电话集成电路市场百花齐放

上网时间: 2015年02月12日? 我来评论 【字号: ? ?小】

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无线电话集成电路为大势所在 模拟式电话将会由数字式取代

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现时世界上流行什么样的电话集成电路呢?其未来动向又会是怎样的?相信,要回答这些问题,我们得了解目前电话市场的情况,因为二者有着密不可分的关系。

以电话类型来看,主要分为有线 和无线两类。其中无线电话又分为无 绳电话及移动式电话,后者以蜂窝式 电话较流行;当中更有形形色色的标 准以支援无绳及蜂窝式电话的运作。 由于有线电话技术发展已非常成熟, 预料其增长速率会十分稳定,除了在 电话渗透率仍很低的第三世界国家。 而无线电话则会有飞快的增长,特别 是数字式无线电话。

大致上,电话集成电路亦会朝着 这个方向走。据市场人士估计,随着 无绳电话和蜂窝式电话急剧增长,在 未来5年,电话集成电路市场将有两 位数字的增长。

故此集成电路厂商会在几方面下 功夫:

(1) 数字和模拟的混合信号器 件;

(2) 高速及低功率的BiCMOS;

(3) 为复杂的数字信号处理器 (DSP)而设的解决方案;

(4) 包含有百万个以上晶体管的 超大规模集成电路(VLSI);

(5) 3V操作电压;

(6) 操作于2GHZ频率范围的射 频(RF)器件;

(7) 极低的耗电量。

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多功能电话需求越来越大

有线电话朝着多功能进发

有线电话的集成电路主要分话音、拨 号和振铃3个部分。因为这些器件均 比较简单,而所得的利润又微乎其 微,故很多欧美集成电路制造商都已 不生产或花钱研究这些元器件。而有 线电话亦已向多功能发展,如液晶显 示(LCD)、多组电话号码记忆(通常超 过10组)、免持听筒通话、静音、最 后号码重拨:、定时器或时钟功能、来 电者识别(Caller ID)等等。

无绳电话步向数字化

一如上述,无线电话有很多标准。在 无绳电话方面,世界各地就采用不同 的标准。就模拟式的家用无绳电话而 言,便有CTO、CT1(第一代无线电 话)和CT1 +,在欧洲,就采用 CT0。数字式的则有在亚洲很流行的 CT2(第二代无线电话)、未来大势所 趋的 DECT(Digital European Cord?less Telephone)、在美国及亚洲非常 普遍的900MHz和在日本的PHS (Personal Handy Phone System)。 此外,还有一种在美国新兴的PACS (Personal Access Communication Services)。

于是,厂商必须顺应以上标准而 计设或制造电话集成电路。相信,在 不久的将来,数字式电话会取代模拟电话,因为它采用了现时32kb的离散余弦变换(DCT)和自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)等语音压缩技术、时分多址联接(TDMA)和时分双向(TDD)的存取方法、更高的频率(如在1.8GHz至1.9GHz)、新的频率分配和更大的带宽。以数字式标准来算,DECT将是明日之星,因为CT2仍有很多限制(请见词汇表)。

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数字式无绳电话集成电路主要包括语音声码器、信道处理器、微控制器/存储器及RF接收器4部分。目前,其半导体的发展态势会是把所有基频带的功能(存储器除外)综合在一枚芯片上。它包括话音PCM编译码器、信道处理器如TDMA控制器和信号方式协议处理器、配有键盘、显示介面和双音多频(DTMF)拨号的8位微控制器。而射频部分,也会迈向 更高的集成度,从而使生产成本下降。

蜂窝式电话以GSM为主导

蜂窝式电话的主要标准有欧洲的GSM (Global System for Mobile),它将 会成为全世界蜂窝式电话的标准;美 国的 IS136(亦作 IS54/D - AMPS/ TDMA) *它是一个双模的标准;美 国、韩国和中国所采用的CDMA (Code Division Multiple Access) ' 及日本的 PDC(Personal Digital Cel?lular) 。

值得一提的是中国为全世界发放 GSM许可证最多之国家,超过8个, 一般国家大约只得3个。

以上所提及的均是数字式的标准,模拟式则有美国、加拿大、澳 洲、日本和香港采用的AMPS (Advanced Mobile Phone Sys?tem) ;英国、西班牙、意大利和希腊 的 TACS(Total Access Communica?tion Standard);奥地利、比利时和 北欧国家的NMT-450 ;以及荷兰、 瑞士和北欧国家使用的NMT - 900。

