一、前言
早期人们对DSP的印象，多停留在手机“数字基频处理器”负责数字信号与数据处理的传统通用型(General Purpose)组件，随着多媒体与网络应用环境的渐趋成熟，带动DSP于近来快速走出手机应用，衍生出更多样化且具更强“数字信号处理”功能的产品形态，进而形成“整合RSIC CPU的Application Processor”、“多核心平行处理器”、“FPGA可编程DSP平台”….等新形式之解决方案。更有甚者，原本专注于“程控优化”工作的MCU，在进入32位领域后，也开始搭配通用型微处理器核心而开始拥有信号处理能力。
整体而言，虽然通用型(General Purpose)DSP市场在2008年有走缓现象，但上述功能更强的整合型DSP，却以更积极的姿态展开蜕变与重生。
有鉴于此，以下将以整合型DSP为探讨重点，分析其应用市场走向、产品技术趋势、与芯片供货商因应时代变局所拟订的各项营运策略。
二、DSP芯片应用市场&产品技术趋势
(一)手持式装置应用：低价/功能手机迈入杀戮战场 智能手机成兵家必争之地
继2007年底ADI出售手机芯片部门后，同为手机DSP大厂的TI也在2008年底投下另一颗市场震撼弹，宣布出售手机基频芯片部门，前述Top2业者2007年DSP全球市占率超过5成，但经济规模并非市场胜利保证，2007、2008年除经济衰退导致的需求不振外，两大巨擘未能在3G规格技术取得主导地位，且2G/2.5G竞争者众带动基频芯片ASP快速下滑影响获利，才是迫使两大业者弃守中低阶手机战场的真正原因。
在金融海啸袭击下，前５大手机品牌业者在2008年下半相继发布出货下滑与获利预警信息，总计2008年全球手机出货约11.8亿支，低于原先预期的12亿支以上规模，目前多数代表性研究机构皆悲观预期2009年全球出货会进一步衰退至11亿支以下。
所幸手机并非呈现全面性衰退，其中的智能型手机，透过技术变革、软件应用环境开放、内容服务营运模式创新，成为支撑市场不致崩盘的重要力量；虽然目前该产品占据手机总出货比重不过12%～15%(1.4亿支～1.8亿支)，但鉴于其搭载OS之特性、产品创新下的订价优势、及对效能质量的高度要求，可望成为Application Processor未来重要的应用出路之一。
目前以“RSIC CPU Core + DSP”的双核心形态搭载至智能型手机已是主流解决方案，然随着往后Smart Phone整合Mobile TV、HD Broadcasting、WiMax/LTE/HSUPA、Camcorder、Credit Card、USB3.0、PCI-Express2.0…等更多新标准功能，终端产品也必须能够支持更多元的影音编解码格式(H.264、VC1…Multiple A/V Format；见图1)，届时势必对效能、操作频率、功率消耗的综合表现要求更高超之水平，此一功能规格要求也将顺势带动移动嵌入式系统由双核心(Dual Core)转向多核心(Multi-Core)技术发展，以满足各项成本效能指标的平衡与优化。
智能型手机用处理器除因应各种强大功能需求逐步走向多核心外，为能满足各项OS运作所需，软件的Effort也势必逐步加重，届时DSP也有可能开始搭配FPGA，形成一可重复配置的平台化解决方案。
整体而言，上述整合型DSP方案，预计在未来5年技术内涵可望逐渐迈向成熟化，并由智能型手机领军，驱动PND、Mobile TV enabled PMP、Handheld Game Device、MID、Digital Camcorder、Digital Photo Frame…等超过10亿台的手持式装置商机。
(二)消费电子应用迅速抬头
