模拟IC从不缺少增长的动力

2007-02-05 15:15:38来源: 电子产品世界
  模拟IC市场发展最显著的特征就是随着整个半导体市场同步发展,并没有因为数字时代到来而停滞不前,近10年来模拟IC一直保持着10.5%的年均增长。而据市场调研公司DataBeans日前发表的一份报告,继2005年表现相对平平之后,预计2006年模拟芯片市场将达到新的高度,销售额将达379亿美元,之后5年的年平均增长率有望保持在11%左右(表1)。同样乐观的预测也来自美国半导体协会(SIA)和WSTS,到2006年,全球的模拟器件市场将为350亿美元,一举超过数字IC市场。 其中,高性能模拟IC占据了相当大的比重,并且发展速度超过了整体模拟IC市场的增长,据Databeans的预计, 2009年以前平均年增率为16%。高性能模拟IC包括高速放大器数据转换器、高解析度数据转换器和高效电源管理等,这些产品的应用领域都是当前最热门的,例如便携消费电子产品、3G手机、网络升级等。放眼未来几年,据Data Beans的预测,通信用模拟IC是支撑整个模拟市场发展的最大动力,2006年这一市场超过100亿美元,而到2009年则增长至180亿美元。另外一个发展迅速的增长点是汽车电子,用于汽车电子的模拟IC市场在2008年超过40亿美元,成为第二大模拟IC应用领域(图1)。而对主要模拟厂商的收入情况分析,可以发现由于各地区对模拟产品的需求不同,各地区的厂商所侧重的领域也大相径庭。北美地区的模拟IC厂商的主要收入来源是通信和电源管理,日系厂商以消费电子为主打,而欧洲的厂商则侧重在通信和汽车电子。


表1 全球模拟IC 增长稳定

  随着应用产品向轻薄短小、低功耗电和多功能三大趋势发展,对于模拟IC的设计和生产技术要求越来越高,速度、精准、功耗、电压控制能力、电流控制能力、可靠性和稳定性成为模拟IC技术评估的主要标准。鉴于数字技术的持续快速发展,如何使模拟IC性能提升跟上数字IC的脚步,称职地扮演在系统中的角色,便成为模拟IC面临的主要挑战。为此,我们采访了一些专业的模拟IC厂商,以期找到答案。

  消费类电子推动模拟IC应用开发普及

  根据调研公司Databeans的统计, TI目前是全球最大的模拟IC厂商。TI在模拟产品的传统强项包括,电源,放大器和接口IC,在这些领域TI一直名列前茅。此外,TI还在关注高速数据转换器和射频器件。TI每年推出超过300种的高性能模拟产品,这些产品几乎涵盖了全部的模拟IC应用范围,包括通信,消费电子,工控等多个行业,并且在不断丰富。TI认为模拟产品的技术发展呈现2种趋势。一是中低端的模拟IC应用开发日益普及,尤其是针对目前比较火热的消费类电子。消费电子普遍面临着成本的压力,产品的开发周期、成本都在缩小,市场上很多新兴的模拟IC厂商都,包括中国的一些公司,在从事中低端的应用开发,例如,低功率的电源,中低速的放大器。另外一个趋势是对高性能模拟IC的要求越来越高,高性能模拟IC主要应用在无线通信,医疗电子等,例如大功率的电源,高速的放大器,产品性能更多的依赖研发和生产工艺,这是一些规模较小的公司的劣势。


德州仪器(TI)中国区模拟产品销售总监 王  剑

  就市场而言,我们认为全球范围内。通信类的应用依然是模拟IC稳步发展的主要的因素,因为它发展稳定,但是缺少Killer Applications,而消费和汽车电子则是催化剂。和国际市场基本一致,中国本土的模拟IC的开发和应用也集中在通信和消费领域,但是工业控制在中国同样拥有不可低估的潜力,这一点和亚洲的其他市场有所不同。

