市場調研公司IMS Research于年初宣布,全球數字機頂盒2004年總銷量為5,080萬臺,預計2009年將達到9,030萬臺。數字電視機頂盒總的前景普遍看好,然而具體到國內而言,目前國內機頂盒開發商仍然以衛星機頂盒為主,有線機頂盒仍未走向普及應用。據CCID數據顯示,2004年中國有線數字電視用戶規模僅68.2萬。
縱觀整個數字機頂盒行業:有線機頂盒前景廣闊,但近期的表現令人失望;衛星機頂盒出口總量較大,國內市場有限;新近成為業界熱點的IP 機頂盒似有后來居上之勢。同時,有線、衛星和IP機頂盒發展存在很大的變數,包括產品功能定義、傳輸標準、信源編碼標準、中間件選擇、業務發展模式等,新的半導體方案也不斷推陳出新...。整個機頂盒行業存在很大的動態發展特點和不確定性,把握產品發展趨勢和行業發展動態關系到中國機頂盒廠商的發展。本次機頂盒專題報道中,我們特別采訪了意法半導體(ST)、科勝訊、Broadcom、中芯聯合、杭州國芯等國內外機頂盒方案供應商的幾位技術專家,他們從不同的角度共同解讀機頂盒行業的發展現狀和未來趨勢,為中國機頂盒開發商的未來發展把脈。
有線機頂盒已從最初單純的數字電視信號接收向包括HTML瀏覽器和條件接收等更多的功能特性轉變。然而,由于業務發展模式和整個機頂盒產業現狀的制約,目前國內機頂盒產品在功能開發、業務提供等方面落后于國外,但總體上具有分別向入門級和高端多功能特性發展的兩極化趨勢。一方面,政府推動的整體平移將極大地促進入門級機頂盒發展,此類產品具有基本的接收、電子節目指南(EPG),部分還具有條件接收功能,整機成本在500元以內。另一方面,有線運營商從業務發展和利潤上考慮,希望采用更多具有增值業務的機頂盒產品。意法半導體公司多媒體事業部機頂盒業務中國區市場經理葉菁華表示,從運營商角度來講,他們希望采用高端方案,低端方案缺乏市場機會。
圖1:機頂盒正從簡單的數字電視接收功能向更高端的應用發展
就高端機頂盒的發展來看,功能集成是主流趨勢,包括個人視頻錄像(PVR)、多調諧器這樣的基于硬件的功能集成以及基于中間件和應用軟件的增值業務開發。科勝訊公司寬帶媒體處理業務副總裁Jeff Crosby表示,機頂盒正在從僅能收看電視的低端產品向多功能方向快速發展,而推動因素是HDTV和PVR。PVR功能在國外應用較多,然而由于需要采用大容量硬盤存儲器和雙前端設計及高性能的系統方案而導致整機成本較高,另外節目源有限也是主要制約因素。
1. 高端應用方案
支持高清數字電視接收功能將是未來高端有線機頂盒的基本要求。目前高清機頂盒的主要市場在美國與澳洲,中國廠商以針對這些市場出口為主,高清機頂盒在中國還未啟動,其發展前景有賴于高清電視在中國的普及以及高清節目源的豐富。目前,科勝訊、ST等主流方案提供商已經有完整的高清系統方案,此類方案通常具有強大的處理能力和系統擴展能力。以ST新推出的STi7100為例,該芯片采用軟硬件一體化視頻解碼體系結構,支持系統現場可升級,并支持未來的新標準。
為了讓用戶可在已有的低成本機頂盒上輕松增添新的外設,從而獲得新的附加功能,機頂盒需要具備USB物理接口,以外接硬盤實現PVR功能,或者與數碼相機、存儲卡連接,實現照片瀏覽和打印等。據ST公司的葉菁華介紹,目前杭州的機頂盒開發商已有這方面的要求,而ST的最新方案幾乎都支持USB接口,如ST針對未來幾年中高端有線機頂盒的主流方案STi5100。不過,ST支持PVR功能的高清機頂盒方案采用了串行ATA(SATA)接口,主要因為串行ATA數據傳輸速度高,第一代串行ATA的傳輸速度已達150MBps,而第二代、第三代串行ATA速度將分別達到300MBps和600MBps。Broadcom公司的最新機頂盒方案中也集成了串行ATA接口。