根据Forward Concepts资料统计，2008年Q3 DSP总出货量相较去年同期下降10%，但消费电子用DSP却较上季增长20%，2008年Q4也维持了类似的市场情势，凸显无线通信最大的中低阶手机市场走缓之后，网络电视、STB、蓝光DVD、VoIP Phone、Media Adapter(Center)、Home Theater…等数字家电市场正快速抬头，
在此趋势下，预计也将带动各类厂商加速数字家电用DSP之产品技术布局，以下将分为TI、ADI、Freescale…等原手机DSP大厂、二线业者、FPGA业者３个区块逐一探讨：
1.原手机DSP大厂
以TI为例，其采用DaVinci平台视讯加速器的OMAP35x应用处理器(见图2)，在整合ARM Cortex-A8架构下可处理1080x720的HD分辨率、执行Windows Embedded CE与Linux OS、并加快网络浏览应用功能之操作速度，极适合“家庭自动化”与“网络家电”应用产品；此外，该公司之TMS320C64+DSP核心所提供的弹性化语音方案也颇适用于“IP Phone”；最后，该公司也锁定“家庭监控系统”推出具智能辨识功能的DSP解决方案，将网络家电、IP Phone、家用IP Surveillance串成一个“数字家庭娱乐/安全应用”完整方案。
至于ADI，也锁定数字家庭应用推出“Blackfin + HDMI”整合方案，此一解决方案系以一颗Blackfin DSP加３款用于视讯与HDMI连接的先进电视芯片，整合到Yamaha公司的家庭剧院设备，透过开发杜比数位译码器、DTS译码器、及具HDCP HDMI中继功能之相关软件，以实现家庭剧院设备的互通与联网。
此外，随着Wireless HD Video传送应用迈入商用化，ADI也推出一对应无线参考设计方案，供日立所展示的无线超薄HDTV产品所使用。最后，该公司的Blackfin处理器也提供给Fishman公司做为提升家用吉他录音质量所用。
位居DSP第３大厂的Freescale，在2008年第三季也针对立体声数字电视、家庭剧院推出了内建杜比音量(Dolby Volume)技术的Symphony DSP系列产品线，使消费者可透过Dolby Volume技术设定一参考音量标准，而不用面对频道切换时音量剧变的困扰。
第４大DSP业者东芝，则选择与IP Vendor ARC延续共同开发“可组态多重处理器”的合作关系，由ARC授权东芝“可组态工具”进行SoC设计，共同拓展在消费电子的市场优势。
另一日系半导体业者瑞萨，也在2008年第三季末分别推出新一代SH-Mobile系列的“多媒体应用处理器”，可支持各种影音格式及高画质应用(见图3)。
2.二线业者
除上述一线业者之外，另有不少二线厂商也开始积极抢攻DSP的消费电子应用。
首先，位居二线数字家电DSP代表业者的SigmaDesign，2008年以其提供的“SMP8644多媒体处理器”在IPTV、IP STB、蓝光DVD等数字家电攻城略地，此一处理器整合了MIPS的多种处理器核心，可兼顾效能与安全表现。
其次，CEV公司在2009年初推出了超低功耗HD音频单核心DSP产品“CEVA-HD-Audio”，此一方案是以可编程方式，藉由550MHz的32位CEVA-TeakLite-Ⅲ DSP核心为基础，透过调整音频算法和各种编译码串流确保音频系统质量，该方案可以满足各项DTV、STB、蓝光DVD…等家用影音串流收发设备需求，并支持各项Audio/Video格式。
再者，日系业者新日本无线(NJR)，也在2008年底推出与Freescale相同内建杜比音量(Dolby Volume)技术的DSP核心，并广泛应用在DTV的前置环场音效系统，落实家庭剧院的高影音质量享受。
最后，以色列IC设计公司Waves Audio，在2008年第三季推出了两款单芯片数字信号处理器“MX5000”与“MX3000”，可提供消费性PC更佳的音乐、电影与广播播放效果。