  就产品而言,因为电源管理芯片占据了40%-45%的模拟IC产品容量,因而这类应用的绝对发展速度肯定是最快的,而且几乎所有的电子类应用都离不开电源,因而无论那个行业的发展都将为电源管理芯片的发展带来契机。近年来便携式消费电子在国内发展迅速,包括MP3、PMP、 便携式DVD、迷你Speaker以及手持GPS在内,或是已经相当成熟或者正在迅速发展。从而带动起音频功率发大器的这类应用,音频产品的功放覆盖范围很广,小到2W的迷你Speaker,大到20W的数字电视和甚至50W以上的数字音响。而在视频应用方面,现在很多的数字电视已经集成了视频放大器、开关在核心芯片上从而降低功耗和体积。当然在高端应用中,对产品的性能要求很高,从而为分立器件提供了市场,像HDMI开关,高性能的视频发大器等等。

  中国LCD显示和LED照明值得期待

  安森美半导体拥有范围广泛及完整的模拟产品系列,涵盖“从插口到插袋”,从基本应用,如运算放大器比较器,到用于开关模式电源的PWM控制器,直流-直流转换器解决方案和便携式/消费电子产品,甚至包括一些大功率PFC和PWM电源应用。在提高器件性能方面,安森美半导体提供了减低MOSFET 的Rds(on)及当电流通过整流器时减低Vf下降等方案。而集成更多元件于一个封装,减少电容的寄生电感,这样便能提高整体系统的效率, 尤其是高频的应用。同时,预见到未来市场对控制噪声干扰及加强ESD保护的要求将进一步提高,故安森美半导体推出一系列全新滤波器,它可滤除RF传送于手机(数据线和声频线)产生的噪声。



安森美半导体亚太区电源管理部市场推广经理蒋家亮先生

  在中国市场,我们非常看好LCD显示器和固态发光LED照明。中国政府也在大力推动固态发光的发展。可以预见,随着对成本经济的超高亮功率LED的需求不断增加,固态发光LED照明有着光明的发展前景。此外,数字消费电子产品的不断升级和快速发展在给模拟市场带来更大空间的同时,也成为其前进的动力。

  在模拟领域的诸多产品种类中,电源管理芯片的市场空间最大,这主要源于电源管理芯片极为广泛的应用,其次是数据转换、放大器等。安森美半导体一直与全球不同区域的能源机构都保持着频繁的交流和沟通,如美国的Energy Star和中国的中标认证中心等。

  在家电领域,伴随显示屏逐步向薄型产品发展,对清晰度的要求越来越高,画面色彩比以前也更加璀璨亮丽,相应的新功能要求显示屏使用时间更长。在这一发展趋势下,各电源管理器件厂商都面临着如何有效支持这方面需求的重大挑战。因此,为节能所做的技术改进几乎涉及显示系统的每一个角落。显示屏背光是系统中耗电量最大的电路,其耗电量是显示屏所获供电的十倍以上。功率越大,通常意味着便携式设备的彩色LCD能够发出更强的光。但是在功率限制日趋苛刻的今天,高亮度输出显示器显然并不实用。利用能源效率较高的白光LED背光使用户的总体能见度最大化,才是现在最受青睐的选择。

  作为主要的制造和采购基地,中国的模拟集成电路市场是全球关注的焦点,而且该市场在未来一两年内依然有着巨大的增长潜力。为进一步推动中国的模拟IC市场向前发展,我们对中国的工程师有以下三点建议:第一:数字消费类产品成应用新热点。第二:低能耗、高能效是方向。第三:集成化趋势势不可挡。



Power Integrations市场营销副总裁Doug Bailey

  定制化服务的技术支持是成功的关键

  Power Integration公司的专长是实现功率晶体管和控制电路的单片集成的芯片。这种集成化给系统带来了具有巨大的好处,因为晶体管与驱动电路间实现了紧密的连接。我们能够精确、实时地测量流过晶体管的电流和晶体管的温度,同时控制电源的输出。利用PI公司的技术制作的电源与利用分立的控制器和晶体管制作的点源相比,其结构更为简单,价格更为低廉,精度更高而且更为可靠。