跟无绳电话一样,数字式电话会 是将来的主流。数字系统比模拟系统 可容纳更多线路,大大减少线路繁忙 的情况出现;同样可减低干扰及杂 音,使接收分外清晰传真;透过数字 传送,被人窃听的机会也为之减少, 增强其保密程度。

在语音压缩技术使用方面,数字 式的蜂窝电话采用了 7.25/13kb的 VSELP(VectorSum Excited Linear Predictive Coding)/ RPE - LTP (Regular Pulse Excitation,Long - term Prediction);设有均衡器和加 密电路。所有蜂窝式电话的集成电路 必需以DSP为基础。

数字式蜂窝电话集成电路制造商 应着重延长谈话时间,这可以通过内 部功耗或电池的改善而达到。而3V 和集成休止模式技术的出现,亦有助 功耗的降低。

亚太地区潜力无穷

纵观全球电话半导体的消耗, Dataquest预期,会由1995年的 21.10亿美元增长至1997年的26.41 亿美元,平均每年增幅为8.39%。而 有线电话的消耗将从1995年的4.87 亿美元上升到1997年的4.91亿美 元,每年平均只有0.23%的增长;北 美洲的需求增长十分缓慢,而日本及 欧州更有下降的迹象,只有亚太地区 有健康的增幅。

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从无绳电话半导体来看,1995年 至1997年的平均增长为11.13 % (6.53 亿美元至8.H亿美元)。当中以欧洲和亚太区的增幅最凌厉,皆有两位数字的增长;日本有7.87%的增长;北美则不到1%。

蜂窝式电话半导体与无绳的大同小异,增幅由1995年的9.7亿美元上涨至1997年的12.8亿美元,平均每年增长10.68%。在未来数年,此类半导体的走势在亚太区会很强劲,年平均目睹27.08%的增速;在欧洲也有不错的表现(12.4%);相对之下,北美和日本就略为逊色,增幅仅有4至5个百分点。

可见,无线电话集成电路会是目前及未来的发展重点。从全球市场来看,亚太区是个不容忽视的市场,特 别是中国。ATC常务董事龙述祖就认 为,在亚太区,蜂窝式电话会有急剧 的增长,增速胜于无绳电话。这是因 为亚洲年青一代的专业人士,倾向于 以无线电话谈生意,大哥大会比较方 便。中国的情况也是一样,蜂窝式电 话的基本设施已不错,在北京或其他 的一级城市都有。

中国市场发展前景乐观

目前,在国内每100名人口只有2.5 部电话,可见电话发展潜力十分惊 人。而中国政府亦非常着重通信事业的发展。于本年打算铺设超过2万千 米的激光电缆和希望能有1,400万可 用的通信交换机及1,200万部电话。

邮电部计划今年全国的电话渗透 率能达到4.2%,在城市更有17%。 与1994年相比,分别增长了 3.2%和 13%。然而,这跟发达国家的50%左 右,仍有一段距离。

除了有线电话在国内有可观的增 长外,移动电话亦会有激增。现时, 国内已有超过150万移动电话用户, 较于1年前的90万,增长速度超过6成。

大致上来说,模拟电话仍是中国 市场的大宗,数字式电话处于起步阶段。

相信,这些市场需求会推j 动电话集成电路的发展。诚 然,不少外国集成电路厂商早已瞄准此庞大的市场,大量注 资,兴建厂房,作规模生产。摩托罗 拉(Motorola)便是其中的佼佼者。

它是最先打进大陆市场的公司之 -,在无线电话集成电路方面,于国 内很有名,无论是无绳电话或大哥 大,表现均是一枝独秀。

除此以外,很多通信业的巨头如 Alcatel、AT & T、Belgium Bell、爱 立信(Ericsson)、富士通(Fujitsu)、 NEC、北方电信(Northern Tele?com) 、飞利浦(Philips)、西门子 (Siemens)等亦已作出部署,决定在中 国市场大展拳脚。在这百家争呜的局 面下,随着这些外商的资金和技术的 进入,必能为国内的电话及电话集成 电路事业带来不少正面的冲击。