3.FPGA厂商
由于FPGA具备“高度平行处理”与“低功耗”等功能优势，并可提供比DSP更高的数据吞吐量及数据处理能力，因此近来Xilinx、Altera…等代表业者已相继推出各项解决方案，使FPGA在极低功耗下仍可提供可编程的DSP功能，获得了市场相当程度的正面回响。
以Xilinx为例，其2008年初所推出之Spartan-3A DSP，即整合了126个DSP 48A Slice，且能在250MHz频率下提供超过30GMAC/s的DSP性能，较一般DSP性能上限的5GMAC/s效能优越许多。该公司也在2008年中进一步推出采65nm制程的Virtex-5 SXT FPGA平台，此一平台针对DSP新增了优化的Virtex-5 SXT240T组件，具备高达528GMAC/s的乘法累加性能与超过190 GFLOPS单精密度浮点DSP性能，适合数字家电的广播视讯应用。
至于另一大厂Altera，则在2008年第三季推出第二代模型合成技术之DSP Builder工具版本8.0，该技术使DSP设计人员可自动产生采用高阶Simulink设计描述架构的时序优化RTL程序代码，使Designer可在几分钟内实现接近峰值FPGA性能的设计。
(三)医疗、服务机器人前瞻应用商机诱人
除了“手持式装置”与“家用消费电子”两大主流应用之外，DSP另两块重要的潜力应用市场为“医疗”与“服务型机器人”。
医疗方面，除了因应预防医学风潮的随身诊疗装置应用外，随着未来无线宽带连结所带动的病历数字化趋势，也可望激起更多通信基础建设(如基地台)对DSP的需求。目前已有欧洲研究机构看好医疗应用前景，而在2008年底研发出一客制化超低功耗DSP，以支持各种无线感测网络节点的方式，形成一人体局域网络健康监测系统，依据人体的心跳、呼吸频率与体温来监测健康状况；此一系统方案除朝向功耗更低、且方便穿戴的目标迈进，也吸引TI、NXP…等大厂加入研发行列。
机器人部份，依据ABI Research统计，未来个人式Robot应用组件产值将于2012年达到120亿美元水平，其中又以DSP占大宗，主要系满足机器人迈向智能化需求，而有整合DSP与FPGA之应用方案产生。
三、DSP芯片供货商策略行为
金融海啸来势汹汹，使市场面临全面性需求衰退，在此严峻环境下，维持“健全财务体质”与“良好成本管控能力”成了决定芯片业者能否渡过寒冬的关键要素。以前3大DSP业者TI、ADI、Freescale来观察，其在营运层面或多或少都面临了不同程度的挑战，为能有效因应变局，3大业者也各自提出策略以期扭转局势。
(一) TI策略：淡出通用型DSP领域、加重布局“应用处理器”与“32位MCU”
以TI为例，过去引以自豪的S/W + Brand胜利方程式(DSP软件可调整性+NOKIA品牌价值)，在“客户扩大采购来源分散风险策略”、“中低阶手机芯片竞争者众”、“山寨机崛起”的产业生态变化下，明显遇到了营运瓶颈；加上该公司在先进制程的投资力有未逮，除了导致晶圆专工厂后来居上，也让更多对手在成本/效能展现拉近与自身的距离，使该公司遭受到前所未有的挑战。
为能因应变局，该公司主要策略有4：1、淡出传统通用型DSP领域、并加重布局应用处理器及32位MCU，藉此扩大主流应用市场构面。2、集中资源在设计端的研发投入，在市况不佳时加重布局高附加价值之前瞻应用技术(医疗、工业、安全、机器人；见图4)，以便在下一波赛局重新取回主导权。3、确保软件研发能量，留住关键人才、精简次要人力，避免因人员流失使对手坐大。4、加速资产减轻速度，在下阶段先进制程与晶圆专工厂展开更紧密合作。
(二)ADI策略：整合“DSP”与“模拟半导体”能量
