DVD新储存规格技术现况与发展趋势

DVD新储存规格市场现况
    在2005 CES展场上，蓝光光盘以DVD接班产品之姿登场，HD DVD与Blu-ray大张旗鼓各矗一方，反复宣示蓝光光盘的势在必行。运作积极的SONY，甚已宣布将在2006年停止DVD录放机研发人员的配置，将资源转移至蓝光光盘。
但是，DVD不够吗？
    1995年DVD规格设定之初，是以储存133分钟影片为容量依据，当时影片分辨率为720×480。时至今日，当科技已进展至1280×720，甚至1920×1080的高分辨率画面，伴随增加的资料量，两小时内容需21~28GB的空间，现有DVD单面单层仅4.7GB，显然不足。
资料来源：工研院光电所(2004/08)；工研院IEK(2004/08)

图1　DVD画质(左)与高画质(右)图片比较
    根据雷利(Rayleigh)方程式，光点大小与波长呈正比、NA值呈反比。在日亚化学成功开发蓝光激光半导体后，遂有以蓝光做为光源的DVD下一代产品，包括2002年先后提出的“Blu-ray Disc(简称BD)”规格，以及“HD DVD(原名AOD)”规格。
    物理规格的改变，可以提升储存密度；压缩比率的提升，也可使储存容量增加。延续DVD的红光激光物理规格，2004年4月5日由中国台湾前瞻储存研发联盟提出，工研院光电所与Microsoft主导，采用WMV压缩技术的FVD(Forward Video Disc)规格。

DVD新储存规格之技术优劣分析
    Blu-ray Disc于2002年1月发表，是最早问世的蓝光激光光盘规格。当时由九家厂商共同署名，分别为SONY、Philips、Pioneer、Sharp、Hitachi、Matsushita、LG、Samsung与Thomson，简称9C(9 Companies)。2003年5月Mitsubishi加入，2004年1月获信息大厂Dell与HP支持，3月又增加TDK，现已有成员13家，此联盟统称BDA (Blu-ray Disc AssociaTIon)。2003年4月已有SONY的“BDZ-S77”蓝光录放机上市，商场上售价为26.8万日元；2004年6月Matsushita（松下）也推出“DMR-E700BD”，售价为27.8万日元。
    Toshiba则与NEC，在2002年8月发表「HD DVD」规格。2004年底结合Toshiba、Sanyo、NEC与Memory-Tech，联合成立HD DVD-PG (HD DVD PromoTIon Group)，致力于HD DVD规格的推广。Toshiba预计在2005年第四季推出首台产品，目标售价在1000美元左右。虽然推出时间较晚，技术发展时程也较落后，但在DVD Forum的表决过程中，“HD DVD”以些微差距胜出，成为目前唯一由DVD Forum认可的蓝光激光光盘规格。
    HD DVD发表时间虽然晚于BD，但却能后发先至，获得DVD Forum支持，和其所设定的产品发展策略有很大的关系。BD发展之初的应用目标，主要为录制电视节目，因此一开始即以记录型规格为发展方向，联盟厂商皆为硬件业者。HD DVD则拉拢好莱坞影业，同时也是DVD最高指导委员会的成员TIme Warner，由预录片开始着手。内容业者的影响力不容小觑，着实影响了DVD Forum内的厂商态度，甚至使得BDA也积极补强只读型规格的制定。
    除发展策略的不同，产品规格上的最大差异，在于NA值的不同。BD的NA值，采用较DVD之0.65技术难度更高的0.85，储存密度得以提升至单面单层23.3~27GB。但因NA值的改变，使得盘片组成为基板1.1mm与保护层0.1mm的贴合，和DVD两片0.6mm的贴合不同，制造设备需全部更新。
    HD DVD的NA值，则采用与DVD相同的0.65，盘片组成和DVD同为两片0.6mm贴合，制造设备可就现有DVD设备改装，对厂商而言，制造成本较低。但较小的NA值也使得储存密度较低，单面单层容量最大为20GB。
    对于台湾厂商而言，可延续旧机台改造生产的HD DVD，因转换成本较低，技术衔接也较平顺，是较容易投入的规格；而BD因技术跳跃，设备需全数更新，在日商掌握资源，未外释技术、设备的情况下，台湾厂商切入困难。