針對基于中間件的高端機頂盒開發,一些方案為了滿足系統處理速度及低功耗要求提供了支持DDR的存儲器接口,如STi5510。機頂盒通常需要長時間處于開機狀態和待機狀態,低功耗也是新方案上的關注點。
2. PVR功能集成
科勝訊公司的Crosby認為,機頂盒與DVD相結合的趨勢并不明顯,他認為主要因素是因為目前正在向HDTV過渡,而且HD-DVD和藍光標準之間的競爭還不明朗。此外,用戶的消費習慣也是進行這種產品開發決策的重要考慮因素。事實上,部分開發商此前推出的像TV+DVD的產品并沒有得到用戶的響應,而PVR功能集成已經成為主流方案提供商的共識。
盡管目前在國內機頂盒+PVR并沒有得到開發商的關注,但在歐美地區機頂盒+PVR已成為標清和高清電視廣播應用中一個增長很快的市場。據In-Stat/MDR調查顯示,2004年美國市場售出的有線數字機頂盒中,每五臺機頂盒就有一臺具有PVR功能。Broadcom公司機頂盒產品高級行銷經理Nicholas Dunn認為,很明顯機頂盒正在向具有PVR功能的趨勢發展,PVR功能可為用戶提供真正的節目收看和節目錄制體驗,Broadcom為此推出了可支持DVR的系列雙解碼解決方案。這樣的方案通常要求CPU處理能力強大、支持多通道解碼以及先進的接口功能,同時,由于需要采用雙調諧器,需要增加整機成本和改變前端設計。
3. 增值業務開發
目前,市面上絕大多數機頂盒只具備簡單的單向接收功能,如果搭配適當的雙向電路,這些機頂盒就可成為具備回傳功能的交互式機頂盒。機頂盒可以采用電話線、以太網或有線電纜等三種不同介質進行回傳,其中電話線回傳最易實現,且成本最低,因此現有的交互式機頂盒大部分是基于這種回傳方式,但其缺點是速度慢,用戶體驗差。而以太網回傳速度快,還可以通過互聯網來提供視頻點播和上網等交互式應用,不過要實現這種回傳需要在機頂盒中添加以太網卡,這大幅增加了整機成本,而且其應用也受到以太網部署情況的限制。有線電纜回傳可以實現快捷、方便的交互式操作,但它要求有線電視網的運營商將目前單向傳輸的網絡改造成雙向網絡,而這需要投入大量的財力和時間。據ST的葉菁華介紹,目前杭州開發商的最新要求是增加以太網口,因為杭州已實現寬帶網絡改造,要求用以太網做回傳途徑。
有線電視運營商要擴展業務,在機頂盒上真正實現一些互動型的或很有趣的功能,則還要依靠中間件來實現。目前國內主要還是靠單一的瀏覽器(browser)來實現電子政務等服務。ST的葉菁華說,ST的客戶基本都在用HTML瀏覽器,瀏覽器主要由第三方提供,如iPanel HTML瀏覽器。在中間件應用方面,業內人士普遍看好MHP,因為它具有開放性以及廣泛的應用和技術開發支持。但據悉,目前NDS的中間件已經在中央電視臺小范圍地應用。據葉菁華透露,ST已經有完整的硬件與MHP集成方案,這類方案主要針對歐洲市場,國內專門針對出口市場的集成MHP方案也已在研發中。STiQAM5105是ST針對國內有線機頂盒市場的高清方案,用于替代以前的5516,據稱它可支持國內所有的中間件及CA系統。
衛星機頂盒多種標準共存