ADI与TI的处境颇为类似(同采资产减轻化、同样在DSP与模拟组件居市场领导地位)，不同的是，该公司断尾求生的魄力与速度皆较TI略胜一畴，于2007年放弃手机芯片部门后，便展现雄心整合“DSP”与“模拟半导体”能量使产品效益极大化。由该公司推出Blackfin+HDMI解决方案，企图开辟另一Wireless HD Video高附加价值市场，便可以窥见该公司在产品规划与营运走向背后的策略思考。
(三)Freescale策略：分散产品应用来源
相对之下，第3大业者Freescale在“应用处理器”能量与基础和TI旗鼓相当(早在PDA风行时代即已引领风骚)，且同样因过度依赖单一客户使手机DSP承担过高风险。
但不同的是，该公司虽与TI同样同时布局DSP与32位MCU，但因MCU研发投入及应用选择扎根较深(锁定汽车为主要应用)，故在DSP衰退之际，其分散产品组合以避险的效益就明显高过TI(2007年Freescale32位MCU营收市占率19%位列第2，为TI的2.5倍)。
整体而言，Freescale在通用型DSP部份已开始追随ADI、TI脚步淡出相关领域，未来产品策略预计将采类似TI“应用处理器”与“32位MCU”双轨并行方式，并透过分散应用来源做法，以免过度倾向单一产品背负过大市场风险。
但目前该公司最大的隐忧，来自于其背后的私募基金，在金融风暴重创基金投资报酬率的前提下，该公司后续研发投入能否稳定持久仍是未定之天。
(四)共通性策略：加速取得信号处理IP、提升解决方案整体价值
目前与通用型RSIC CPU整合形成的“双核心/多核心”方案已逐步迈向主流，DSP IP供货商近来也开始加速整并脚步，主因在于通用型DSP技术与应用市场已渐趋成熟，进行技术授权(License)的需求降低，自然导致后续可能衍生的权利金(Royalty)收入也连带同步衰退，以VeriSilicon 2007年来自DSP Core的授权金收入较去年同期下降28%，且2008年进一步恶化便足以说明。
相对之下，另一偏重影音处理功能的整合型DSP IP block(如A/V CODEC、DSP Sub-system)在近来产值呈现快速增长，2007年该产品产值已仅次于MPU IP及Analog Mixed Signal IP位居第3大IP产品，此一产品的增长也明显呼应了前述DSP功能与应用逐渐产生质变之现象。
由此观之，对于现有DSP芯片商或后进者而言，为能因应终端应用之多元化需求、提高产品整合程度/上市速度、降低成本对抗低迷景气，及早取得具应用价值的“信号处理IP”授权提升产品竞争力，便成为有意快速进入DSP领域的后进者、或打算在该领域建立竞争障碍的领导业者所思考实行的共通性策略之一(见图5)。
四、结论
然如前所述，随着数字汇流趋势的确立，网络多媒体逐步合流，未来3C产品对影音处理的效能/功耗/多功运作要求只会愈来愈高，过去纯硬件的影音压缩处理芯片、MCU将逐渐不敷市场所需，而仅能固守在新兴市场的中低阶产品领域。而在金融海啸未退潮前，可以预见终端产品M型化的趋势将更加明显，或许盘据低阶产品能在经济规模取得一定优势，但终不免要落入永无止境的杀价竞争。
因此，所谓的危机入市，主要的精神，应在于在总体市况环境欠佳下，更要加重对下阶段高附加价值产品的投入比重，特别是弹性化、智能化的解决方案，如此在景气回温之时，才有可能因势利导，加快产业转型与升级速度。
而就国内业者近来产品技术发展来观察，于DSP/MCU产品性价比与区域市场布局上，其努力之方向并未偏离目标太多，甚至有渐入佳境之势(研发机构投入DSP研发并顺利进行初步技转商品化、业者转往中高阶MCU发展)。惟所较欠缺的部份，在于危机时大胆布局下阶段价值产品应用的魄力，魄力并非意指不顾风险，而是经过审慎评估之后进行最有效的资源分配，一旦分配的资源放对位置，相信在景气回暖之后，便是国内DSP/MCU产业再次跃进之时。