本刊特采访了 Advanced Micro Devices Far East Ltd.(AMD)、敏 迪半导体公司(Mitel Semiconduc?tor)' 万力半导体香港有限公司 (Motorola Semiconductors HongKong Ltd.)、飞利浦香港有限公司(Philips Hong Kong Ltd.)、三星电子香港有限公司(Samsung Elec?tronics H.K. Co. Ltd.)和美国德州仪器香港有限公司(Hong Kong Texas Instrument Ltd.) , 对他们的产品、市场策略、中国的业务以及对中国市场 的看法作一报导。

AMD进攻数字式无绳电话市场

有关电话集成电路,AMD的产品大 概分三类型。一是用于电话公司的交 换设备的用户线接口电路(SLIC)和用 户线语言处理电路(SLAC和 DSLAC)。此等产品在世界是名列前 茅的。

第二是在无线电话方面,AMD 在1993年便开始推出CT2。它与 Sony合作,为CT2研制了 PhoX控 制器件,乃现时用于无线电话中集成 度最高的解决方案。它能为数字或无 线电话系统设计者提供更佳的价格效 能比选择和单芯片基频电路,以满足 支援CT2数位式无线通信标准的需求。欧洲便是其所针对的主要市场。 于1994年,AMD亦开始有DECT 的产品推出,而是次合作伙伴为Alcatel

最后则是为综合业务数字网 (ISDN)而设的集成电路。

AMD高级应用技术工程师黄叶 清指出,该公司的发展策略是,除了 继续发展SLIC和SLAC外,另一个 未来的主力会在无线方面,而无绳电 话的集成电路仍占主导地位。“在过 去,AMD就有很好的AD/DA编译 码的技术,于是我们把此技术应用在 电话1C上,特别是无绳电话1C。” 加上其他的相辅技术,AMD因而制 ^出高集成度、低功耗和低操作电压的芯片。暂时,AMD尚没有有关蜂窝式的产品,只在勘察阶段。

由于CT2的产品在 全世界是个标 准,也较为成熟。市免持电话场方面则较着重欧洲 在国内很受欢迎和亚洲。AMD在欧亚两洲都设有CT2产 品的设计中心。而且据称在台湾,更 是百分百的客户皆采用AMD的CT2芯片。

成绩如此斐然,主要是因为 AMD为客户提供了一套完整的解决 方案,从而使生产成本下降。叶氏 谓,另一方面,AMD不与它的客户 竞争,只一心一意提供解决方案,而 不制造电话。

叶氏更相信,CT2在家用电话市 场上会有很好的表现。故此,家用市 场乃AMD的目标市场。

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此外,叶氏称,“因为AMD拥 有很好的DSP技术,DSP的engine 付运量已超过1亿了,未来的应用会 放在数字式的电话答录机上。”跟TI 不同,AMD并不出通用的DSP, DSP只用来作应用。

面对激烈的竞争,AMD又怎样 突围而出呢?叶氏认为AMD不仅在 CT2市场上竞争,也得跟模拟电话竞 争。他认为最终客户所需的是比较高 质量的产品。事实上,CT2比模拟电 话优胜,可是在价格上则较昂贵。 “如果要扩大市场份额,CT2必要与 模拟机价格定位。”所以,AMD要 拿出一个成本较低的解决方案给客户。

AMD在1993年才正式打入中国 通信市场,在上海设有总办事处,在 北京则有一个技术支援中心。AMD 在中国有关电话集成电路的业务,主 要是跟国内的厂家搞电话机楼巨型交 换机主机板的设计。而该公司的SLIC 和DSLAC非常合适用于中国的交换 机上,其中以79533和79C03两种型 号在国内最受欢迎。

中国部总经理曾海邦指出,他们 也有为CT2而设的集成电路,也可以 提供整套承包。现正跟国内两家厂商 作测试。此芯片的特点在一枚芯片能 有5、6只芯片的功能,成本当然较低。它除了作CT2用途外,将来还会 被放在无线的PBX和高档的无绳电话上。

总括来说,曾氏对中国电话市场 的前景十分乐观,随着人民生活水准 曰渐提高,电话巳不再是奢侈品。在 未来5至10年,电话的需求不会向下 跌,每年差不多可维持1,000万至 1,300万线。而AMD在国内的策略是 与具规模的国营厂家合作,设计 AMD的解决方案,现正默默耕耘, 一两年后便是享受成果的时期。预期 AMD在国内的业务会有很好的增长。