表1　BD与HD DVD规格比较
规格名称
Blu-ray Disc
HD DVD
规格发表日期
2002/01/19
2002/08/28
主导组织
BDA
(Blu-ray Disc AssociaTIon)
SONY、Philips、Pioneer、Sharp、Hitachi、Matsushita、LG、Samsung、Thomson、Mitsubishi、Dell、HP、TDK
HD DVD-PG
(HD DVD Promotion Group)
Toshiba、Sanyo、NEC、Memory-Tech
支持制片公司
Disney、SONY (SPE、MGM )
Warner-Bros、Paramount、Universal
波长
405nm
405nm
NA
0.85
0.65
厚度
1.1mm + 0.1mm
0.6mm + 0.6mm
单面单层容量
23.3~27GB
15~20GB
产品
SONY“BDZ-S77”
_2003/04上市
_售价约26.8万日元
Toshiba
_预计2005/4Q上市
_售价约1,000美元

Panasonic“DMR-E700BD”
_2004/07上市
_售价约27.8万日元

资料来源：工研院IEK(2005/01)
    FVD之中文名称为“红光高画质激光视盘”，顾名思义仍以与DVD相同的红光激光为光源，透过Microsoft之WMV-9(Window Media Video-9)视讯压缩技术，可储存135分钟1280×720之高画质影片内容。加上工研院光电所物理规格上之专利，使盘片单面单层容量提升至5.4~6GB，并支持多节目同时播放、子母画面选择播放等功能。为吸引内容业者的采用，FVD也采用工研院光电所AES(Advanced Encryption Standard)内容防拷机制之专利技术。
    目前参与FVD产品开发的厂商以国内业者为主，包括盘片厂商中环、铼德；碟机厂商威刚、鸿友、建兴、大同；芯片厂商扬智与内容厂商延平影业、台北影业与广电基金。推展成效上，FVD已正式在DVD Forum提案，2004年2月获准于TCG成立AdHoc-14小组讨论规格内容，由工研院担任主席。
表2　DVD与FVD规格比较
规格名称
DVD
第一代FVD
第二代FVD
激光波长
650nm
650nm
650nm
NA
0.6~0.65
0.6~0.65
0.6~0.65
容量
单面单层4.7GB
单面双层8.5GB
单面单层5.4GB
单面双层9.8GB
单面单层6.0GB
单面双层11.0GB
轨道宽度
0.74(m
0.64(m
0.64(m
讯号点最小长度
单面单层0.4(m
单面双层0.44(m
单面单层0.4(m
单面双层0.44(m
单面单层0.4(m
单面双层0.44(m
影片压缩编码
MPEG-2
WMV-9
WMV-9
影片分辨率
720×480
1280×720p
1920×1080i
防拷系统
Single mode CSS
Dual mode AES
Dual mode AES
资料来源：工研院IEK(2005/01)

各种储存规格之前景与整体DVD市场之发展趋势
    DVD新储存规格需有相对应的高画质电视支持，才能为消费者带来感官上的震撼。值此DVD录放机尚未普及之时，高画质电视正处起步阶段，蓝光光盘的成长，恐在2008年北京奥运之后；2005年仍将是DVD的世代。
资料来源：工研院IEK（2004/12）

图2  2002-2006年全球消费性DVD光驱市场产量
    产品型态上，虽然现在以蓝光光盘录放机为主推产品，未来，除价格因素，在数字传输成熟之际，VOD_Video on Demand_等机制将可强化影音内容实时传输，或者以硬盘作为主要储存工具，所以蓝光光盘的播放功能将强于储存功能，也就是播放机的需求将大于录放机。
    一般消费者重视的是内容，而非科技本身。目前的好莱坞影业市场，以HD DVD阵营成员之一的Time Warner发行影片数最多，约6,500部。第二为MGM的4,100部，其后是Universal Studio的3,600部和SPE的3,500部；而SONY已先后买下SPE与MGM，共有7,600部影片，未来将以Blu-ray规格发行。
    FVD号称大中华规格的系统，除了作为谈判筹码的策略目的，若寄望在蓝光光盘前抢占市场，运作上必须更加积极，并获得大型影业的宣示合作，才能握有商机。

结论与建议
    蓝光已俨然成为DVD的接班产品，关键技术仍掌握于日本厂商手中；韩国厂商的凭借其累积的研发能量，得以用合资方式与日商联盟。台湾厂商夹于其中，又得面对来自中国厂商的威胁，如何把握仍居领先的制造能力优势，确立产业链中的角色定位，以及华人市场的整合运用，是未来发展上的思考课题。