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“模拟技术是电子世界的基石,也是IC市场的定海神针。”ADI公司亚洲区行业市场总监周文胜在谈及模拟IC市场时如是说。他分析认为,虽然目前宏观经济的增长趋势还不明朗,高性能模拟IC在短期内可能还是会有一定的波动,但中长期来讲必然是稳定增长的。“尤其在中国,不论是相对成熟的行业如工业和通信还是相对新兴的行业如汽车和医疗,技术和市场都处于稳定或快速的发展中,对高性能模拟IC的需求将是持续旺盛的。”他说。
![]() ADI公司亚洲区行业市场总监周文胜 |
事实上,模拟IC市场仍是整体IC市场中和最重要的领域之一。IC Insights的显示,2013年第二季度,模拟IC出货量劲增14%,主要归功于正常的库存补货以及便携移动设备的增长,尤其是便携移动设备已成为电源管理和消费类模拟IC出货量增长的催化剂。预计全年模拟IC出货量将首次突破1000亿。从应用领域来看,通信和工业类模拟IC出货量的强劲增长正好弥补了消费和计算机类模拟IC出货量的大滑坡。
“电源管理是一个价值100亿美元的机会,并代表了模拟IC市场最有价值的领域之一。”Intersil公司战略副总裁Mark Downing表示,在当前不确定的市场环境中,一个关键主题是继续推动创新和功率需求,从而实现更加良好的性能、高集成度和低功耗。
应用需求热点扫描
高性能模拟IC广泛应用于众多的领域如工业、通信、汽车电子、医疗及消费电子行业。在中国,一方面成熟市场规模的不断扩大为高性能模拟IC的需求奠定了坚实的基础,例如2G和3G通信技术、传统的工业自动化等。另一方面,不论是相对成熟或新兴的市场,技术的不断发展也意味着对模拟IC更高和更多的需求,例如通信技术从3G到4G的演变、电网的智能化、汽车的更安全/更娱乐/更绿色、医疗设备的数字化(超声、CT、X光等)和远程化(心电图机等)。
![]() Intersil公司战略副总裁Mark Downing |
周文胜指出,中国市场一方面需要高性价比IC来支持市场规模的持续扩大,另一方面需要突破性的全新IC支持技术的不断创新。为了支持这两种需求,IC厂家一方面必须在技术上取得不断的突破,例如转换器和放大器必须更可靠(输入端过压保护,高电压隔离等)、更、更低功耗;另一方面必须深入了解电子设备的系统要求,最有效地实现多功能的集成,简化系统设计和降低系统成本。他分析认为,高性能的标准IC和具有应用针对性的高集成度IC将成为电子行业对高性能模拟IC需求的热点。
Downing也说道:“我们确实看到了移动通信、汽车电子和工业电子领域中创新的高性能模拟IC解决方案的强烈需求。”他表示,新的移动设备设计人员面临的挑战是必须减少电池消耗和电源外形更小,实现更高效的尺寸。在汽车市场,汽车的电气化提出了一系列电源管理挑战,需要、的模拟IC创新。而且,在通信和数据基础设施方面,需要能够提供灵活、智能、高效的电源系统来显著提高这些装置的可扩展性、可靠性和成本效益。
Downing继续表示:“我们看到安全应用,特别是视频监控领域高性能模拟集成电路的关键机会,因为模拟IC有助于这些技术在中国更普遍的采用。”Intersil将继续跟踪中国客户的需求,“他们正在利用具有功率效率的模拟和数字电源模块开发支持基础设施建设的服务器和通信设备。”
“用于提高消费和工业产品可用性、智能的环境光、接近传感器应用的模拟集成电路也有越来越多的机会。从手机到工业控制的产品现在都在集成这些技术。”Downing补充说,“车辆的信息娱乐和电气化也是汽车市场两个重要和令人兴奋的领域,在这里我们看到了持续的走强和设计活动。”
更高性能更高集成度
不断变化的市场需求及未来产业发展趋势要求模拟IC厂商与市场和客户更接近,对系统和技术的理解更深入,建立快速准确的服务和反应能力。为此,ADI在过去的几年时间里重新定义了自己的五大战略市场,并且一直在加强市场和系统的团队,以适应市场的需求和未来的趋势。ADI强调以最快的方式,研发出众多高性能、高性价比的标准产品和应用专用IC。
标准产品例如隔离的∑ADC调制输出系列AD740x可以提高电机控制的电流采样;同步采样精密模数转换器AD7606系列是专门针对电力设备,提供高达1Mohm的输入阻抗,利用过采样技术的数字滤波器获得近96dB信噪比;角速度传感器ADXRS800可用于汽车ESC和翻转检测等,它内部集成了众多的系统功能,比如自测、信号带宽设定、门限触发、对振动的优良抵御性等等,而数字化的接口以及极高的集成度能帮助客户降低系统成本;AD7176-2非常适合PLC和仪表行业应用,它是一颗支持2个差分输入或4个单端输入,输出数据速率在5SPS至250KSPS可调的多通道,高,业界功耗的24位Sigma Delta ADC;ADA4700-1是放大器,可实现对100V高电压下的精密测量,具有宽带宽(3MHz)和高摆率(35V/us), 具有内部限流和热关断以保证安全运行。