Motorola解决方案种类繁多

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Motorola 的 “Combo Chip” 示范板(上)及上 有来电者识别 芯片的示范板

香港Motorola的设计中心在1983年 开始时,已有发展电话集成电路了。 除在香港,美国和欧州的集成电路中 心也有这方面的开发。当然,早期的 产品跟现在已有很大的分别了。早期 的电话1C非常简单,如拨号1C,但 Motorola已不再花资源在这些1C的 研发上,而转向投入功能复杂的1C。

Motorola是香港为各类型电话提 供全套解决方案的极少数厂商之一。 在有线电话上,最基本的语音、拨号 和振铃三个部分的集成电路皆有。但 发展焦点会在多功能电话方面,如专 门识别来电者的CLID(Calling Line Identification)集成电路。这枚芯片 能探测来电者的来源信号,然后将电 话号码显示出来。这功能在美国已很 流行。尽管香港现时仍未有此服务, 但该公司的数/模集成电路业务经理龚 达荣估计,在不久的将来,它会在港 推行。他更透露,香港大部分电话厂 商的最终销售市场为美国,不少厂家 已把CLID集成电路装置入电话内, CLID已成为一畅销产品。CLID亦 能嵌入无绳电话内。

而免持听筒功能的1C亦是Mo torola致力发展的一环,早在10年 前,已开始推出一系列有关产品。此 1C除了适合用于一般有线电话外,还 适合于无绳和汽车使用的电话。该公 司模拟集成电路产品市场经理徐永晖 指出,免持听筒功能的电话在国内非常流行。

Motorola 一向是无绳电话市场上 主要的供应商。其强项在于能为客户 提供整套系统的解决方案,包括了 MCU、FMIF、压缩扩展器、PLL、 TX传送器等重要部分。当中在个别 的集成电路如FMIF、双转换 FMIF、PLL和通用DPL均处于领 导地位。

而Motorola亦为CT0/CT1研制 了 ‘组合芯片’ (Combo Chip) ’目的 是把所有RF或MCU以外的功能区 块综合在一枚芯片上。鉴于市面上越 来越多中小型厂商生产无绳电话,但 碍于他们的工程或技术资源有限,然 却要应付许多不同的买家所需的电话 型号,因此,他们需要简单的设计支 持。组合芯片便应运而生,主要针对 中小型厂家,能使其设计得到简化,成本更大为降低。

该公司已计划推出一系列的组合 芯片以支援不同的应用。在研制这系 列芯片的过程中,提出了平台设计的 概念,意即是把这些不同的组合芯片 的相似性最大化。利用这组合芯片, 可令电话机身更加纤巧,又能减少功 耗率,延长等候及通话时间。徐氏声 称,Motorola带领着这些新的芯片集 的开发,它是首家公司将倒频保密功 能的特点嵌入CT1的组合芯片上。

采用了组合芯片这处理方法,单 是在半导体和主要元件的花费上,与 一般的多芯片解决方案一拼,便节省 了 15%。

此外,一些大型无绳电话生产商 如 SGS - Thomson 和 AT & T 也是 Motorola的客户。因应个别厂商的特 别要求,Motorola会为他们提供不同 的分立解决方案(discrete solution)。

论及中国的电话和其集成电路市 场的前景,徐氏认为,由于人口与电 话线的差异仍很大,有线电话的需求 依然殷切。但无线电话也有需求,因 为电话线铺设时间长,通常需要半年 以上,而申请费用亦不菲(数千元人民 币)。预计二者皆有强劲的增速。

三星研发全球通行的1C

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无绳电话的增长推动电话1C的发展

三星在1985年开始研发电话集成电 路,从单简的拨号和振铃1C入手。在 1991年,更着手搞无绳电话1C的开 发。1年后,还为无绳电话推出了 ‘组 合芯片’,包括PLL、RX、TX和 压解器部分。半导体部门营业部副经理冼智超指出,目前*只有三星将 TX集成电路综合在组合芯片上。该公司在有线和无绳电话上,皆有一系 列集成电路提供。