  各种形式的电源管理——AC/DC变换、DC/DC负载点电荷以及系统产品内对功率的开关和控制——将推动整个模拟IC市场在未来出现巨大的增长。能量效率方面的标准的实施正在促使人们取消线性电源的使用,并推动基于较旧式技术的多种开关电源的升级以及多种消费类产品采用电源管理。其次,电器市场也在发生变革;基于AC电机的纯机电产品和时钟机构控制的系统正在让位于电子化的产品,如前进的DC无刷电机驱动、相关的控制器和复杂的人机接口系统。这些应用以及其他应用必将从Power Integration的能量效率高的IC产品中获益。

  如今,原材料的供应既是挑战也是机遇。例如,石油、铜和黄金的成本在过去几年里出现了巨大的上涨。石油可以用于芯片封装的塑料上,铜则用于引线框,黄金用于焊线。这代表了一种机遇,因为PI IC所使用的铜要远远少于线性变压器,而且PI产品的集成水平减少了分立的开关电源解决方案所需的焊线和引线框的数量。PI的挑战是实现增长,并为那些促使集成化开关电源技术发生变革的市场分区提供服务。

  在中国,成功的关键是为产品的design-in(定制化服务)提供最好的技术支持。随着中国经济的增长,它的传统上低于全球其他地区的低工程成本优势正在缩小,在选择技术解决方案的过程中设计方面的工作正在成为更重要的因素。Power Integration相信通过本地化的工程专业技术和使用方便、一致性好、可靠的产品的设计——很严格的参数公差控制,就能推动中国模拟IC市场的增长而且让我们在这一市场上的份额也获得增长。

  手机仍是模拟市场增长的重要推动力

  模拟领域的发展趋势与半导体市场中的其它领域相类似,OEM 厂商不断寻找最新的技术,使他们在市场上占有优势。OEM 厂商正在寻找高性能、封装更小,通过集成减少元件数及降低总体系统成本的解决方案。此外,世界各地广泛采用诸如“能源之星”和“中国节能” (China-Energy Conservation) 等能效条例。而且,近年来能源成本显著升高,使得市场对高能效、低功耗器件的需求更加迫切。

  飞兆半导体产品适用于超便携式设备、消费、计算机及工业市场。飞兆半导体的模拟技术产品包括:信号路径模拟 IC:为单连接器 (微型USB连接器) 纤小型设计提供多功能转换。这些产品集成了视频滤波器/驱动器、USB2.0 高速和音频路由,是下一代便携式设计的理想器件;滤波器/驱动器:具有双负载驱动能力和可编程带宽,适合高分辨率显示和机顶盒应用;高速放大器:适合长电缆或高容性负载应用;功率转换产品:包括高能效的 FPS功率开关和功率因数校正解决方案;以及SerDes 器件:它将传统的宽并行路径缩减为高速串行链接,从而将翻盖或滑盖型手机应用的互连线缆减少 6 至 7 成。


飞兆半导体公司集成电路部高级副总裁兼总经理 Bob Conrad

  在未来的几年中,消费电子产品和超便携式领域将成为快速增长的市场领域。其中,由超便携式产品主导的手机市场预料将出现适度增长,而体积、性能及低功耗将继续推动超便携式市场的发展。电池寿命是大多数超便携式产品的关键特性,这一需求将继续推动更低功耗产品的技术发展。预期便携式电子产品市场将会进一步扩大,将有更多的创新型产品可供消费者选择。 

  今后几年,随着新用户的加入和市场份额增长,手机市场将仍然是整个模拟市场增长的重要推动力。我们认为中产阶层的壮大及新款式电话作为社会地位象征的文化影响将推动着这一增长。加上这些特性集成在更低端的设计中,市场对具有多功能纤小型手机的需求将保持增长。此外,我们预期平板电视市场将推动消费产品市场的增长,因为不断的价格下调将会产生大批消费者群。

  许多模拟 IC 供应商面临的其中一个挑战是需要专注于支持其核心优势的合适模拟产品。飞兆半导体的优势在于功率模拟产品,自 1997 年进入模拟产品市场以来,功率模拟产品是我们业务的主要增长点。模拟 IC 供应商还必须有效地管理短促的设计周期,需要贴近其客户,共同定义下一代的高性能模拟器件。