而更高集成度的应用专用IC,如突破性集成式宽带收发器解决方案AD9361集成射频收发器。它是ADI刚于近期推出的一款面向软件定义无线电(SDR)应用的革命性解决方案,凭借70MHz至6GHz的工作频率范围,新型AD9361射频捷变收发器支持多种可编程无线电应用,支持广泛的调制方案和网络规范(如国防电子、仪器设备、通信基础设施等)。该射频捷变收发器集成1个射频前端、灵活混合信号基带部分、频率合成器、2个模数转换器和2个直接变频接收器,支持从200kHz以下至56MHz的通道带宽,具有高度的可编程能力,其动态范围在当今市场上傲视群雄。在性能、高集成度、宽带性能和灵活性方面达到居于行业水平。AD9361有大量设计资源作为坚强后盾,有利于加快上市时间,包括软件设计套件和FPGA夹层卡(FMC),可用于快速开发软件定义无线电解决方案。
模数混合是未来发展趋势
周文胜表示,ADI不仅在半导体工艺、、稳定性上寻求更高的突破,还不断在ASSP和SoC等集成度更高的领域发展以满足客户日益增多的个性化需求。同时,在模数混合器件的发展也是高性能模拟产品发展的一个趋势。这种ASSP或SoC产品不是简单的多芯片混合封装,而是在同一硅片上集成多种标准电路的产品。
例如原来标准工业信号链有传感器、小信号放大、信号调理、滤波电路、模数转换电路、标定电路及补偿电路等。现在通过高度集成,可以实现单芯片解决。不仅节约成本,电路面积,也极大地减少了客户的开发周期与难度,增加了系统的稳定性。ADI公司的ADIS16488在角度、加速度等方面的测量,以及AD9273在医疗超声系统的应用就反映了这种趋势。
ADI近期推出了一款集成行业模数转换器和最快的ARM Cortex-M4内核的混合信号控制处理器ADSP-CM40x。这款处理器集成了高达14位的行业一款嵌入式双通道16位模数转换器,搭载了一枚240-MHz浮点ARM Cortex-M4处理器内核。设备制造商要求高、伺服闭环控制、电机驱动、太阳能光伏(PV)逆变器和其他嵌入式工业应用,以提高其产品的能源效率和性能。ADSP-CM40x凭借较高的模拟转换性能,很好地实现了这些目标。
在数字平板X光机应用中,轻薄型的便携可移动平板探测器最近几年已经成为这一应用领域争相追逐开发的焦点。ADI新近推出的ADAS1256及其方案彻底解决了此类产品对读出芯片(ROIC)的要求,ADAS1256所提供的不仅是完整的数据采集芯片-256通道电流入数字出,同时此16位数字X射线模拟前端芯片还被集成到柔性PCB上,是真正的Chip-On-Flex, 其高,高集成度以低功耗等特新真正满足了对各类平板探测器的设计要求,可以满足包括静态和动态平在内的绝大多数产品,以及可移动式的系统要求。
“这种高度集成的趋势难度在于不仅要解决多种标准电路之间的接口,还要考虑不同电路的匹配与工艺要求以及电路间的相互干扰。”周文胜表示,“有了这种高度集成工艺,我们就可以根据不同领域客户的具体要求稍微更改各部分标准电路的参数指标来满足其个性化需求。”
同样的,Intersil最近推出的产品也彰显了其已开发的跨越模拟和数字疆界的独特IP。ZL8800是一个电源控制器,利用了ChargeMode控制回路技术,可提供快速的瞬态响应,有助于缩短设计时间。它提供了一流的数字负载点(POL)瞬态响应,节省了输出电容和电路板空间,对于一代基站、路由器和类似基础设施设计中的先进电源系统具有非常重要的好处。
这些复杂的系统需要设计人员能够完全控制和监视每个电源轨,以限度地提高可靠性,通常要使用显示器和定序器提供围绕POL转换器的附加功能。ZL8800集成了所有这些功能,使设计人员可以通过一个PMBus接口监视和控制电源的各个方面,而不需要额外的器件。电源上可用的遥测数据包括温度、输入电流、输出电流、输入电压、输出电压和故障状态。
新型ISL8115 PWM控制器为各种输入电压提供了一个控制器,有助于系统设计人员限度地提高性能和降低成本。这使得该器件非常适用于电信、数据通信系统、工业电源和电池供电产品,这些应用需要尽可能宽电压范围来限度地提高性能和降低系统成本。ISL8115具有2.97V到36V的很宽的输入电压范围,这使得它能够采用直流电阻(DCR)检测支持高达5.5V的输出电压,限度地提高大电流应用的效率。
汽车的后置摄像头显示器已经成为一种流行的驱动安全功能。市场研究公司iSuppli说,在10辆新车中有9辆已将控制台屏幕作为一个选项。视频的质量以及摄像机解决方案的成本和尺寸已成为在新车中增加这个重要安全功能至关重要的因素。
新型TW9990视频解码器是一个低功耗模拟视频解码器,支持NTSC/PAL/SECAM单端、差分和伪差分复合视频输入以及S视频。27MHz晶振已成为所有模拟视频解码所需的标准。复合输入的典型功耗约为100mW。掉电模式可进一步降低消耗。
大多数汽车模拟摄像机都采用差分双绞线连接,以减少共模噪声。传统模拟视频解码器只支持单端输入,这意味着汽车系统设计人员必须在解码器前面放一个视频运算放大器,将差分信号转换成单端。TW9990视频解码器不需要外部运算放大器和相关成本,因为它直接支持差分复合视频信号,并具有内置可编程短路至电池和对地短路检测。在支持差分信号输入时,这是OEM需要的一个重要的功能。
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