三星已完成开发有线电话的1C, 现在只着重一些多功能用途的1C,如免手持听筒电话1C。由于不同国家都有不同的电话规格,三星设有一系列的拨号和语音网络器件,其中更有Universal Dialler 及 Universal SpeechNetwork以适应各地的要求。最近又推出了新的免手持听筒电话的集成电路,无论在声量和功耗方面都比旧的型号优胜。

三星为无绳电话研发了 ‘组合芯片’。组合芯片发展至今已至第三代:第一代KA8510/11为美国10个通道而设;第二代KA8525适用于美国25通道规格;第三代KB8526/27,它采用了 BiCMOS工艺,可覆盖世界各地的市场,是一通用的组合芯片。

半导体部门营业部经理李文锡表示,三星最近会偏重无绳电话的发展。将来,他们会为数字式电话答录机和蜂窝式电话推出DSP。

三星在香港最受欢迎的电话1C是一些个独立的无绳电话1C,如PLL、压解器1C、IFIC等。

4年前,三星只提供个别的电话集成电路,而在两年前,便开始有全套解决方案,以制造有线和无绳电话。

通信集成电路是欧美厂商的天下,身为亚洲公司,三星如何在市场上争一长短?李氏认为最重要是开发更多先进、多功能和全球皆合用的产品,以及为客户提供一套完整的解决方案。香港的厂家特别需要这些方案。

李氏亦非常看好大陆市场,中国人口庞大,电话占有率却偏低,已经吸引到不少供应商投资。三星当然不例外,已有特为中国而设的解决方案,也有适用于无绳和蜂窝式电话的组合芯片。

三星在1993年在上海成立办事处,早期是以销售家用电器的集成电路为主,而电话集成电路将会是另一个目标市场。

TI以DSP发展无线电话

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三星已开始研制 移动电话集成电路

TI的亚太区无线通信系统事务策略经理 Kevin Thomazios 指出,TI 会以DSP的解决方案来推动无线电话的发展。就蜂窝式而言,于1995年,TI在GSM市场上会重拳出击,特有为GSM技术而设的DSP解决方案,也已完成为IS54B标准的芯片集,相信明年亦有IS136的产品推出,主要市场为北美洲。TI亦有为汽车使用的数字蜂窝式电话的技术CAPE(CellularAudio Peripherial Enhancement),是一免提系统的装备。

在无绳电话方面,TI只在起步阶段。目前,TI有为CT2、DECT、900MHz和PHS各数字式无绳电话标准提供技术。

TI的电话集成电路中最畅销的除 DSP外,还有语音1C,其应用范围十 分广泛。而数字式电话答录机方案 (DTAD)也占一重要席位。从长远发 展来看,数字式技术会是TI的重心, 因为模拟技术已很成熟。

1995年的市场策略,Thomazios 谓他们会集中火力进军蜂窝式市场, 因为这是TI的强项。在亚洲,GSM 和IS136更是焦点所在,TI已投入不少资源在这两方面,以研发有关的产 品、技术及解决方案。从地域分布来 说,台湾和韩国在亚洲地区较为先 进,二者将是目标市场。由于TI开始 发展无绳电话集成电路才不久,故未 能透露确实的市场攻势。

根据Thomazios表不,TI是非 常着重无线通信,特别是无绳和蜂窝 式电话,它们在无线通信行业是增长 得最快的工业。虽然,TI的长处在于 蜂窝式电话,它会致力开拓无绳电 话° Thomazios认为无绳电话市场比 蜂窝式的还要大。预计,1995年全球 会有4,600万部无绳电话,及1999 年,会增至7,100万。

面对强劲的竞争,TI除了继续以 DSP保持优势外,还会积极发展RF和模拟技术。在无绳电话市场,主要 的对手有 AMD、Siemens 和 VLSI ; 大哥大方面则有AT&T、ADI、 Siemens 和 VLSI。

Thomazios认为中国乃世界上其 中一个最刺激的电话市场。越来越多 香港的厂商迁往内地。中国已成为世界上生产最多有线和无绳电话的地方。因此,TI在不久的将来会加入战 圈。现时,国内所采用的技术依然很 低,停留在模拟阶段;但相信日后它 会被数字式技术取替。