  高性能模拟解决方案助力汽车电子与平板电视

  凌力尔特的高性能模拟产品适合于广阔的市场,其中最大的是通信、工业和计算机市场。在高端消费市场上,凌力尔特的产品凭借其性能和特征而被诸多应用所采纳。一个突出的例子便是平板电视。几年前,如果有人建议凌力尔特为电视市场提供产品,我肯定会一笑置之,因为上一代电视并不需要高性能模拟解决方案。而如今的高端平板电视则是最需要模拟产品的应用之一。另一个实例是汽车市场。过去,汽车市场是一个商品驱动型市场,因此不可能利用我们的高性能模拟产品库在这个市场上赢得高的价值。但现在,汽车配备的电子产品日渐增多,而且其性能要求也有了显著的提高。当今的汽车有可能安装了100多个微控制器,而且,对于各类汽车系统来说,电子产品现已成为一个重要的组成部分。这些系统包括从远程信息处理和导航系统到车内和车外照明以及用于刹车、操纵及其他关键系统的众多基于电子技术的系统。



凌力尔特公司  总裁David Bell

  在汽车市场中,由于越来越多的汽车系统都是基于电子技术的,因此电子产品的使用量将会不断地增加。随着能量效率问题成为人们关注的新焦点,我们发现不少厂商开发出了混合动力车辆和其他采用高效燃料的汽车。混合动力车辆使用了大量的电子产品,因而对用于电源管理的高性能模拟器件有着显著的需求。

  在高端消费市场中,对高性能模拟产品的需求也在持续增长。我们看到:众多终端产品的性能均有所改善,包括:MP3播放器、数码相机、带照相和其他功能的蜂窝电话以及GPS系统等。如今的市场可谓瞬息万变,因而导致产品的更新换代非常快。我们见证了产品生命周期的日渐缩短,特别是在消费电子领域。当今的消费类产品要求缩减功耗和外形尺寸。伴随着这一发展趋势,我们还发现:有才能的模拟工程师出现了持续短缺的现象。对于我们的客户来说,这限制了他们为其产品开发模拟解决方案的能力。

  中国拥有一个契机,就是从以制造业为主的思维模式转变至凭借自身的设计能力来竞争。从本质上说,中国需要逐步地利用其富有竞争力的国产产品来使自己在全球市场上独树一帜。为了实现这种转变,中国的工程师必需设计出在性能上别具一格的产品,而不仅仅是以价格取胜。在全球电子市场上,最成功的产品往往在某个有意义的方面拥有优于同类产品的性能。对于中国的工程师,我的建议是:设计居于世界级的产品,而其与众不同之处在于性能。只需看一眼那些在全球市场竞争中胜出的产品便可对此一目了然。例如:Apple公司的iPod攻占了MP3的市场,并迅速地建立起了属于自己的市场份额。原因之一便是该产品的高性能及其设计的精巧。中国的公司也开始大规模地进行创新。不妨关注一下华为公司的电信和网络基础设施产品。他们的产品正是凭借着出众的性能而在世界市场上赢得了一席之地。

  混合信号IC需求成为市场主流

  Maxim公司专注于模拟和混合信号集成电路产品设计、开发与生产,公司的模拟IC包括数据转换器、接口电路、微处理器监控电路、运算放大器、电源、多路复用器、电池充电器、电源管理产品、射频产品、光纤通信产品、传感器等。在技术实力上,Maxim自成立以来开发出了160种以上的晶圆制造工艺,能够在单芯片上整合模拟电路与数字电路,例如:将高频硅锗RF电路与CMOS数据转换器集成在同一芯片,另外,我们还是为数不多的能够在“模拟”芯片上嵌入微处理器的厂商之一。



Maxim中国区总经理(现恩智浦大中华区销售部高级副总裁)孟伟坚先生

  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。中国人口的增长促进了对产品需求量的增长,在未来几年里,3G无线通信产品、汽车电子、电信以及家庭娱乐产品的不断发展必将推动对混合模拟芯片的巨大需求。

  十年前,我们支持的许多终端产品在中国市场上还很少见到,但最近几年,我们的IC已在中国市场上被广泛用于工业、消费类电子、电信基础架构、计算机等各个领域。中国正在从一个以生产为主的大国转向以高科技研发和终端产品开发为主的国家。随着中国自主设计的增长,中国的OEM市场将逐步成为半导体行业最重要的市场之一,对高端模拟电路的需求量也将迅猛增长。