據In-Stat/MD預測,由于衛星付費電視用戶的增長,再綜合其它幾項驅動因素,如北美每個家庭所擁有機頂盒數量的增長、歐洲條件接收系統變化而產生的換機需求、印度開展新興服務以及FTA衛星接收機持續增長的需求等,全球衛星機頂盒市場將在2008年達到7,100萬臺的規模。據悉,美國兩大衛星電視運營商將在2005年下半年開展高清H.264視頻廣播業務,而美國現在大概有3,000萬臺衛星機頂盒需要升級到可接收H.264視頻。
圖2:2003-2009全球數字機頂盒出貨比例(%)
從技術和標準方面來看,衛星數字機頂盒領域將出現兩大重要變化,即基于DVB-S2的更先進的調制技術以及更高級的視頻壓縮格式H.264。下一代衛星傳輸標準DVB-S2大幅度擴大了通信鏈路容量,能在現有DVB-S服務的基礎上將衛星電視傳輸帶寬提高30%,而MPEG-4編碼效率則比MPEG-2高出50%。新的傳輸和信源編碼標準為實現高清衛星電視提供了條件,然而由于傳統的DVB-S為全球的衛星廣播所廣泛采用,DVB-S、DVB-S2將在未來相當長一段時間內共存,因此必然需要同時支持兩套系統標準的方案,即多模方案。中芯聯合(北京)微電子公司首席科學家王識霖認為,新型衛星機頂盒將支持DVB-S2傳輸標準,同時兼容DVB-S,在信號解碼上支持H.264,同時兼容MPEG-2。該公司計劃在2005年推出這類支持雙路、雙模高清衛星機頂盒解碼芯片。
Broadcom公司的Dunn介紹說,為了獲得高清晰度,歐洲地區正在考慮采用DVB-S2和MPEG-4 AVC/H.264等新的衛星廣播及編碼標準。為此,Broadcom公司已推出一系列高清晰度AVC解決方案,并將在今年晚些時候推出下一代單芯片解決方案,其中將集成硅調諧器和QPSK/8PSK解調器等。ST的STB0899解碼器則同時支持最新的DVB-S2標準和DVB-S標準,其硅調諧器如STB6100,也符合最新的DVB-S2衛星廣播標準,它向后兼容現有的DVB-S廣播標準,并可用于DVB-S2預置接收機中。
IDC研究報告認為,下一代的機頂盒可能需要更多的調諧器以滿足迅速的信號探測、調諧和轉換要求,多調諧器設計將成為必然的趨勢。當前的先進硅調諧器為這種設計提供了極大的靈活性和便利性。日前全球領先的衛星機頂盒制造商英國Pace公司就推出了一個雙MPEG-2解碼器和雙衛星調諧器的衛星機頂盒,用戶可以同時在兩臺電視機上觀看兩套不同的電視節目,也可以在看電視的同時錄制其它頻道的節目。杭州國芯科技公司技術副總裁張明認為,未來衛星機頂盒的多調諧器設計趨勢明顯,該公司設計的衛星解調芯片GX1101就采用了獨特的轉換電路,可以滿足多調諧器設計下TS流串行接口設計的靈活性。 衛星機頂盒在中國短期內暫時不會有太大發展,中芯聯合的王識霖認為,2005年衛星機頂盒國外出口增長形勢樂觀,國內生產的衛星機頂盒主要還是針對歐美、中東等出口市場。國內的出口機頂盒制造商們均認為歐美衛星機頂盒市場會有比較大的增長。 IP機頂盒成熱點 IP機頂盒成為業界的熱點已是不爭的事實,幾乎所有的受訪者都看好該產品在2005年的前景。IP機頂盒已經出現多年,但是由于過去采用MPEG-2編碼技術使網絡帶寬成為一種限制,而MPEG-4技術的出現為其帶來了曙光。寬帶網絡和接入技術迅速發展后,寬帶視頻業務已成為運營商新的利潤增長點,越來越多的電信和IP TV供應商通過IP和DSL提供視頻,IP機頂盒已成為機頂盒中一個正在增長的領域。 