一如前述,中国已签发8个GSM 的许可证。GSM已成为中国蜂窝式电 话的标准,对TI来说,这是一个很好 的发展机会。

Mitel通信方案较广泛

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根据敏迪半导体远东营业部经理Jeff Crocker所提供的资料显不,Mitel Semiconductor 为敏迪公司(Mitel Corporation)分公司,其收入占总公 司的23%,收入来源自欧洲、美洲和 亚洲,其中中国的本地远程通信设备 市场更是Mitel增长得最快的部分。 自成立以来,已在80个国家销售超过- 17.3万个商用电话系统。该公司提供 —系列的通信系统方案,从模拟开关 至ISDN介面,由DTMF接收器至 广泛层面的元器件,及由一般标准至 专为客户而设的方案。

大致上,Mitel的电话集成电路产 品有6大类,分别是模拟式1C(其中更分为模拟信号器件和模拟开关两 种);标准模拟厚膜混合模组;数字式 集成电路;定制晶圆服务;定制厚膜 混合电路板和板面元器件。

最近,Mitel亦有些新产品推出。 如应用于宽频带的高速开关 (MT88V32);低功耗语音压缩 (MT9125);来电者识别(MT8841及 MT8843) ; 5V 滤波器 / CODEC (MT9160); ADPCM代码转换器 (MT9126)及 3VDTMF 接收器 (MT88L70)等。

为方便数字式电话制造商,该公 司有一系列的数字式电话集成电路、 线路收发器和ADPCM芯片等产品提 供与客户。而它的发展系统、技术文 献、应用支援和数字式电话设计课程 均有助电话制造商制造出合适的产 品。

电话集成电路市场竞争如斯剧 烈,要杀出一条血路实不容易。有见 及此,Mitel非常讲究产品品质,重视 员工培训,以求在激烈竞争中立足。

此外,Mitel的语音和电话技术相 当丰富,在未来的发展中会以这些技 术带领该公司进入新的领域。

Mitel现正与日本多家公司合作,为日本的无绳电话标准PHS市场,开 发特别的声音回波清除器,此器件能 和其他国家的CT2标准的应用接移。

Philips着重高档产品的发展

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无论是有线、无绳或蜂窝式电话的集 成电路,Philips也有提供°但由于标 准有线电话的集成电路太简单,利润 又不吸引,Philips不大着重(除多功 能电话)。反之,在无线电话方面,从 无绳至蜂窝式电话,模拟或数字的, Philips均有全面的集成电路提供。

在多功能电话上,Philips较偏重 于软件的设计,当然,也得硬件的支 持’如免提功能1C。而Philips亦开始研制这类集成电路。自1993年起, Philips的语音1C为世界标准,几乎 所有大公司都采用。故此,语音集成 电路和合成器为最受欢迎的电话1C。 然而,他们的主要客户只限于欧美的 大公司如诺基亚(Nokia)、Ericsson 等。一般的香港或大陆厂家的技术仍 未能吸收到Philips的产品。

在无线电话方面,数字式似乎是 大势所趋。在欧洲已很着重,而模拟 式差不多撤出电话市场这个舞台。最 近,Philips就有为DECT和GSM 标准的新产品推出。这等集成电路的 集成度非常之高,一枚芯片便可有多枚芯片的功能,如为DECT的‘ ABC 芯片’,集脉冲模式控制器、微控制 器和ADPCM数/模转换器于一身。

因为在大陆市场,数字式电话是 高档产品,不是一般市民所能负担。故此,模拟电话仍为市场主导。但随 着科技的发展和日月的推移,数字式 电话的价格必会下跌.

飞利浦香港有限公司的对象为香 港及国内的厂商,因此Philips会为他 们提供一套完整的解决方案。当然,也会因顺个别的情况而作些修改。对 于一些大客户,跟Motorola —样,Philips会为他们提供分立芯片方案。

不管竞争如何剧烈,Philips会集 中在技术的发展,务求以技术取胜,而不取向低价格。所以,他们的市场 策略会从局档产品入手。

概览全球电话集成电路市场,Philips在欧洲地区的表现最出色。而 香港和中国在有线电话上的成绩也不 错,需求量很大。

Philips在国内也有业务,他们会 在中国成立更多办事处。尽管中国发 展潜资优厚,但主要市场却分布很 _ 散,故需要在重点地方设办事处科研 部门,加强普通软件的支援。

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DSP是开发数字式电话不可或缺的要件

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