  高性能是标准线性模拟芯片发展方向

  标准线性模拟芯片可分为电源管理、放大器,接口电路及数据转换系统四大类。以美国国家半导体来说,这四大类芯片的销售额约占公司总营业额的 75%。随着市场对电子产品的性能及多元化功能的要求日渐提高,标准线性模拟芯片将朝着高性能方向发展,其中包括低功耗、高速、高精度、高集成度及更优质的音频与视频。



美国国家半导体南中国区业务总经理 何贤斌

  根据半导体产业协会的世界半导体贸易统计数字专刊 (SIA/WSTS) 所作的预测,标准线性芯片市场的增长率会高于整个半导体产品市场的平均增长数字,预计标准线性芯片 2006 年的增长率高达 15.1%,而业界平均增长率则只有 9.8%。标准线性芯片的增长主要由电源管理芯片的需求飙升所带动。电源管理芯片 2006 年的市场增长率高达 17.8%,而美国国家半导体在电源管理市场上一直居领导地位。

  可以预见,为了生产更高性能与品质的电子产品,市场对高速、高精度低功耗及低燥声的信号路径调节产品如高速及高精度放大器、高速A/D转换器及接口产品的需求将大大提高。

  美国国家半导体致力为客户提供一套完备的模拟信号路径解决方案。我们响誉业界的VIP50工艺技术能生产出一系列精确度与速度极高的放大器。此外,美国国家半导体的超高速A/D转换器,取样率高达 6GSPS,为客户提供前所未有的高速、低功耗体验。

  在电源管理方面,美国国家半导体一直此市场的领导者,专门开发各种由 1V 以下至 100V 的系统解决方案。这些方案都采用先进的热能管理技术,有助于提高能源效益,而且采用的封装也极为小巧,让工程师可以充分利用电路板的板面空间。美国国家半导体在不久之前推出业界首款低压降线性稳压器以及创新的 Simple Switcher 开关稳压器,将电源供应器的设计观念彻底改变,让厂商可以在前所未有的短时间内将新产品推出市场。

  满足特殊应用

  Intersil是一家高性能模拟半导体公司,从事ASSP(专用标准产品)的比例很大,占公司营业额的60%,其余是通用产品。Intersil在所专注的垂直市场数一数二,例如LCD平板电视位居第一,PC电源主板占50%份额,光驱第一,手机充电名列前茅,宽带接入、线路驱动器方面占有全球70%~80%的市场份额。



Intersil公司亚太区销售副总裁Kent Chon

  Intersil值得骄傲的产品有运算放大器与电源管理。其中运放规模在业内排名第二,有特色的视频运放实现了高速、宽带和低噪声,而低速运放主要用于LCD平板;另外,电源管理的成功案例是PC电源主板、手机等。

  当前,一些公司推出了平台化的解决方案,Intersil认为平台有好有坏,好的是有了一揽子解决方案;不利的是某些组合并非最佳的,因为每家公司都有自己的优势,应该各取所长。

  由于擅于应对快速变化的垂直市场,Intersil产品的交货期很短,一般在4~8周,而业界的平均周期在8~16周。为了做到这点,一个是要预测准,提前进行生产,有时库存可达10万片;另外Intersil建立了die bank(芯片银行),对die稍微加工后就成为成品。

  Intersil认为中国工程师关注的领域与亚洲其他国家、地区有所不同,例如,韩国专注于LCD平板和手机;中国台湾擅长LCD和PC;但中国工程师的兴趣很广泛,属于水平市场,因此不仅要发展专用产品,还要努力推广通用市场的应用。

  中国工程师的应用习惯与世界其他国家没有什么区别,都希望获得高质量的产品和详尽的技术资料,同时对产品的规格又有具体要求,差别只是文化不同。为此,Intersil正在中国建立一个服务工程师的队伍,以便对客户进行快速的响应。

关键字:放大器  数据  电源  开发  周期  无线  医疗

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/analog/200702/article_21136.html
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