科勝訊公司的Crosby表示,很明顯IP機頂盒正在以遠遠高于衛星及有線機頂盒的速度發展。據In-Stat/MDR調查,2004年IP機頂盒市場規模已首次超過100萬臺,預計到2008年將會增長到超過800萬臺的規模。全球最大的機頂盒制造商摩托羅拉對中國2005年IP TV的發展也非常看好。其中很重要的推動因素是電信運營商將寬帶業務滲透到電視媒體的巨大市場機會,中國寬帶網絡的高速發展以及有線數字電視機頂盒的推廣停滯也為IP機頂盒提供了難得的機會。 市場調研公司ABI Research最近發表的一份研究報告指出,先進視頻解碼器將成為IP機頂盒的標準配置,到2008年將進入幾乎所有的機頂盒。節目供應商在選擇先進的編解碼技術時一般也會考慮這種技術能否經得住未來考驗,必須保證選用不同的轉發系統時,已在現場使用的機頂盒都不會過時。 除MPEG-4 AVC/H.264外,另一種新興視頻編解碼標準VC-1(Video Codec One)也被部分芯片制造商看好,它起源于微軟公司的專有WM9,正在等待SMPTE批準,目前這兩種編解碼標準都未顯示出明顯的優勢。為搶占先機,部分芯片制造商選擇同時支持兩種編解碼標準,H.264/VC-1雙解碼功能芯片已陸續面市。例如,意法半導體的單芯片機頂盒方案STB7100可支持H.264/MPEG-4 AVC和VC1高清標準;中芯聯合的雙模高清解碼芯片也適用于IP機頂盒,該公司也計劃根據市場的需求,未來將考慮增加對VC-1的支持。 據Crosby介紹,科勝訊將針對IP機頂盒應用推出集成有多種網絡技術的專用SoC解決方案,實際上,科勝訊已有專用產品能滿足這一市場的需求。例如,CX24436和CX24438器件通過采用CX24180 AVC協處理器,支持MPEG-2 A/V解碼器。這些器件還支持雙CPU架構,一個CPU專門運行IP軟件堆棧,另一個CPU運行系統軟件?苿儆嵰验_發出能在這些器件以及用戶在機頂盒里配置的芯片組上運行的自有IP堆棧。 為支持高密度的流媒體處理,更高性能的處理器成為必需。例如,ST針對H264/VC-1的單芯片方案STB7100的CPU核心為一個高性能的300MHz ST40,它屬于ST的32位RISC系列,采用SuperH體系結構。該系統級芯片可同時解碼多個HD視頻流,并將合成的視頻流輸出到兩個電視機,或以畫中畫的形式顯示在屏幕上。ADI公司的Blackfin eMedia平臺兼備了Blackfin處理器提供的媒體處理能力和Fusin技術提供的網絡處理能力,可解決新型IP機頂盒中的安全、音頻和視頻處理問題。目前,中興通訊(ZTE)已將Blackfin eMedia平臺用于其IP機頂盒等多種寬帶和網絡設備。 機頂盒行業動態中發展 “數字電視服務正在全球廣泛地得到部署,”IMS Research公司市場分析家Anna Hunt評論說,“我們不僅在世界各地,包括歐洲和亞太地區,看到各種新的數字平臺在出現,而且運營商們也正在展開包括HD、PVR及交互功能在內的數字服務,從而需要布署更多更先進的機頂盒! 針對未來機頂盒市場,各半導體公司也將不斷集成各種新技術,以滿足未來新的應用需求。科勝訊公司的Crosby表示,科勝訊將針對IP機頂盒、有線和衛星廣播應用及一體化數字電視推出一系列專用SoC解決方案,這些SoC將通過集成多種網絡技術來解決視頻、語音及數據廣播方面的問題?