普和IBM开发。PCI－X由PCI总线技术演进而来，采用64位总线，速度为133MHz。这种结构可提供1GB以上的带宽，这是系统与更高速度的标准如光纤通道和千兆位以太网连接必须的水平。该标准最初将瞄准服务器和工作站，但和PCI一样，它将在通信空间找到某些应用。PCI－X尚处于早期，2000年末有几个厂家开始提供PCI－X产品。IBM是该市场的领先厂家。
（2）Rapid IO。Rapid IO是高带宽、信息包交换互联结构。主要用于芯片对芯片和板对板的连接。Rapid IO受到几家大型通信厂商的支持，包括由摩托罗拉和IBM引领的PowerPC阵营。Rapid IO专门用于通信和网络行业以及高端存储市场，将把HyperTransport排挤出局。Rapid IO芯片目前由几家供应商开发，包括Tundra Semiconductor。
鉴于PowerPC平台在嵌入式通信应用中的成功，Rapid IO在瓜分高端通信基础设施市场中占居有利地位。Rapid IO的创始成员包括Tundra Semiconductor、思科、朗讯、北电、阿尔卡特、爱立信、EMC、IBM以及摩托罗拉。2002年7月，其他半导体公司，包括Cypress Semiconductor、National Semiconductor、PMC Sierra和STMicro加入了Rapid IO阵营。Rapid IO的势头强劲。
（3）HyperTransport。HyperTransport是AMD引领的标准，用于PC和手持电子产品和消费类产品。它还希望进入某些网络设备市场，如交换机、路由器、局用设备和移动基站。《InQuest 市场研究》认为，HyperTransport在不要求Rapid IO高水平性能的网络和通信应用中颇受欢迎。一些公司如Acer Labs、AMD、德州仪器、Broadcom、思科、Nvidia和Sandcraft指定将HyperTransport总线用于其系统，用途包括PC芯片组、服务器、机顶盒及前沿和核心路由器。
目前的冲突在处理器结构上，其中MIPS阵营采用HyperTransport，PowerPC阵营采用Rapid IO。HyperTransport可能将在PC、服务器以及要求不高的通信基础设施中找到用武之地。HyperTransport团队将该标准定位为当前PC标准如PCI－X和PCI以及新兴技术如Infiniband和千兆位以太网的补充。
（4）PCI Express。PCI Express过去称为3G IO或Araphoe。它是英特尔引领的高速I/O连接标准，针对台式机和服务器市场，旨在取代PCI总线规格。PCI Express将有可能取代AGP 8x，作为计算机图形子系统的主要AGP总线。这种芯片对芯片I/O总线技术瞄准服务器和存储市场，并受到主要计算机OEM厂商如戴尔、康柏、IBM、微软和英特尔的支持。据悉，2003年下半年供应商将向戴尔提供PCI Express部件。
很多人认为PCI Express将成为主导PC平台以及服务器和存储标准，而HyperTransport将一步进入路由器、交换机和网络处理器组件。PCI Express可望与Rapid IO并存而不是竞争。最初的PCI Express芯片将于2003年问世。以这一标准为基础的系统将于2004年冲击市场。
（5）Infiniband。Infiniband是较长距离的标准，将用于多系统连接和交换结构。Infiniband是作为比光纤通道等协议更有效的标准而设计的。它可视为组件对组件的连接，在线卡中不起任何作用。它是上述标准的补充。
Infiniband技术规范的7家创始成员包括康柏、戴尔、惠普、IBM、英特尔、微软和Sun。Infiniband标准瞄准服务器与远程存储和网络装置以及其他服务器的连接。IDC预计，到2004年，所有价格在10万美元或以下的初级水平的服务器75%以上将采用Infiniband。如果以太网在Infiniband赢得吸引力之前获得期望的性能升级，有可能会限制Infiniband的发展。 | 
