模拟 IC玩起“高性能”,向数字 IC叫板!

2008-09-08 01:03:04来源: 电子工程世界 汤宏琳

  从苹果iPhone到任天堂Wii游戏机再到用于保健的Wii Fit,一件件具开创性的消费电子产品不断冲击着业界的神经。

  与数字IC的光鲜夺目相比,模拟芯片则没有那么起眼,甚至显得有点默默无闻。然而,在用户体验越来越受重视的今天,模拟IC技术也在悄然发生着变化。

  随着终端产品生命周期的缩短以及竞争压力的增大,模拟功能被越来越多的集成到更为复杂的单芯片电路中。因为即便数字IC的性能再优异,如果没有模拟IC的搭配,甚至不能将其称之为完整的数字产品。

  无怪乎近年来,各大主流模拟半导体供应商不约而同地炒起“高性能模拟”概念。

  究竟何为高性能模拟IC?

  一般而言,高性能模拟芯片应该具备高速度、高精度和高电源效率,而且应该在宽广的温度范围内性能仍能保持稳定和可靠。此外,不断采用更先进的模拟工艺技术、保障产品的可靠性、提供更好的技术支持、更准时的交货和客户服务,都是“高性能模拟”的外延。

  于是乎,欧美众多半导体公司纷纷将“高性能模拟”作为其业务重点,并在其中贯彻着各自的业务策略,其中德州仪器(TI)、美国模拟器件公司(ADI)和美国国家半导体(NSC)等老牌半导体公司在这方面的表现犹为惹眼。

  TI的高性能模拟产品亚洲区市场开发经理Jackie Wu则回顾道:“TI早在2001年就成立了高性能模拟产品部,并自2003年以来成为了这个领域的领导厂商。”作为TI发展的核心动力之一,2007年高性能模拟芯片的总市场容量已达到近400亿美元。

  NS在2003年开始专注于高性能模拟业务,如主营Geode系统微处理器的信息家电业务部门、PC Super I/O部门和在欧洲的无线业务部门相继出售。在模拟IC业务策略上,该公司将研发重点方面标准线性产品方面,并致力于开发更多样化而又具有更高产值的产品。

  凌力尔特电源产品部产品市场经理Tony Armstrong表示:“在凌力尔特所专注的高性能模拟产品市场区段中,与竞争对手产品的重叠相对较小。在这些市场上,大多数产品都是专有的,没有可以直接替代的产品。”

  其它公司如Intersil和Atmel等也都非常重视模拟芯片业务的发展。

  模拟数字在一起
  
  多年以来,IC技术的进步已经使得数字信号比模拟信号更具优势。但是这些进展正在展示出新的机遇,他们中的许多在解决方案中需要越来越多的模拟。“我看到了两个明显的驱动力:更多真实世界的信号变得更有趣;更高的数字性能得以通过模拟器件实现,”TI首席研究员方进(Gene Frantz)如是说。

  从模拟技术的发展趋势看,市场对单纯的模拟IC的需求量会越来越少,而对混合信号IC的需求量会迅速增长。集成了线性、RF、数字及微控制器功能的单芯片IC将成为市场发展的主流产品。
举例而言,过去电源几乎完全是模拟的,当出现了开关电源,就大大提高了效率。同样,过去功率放大器几乎全部是模拟的,但自从出现了D类功率放大器,其效率也提高了3~5倍。因此可以认为,功率放大器正在经历着一场从模拟到数字的革命。当然不论是开关电源或是D类功率放大器也完全不同于一般意义上的数字技术。美国PAM公司首席科学家茅于海教授更愿意将其成为“模拟和数字的相结合”。

  对此,飞兆半导体公司系统工程师 Steve Mappus有相同的看法,虽然当今功率管理半导体器件中的数字电路越来越多。但无论有多少数字电路,某些功能必须是模拟的,如极驱动电路,电压基准电路,稳压器和比较器。这些模拟功能需要与数字电路无缝配合。

  在Microchip模拟产品部及应用部的营销副总裁Bryan Liddiard眼中,他将制造技术归于模拟技术所面临的最大挑战。对于一些既有有数字又有模拟技术的高功率器件,做起来还是相当困难。这其中既有高电压器件对低功耗的要求,还具有基于物理方面的挑战。

  模拟技术还需要更智能化,与其周围的电路和设备通信。而从晶圆层面的工艺发展角度来看,这意味着用于构建模拟电路的 BiCMOS 和 BCD 技术的工艺尺度还需要继续减小,以容纳更多的数字和逻辑功能。

  低功耗仍是永恒旋律

  “低功耗”似乎是个我们见怪不怪的词,同时也是业界在推出新品时提到最多的词,因为能源,保护环境是热门话题,对于中国尤其重要。业界在追求极致低功耗的同时,不断给我们带来了一个又一个惊喜,而厂商所要面对的是一个又一个的挑战。

  目前市场上正当其时的各类手持设备对低电压的需求非常强烈,越低越好,低于1.8伏甚至1.2伏,所以模拟技术的一个方向就是降低电压。

  茅于海教授也称模拟技术的主要的应用领域是电源。对于电源的一个重要指标也是它的效率。如何提高效率将会成为一个重要的问题。电源的这个领域也将扩展到功率放大器。

  与设计DSP相比,模拟产品的设计更像是“艺术”,它需要更多的精雕细琢,需要更多的经验积累。虽然并不显著光鲜,但在自己的战场上依然我行我秀。

关键字:高性能模拟  数字  放大器

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2008/0908/article_1031.html
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