苿儆嵨磥淼募夹g發展規劃將包括對MPEG-4 AVC器件的采用、在2005年支持VC-1、低比特率編解碼、下一代衛星電視標準(DVB-S2)的大規模應用,以及對下一代網絡架構(NGNA)有線解決方案、地面傳輸標準DVB-T、VSB技術的發展和部署,還有下一代有線調制解調器DOCSIS 3.0的發展等。而Broadcom公司則不愿透露其未來的產品計劃,但總的來講他們將在2005年繼續開發整合了AVC和其它新興技術的高集成度硅解決方案,這些芯片將瞄準有線、衛星、數字電視及具高清/標清PVR功能的IP機頂盒這四個主要市場。 作為數字電視機與低端機頂盒的一種組合,一體化數字電視(iDTV)或數字電視一體機近年來出現了很好的發展勢頭,國內彩電廠商也推出了相關的產品。IMS Research公司預計,一體化數字電視將在未來五年獲得實質性的增長,2004年全球出貨量總計約500萬臺,2009年預計將達到4,850萬臺。這種發展趨勢將為機頂盒產業發展帶來直接的挑戰。ST的葉菁華認為,從長遠來看,未來基本功能型機頂盒將被融入數字電視機內,從而取代部分機頂盒市場;而對于中高端機頂盒,付費及增值服務功能不可能做到數字電視機,仍需要采用單獨的機頂盒,這一類中高端機頂盒最終將向多媒體網關方向發展。 科勝訊的Crosby認為,一種更長遠的發展趨勢是“家庭PVR(all home PVR)”,這種技術包括一個可接入廣播電視網及寬帶網、可存儲大量廣播電視和家庭媒體數據的中央媒體服務器。媒體服務器通過有線或無線網絡技術將家庭網絡與任意數量的瘦型客戶機相連,將硬盤里的內容、圖片甚至實時廣播電視傳輸到家里任何位置的電視機上。Crosby表示,所有科勝訊的MPEG產品均支持PVR功能,作為科勝訊的兩款應用最廣泛的產品之一,CX2443x交互式高集成度有線機頂盒解碼芯片能提供PVR QAM下行流、集成了雙調諧器輸入PVR MPEG-2音視頻解碼器,已在歐洲及韓國機頂盒市場得到應用。 地面數字電視是數字電視傳輸的另外一種重要形式。數字電視地面傳輸的開放性、用戶安裝的易操作性已使其在歐美和澳洲得到越來越廣泛的應用。據In-Stat預測,英國、德國、法國、意大利及西班牙這五個主要的歐洲市場正在從模擬電視廣播轉向數字電視付費服務,而免費數字電視地面廣播將呈現出最強勁的增長,采用數字地面廣播服務的家庭將從2004年的490萬戶增長到2009年的2,370萬戶,擁有數字地面電視服務的家庭將從4.1%上升到2009年的20%。然而在國內,由于國家地面數字電視標準還未確定,以及整個產業鏈尚未形成,中國地面數字電視機頂盒并沒有得到主流半導體方案提供商的關注,真正的啟動尚待時日。 本文小結 目前部分具有較強產品開發能力的機頂盒廠商正積極開拓國外市場,并獲得不錯的回報。然而,半導體方案提供商普遍認為,中國機頂盒開發商整體的開發能力差,缺乏基于主流操作系統平臺的應用開發能力,開發商通常要求提供“Product ready”方案。未來基于中間件的高端機頂盒開發將要求開發商具有較強的應用開發能力,需要根據不同的運營商需求提供不同應用層功能開發。缺乏系統開發能力將不能迅速響應這樣的系統設計要求,產品設計缺乏自主創新。 動態變化的市場和技術標準對機頂盒開發商提出了極大的挑戰,中國潛在的龐大機頂盒市場容量也吸引了國外先進的機頂盒開發商,未來中國乃至全球的機頂盒市場競爭將日趨激烈。從嚴格意義上講,中國目前整個機頂盒產業尚未形成,在更激烈的市場競爭來臨之前,如何基于現存的硬件方案提高自主設計能力將是中國機頂盒開發商必須面對的現實挑戰。