導言:現(xiàn)如今,為了迎合電子產品的變化趨勢,芯片的集成度也在不斷升高。很多人認為數(shù)字芯片將占領市場,而模擬芯片即將終結,那到底實際情況如何,請看本文詳解。
根據(jù)最近統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,世界人口已經超過了70億。從1990年到現(xiàn)在,世界人口以1.4%的復合年均增長率在不斷增長,與此同時,全部半導體單位產品銷售額以9.2%的復合年均增長率在增加,截至2010年其銷售額已經達到了6600億。
有趣的是:在此期間,模擬半導體單元竟也以10.3%的復合年均增長率在增加。數(shù)據(jù)顯示:2010年模擬芯片銷售額高達920億個,或許會比整個半導體市場的銷售額還要高。也就是說,全球平均每人每年所用的模擬芯片超過13塊。
從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,我們可以肯定的說,“模擬芯片的滅亡”只是夸大其辭。
模擬產品銷售額的增長原因有2個方面。第一,舊應用需要新解決方案(如混合動力電動汽車、電視和LED燈泡);第二,新的應用應運而生(如智能手機的個人化計算/平板電腦和智能汽車和個人醫(yī)學的新市場、可替代能源等等)。
在所有的這些領域,我們可以看到越來越多的人在使用模擬芯片和傳感器。現(xiàn)在一個普通的智能手機至少都有8個以上傳感器!根據(jù)IC Insights調研預測,在接下來的5年中,傳感器/制動器的銷售額將以6.8%的復合年均增長率增加,其增長速度將比整個IC市場的增長速度都要快。
在一塊電路板上模擬和混合信號集成電路的數(shù)量很多。這些包括與數(shù)據(jù)源連接的放大器(如傳感器)、數(shù)據(jù)轉換器、電源管理芯片、時鐘/計時裝置和接口芯片。
讓我們來看看模擬半導體制造技術。不像數(shù)碼產品一樣能在Moore定律的驅動下前進,大多數(shù)混合信號和模擬產品的邏輯門數(shù)增加不夠顯著。因此,模擬制造從平版印刷時代轉到下一代的過程是十分緩慢的。
有人說,模擬ICs在性能方面沒有得到改善或者是說在逐代的制造工藝中變得更小。這些都是錯誤的假設!因為在一些特定類型產品上,我們通過設備架構、集成、封裝、材料最優(yōu)分離加工工藝技術對其進行了相應的改進。TI的產品生產平臺上就有超過50個這樣的生產進程,每一個進程都會選擇看是對一個具體的家庭模擬半導體進行優(yōu)化還是對MEMS/傳感器進行優(yōu)化。
(1)高速放大器通常需要微調電容器,電阻器和鍺化硅雙極型工藝。它往往與絕緣體上硅結構基片組合在一起,以減少噪音的干擾。
(2)數(shù)據(jù)轉換器的制造是使用帶有高精度薄膜電阻器、高線性電容和低噪音,良好的匹配晶體管的模擬工藝。
(3)帶有厚重力量金屬的高電壓制造工藝是建設電源管理ICs必不可少的。電壓調整工藝已經用于相關應用,其電壓范圍從幾伏到幾百伏不等。
(4)微控制器采用混合信號工藝技術制造,具有低功耗非易失性存儲器和超低功耗晶體管的系統(tǒng)特色。
(5)MEMS和傳感器需要定制的過程流,以便于其在硅深刻蝕、閥座后側晶片模式、硅晶片粘合等等應用中使用獨特的設備。
之前我看到深亞微米CMOS技術的發(fā)展,而最近我看到的更多的是模擬技術的發(fā)展。在模擬開發(fā)和制造中的機會是完全不同的,相比而言,它不拘泥于單一產業(yè)發(fā)展路線,通過設計、加工、包裝和制造等各個方面就能對將其區(qū)分開來。
鼓勵創(chuàng)新!
我的思維模式一會兒像快艇,一會兒像航空母艦。這種模式不是一個大的開發(fā)團隊,而是許多小團隊中的一個。這些小團隊在不同的市場機遇下合作。就拿最近兩個有關分化技術的例子來說:一個是我們最近開發(fā)出來的一種可快速寫入、低功耗、非易失性存儲器(又叫做磁性隨機存取記憶體),它能在消耗電力只占閃存器件不到1/2的情況下使得超低功耗混合信號微控制器正常工作。
另一個例子是:最近,TI將熱電偶元件、MEMS加工以及高精度的模擬數(shù)據(jù)轉換器組合在一起,創(chuàng)建一個單片機紅外溫度傳感器。
此外,發(fā)展不會受限于缺乏可用性或者工藝設備不成熟,因此對高效益率市場而言時間是非常好的,并且建立一個模擬生產線的成本要大大低于建立一個CMOS線所需的成本。
當然還有其他問題。除了明顯的技術挑戰(zhàn)外,還有模擬產品問題。因此,模擬制造工藝持續(xù)很長一段時間,有時超過20年。這創(chuàng)建了多年積累下來的工藝、設計IP、PDKs、圖書館和Spice模式(這些都是需要經常維護、更新和不斷改進的)。此外,管理工藝技術的多樣性以及許多廠家生產的產品具有極大的挑戰(zhàn)性。
當談到模擬,就算是創(chuàng)造more than Moore定律的人也不能說還有什么能比它更好的。
模擬半導體在整個半導體行業(yè)所占份額只增未減。像這種“走向滅亡”這類的說法,純粹是過于夸大其辭。
特別推薦
- 5mW待機功耗突圍戰(zhàn)!AC-DC電源待機功耗逼近物理極限
- 華為、地平線、大眾等企業(yè)引領汽車技術變革,來AMTS 2025了解更多汽車行業(yè)發(fā)展前景
- 關稅風暴下車企們的生存法則:漲價+清庫+轉產三軸突圍
- 從智能座艙到駕控大腦:AMTS帶你暢游上海車展黑科技海洋
- 智能無線工業(yè)傳感器設計完全指南
- 硅光技術新突破:意法半導體PIC100開啟數(shù)據(jù)中心高能效時代
- 新唐科技以AI、新能源、汽車電子新品引領行業(yè)未來,巡回發(fā)布會完美收官!
技術文章更多>>
- 新唐科技以AI、新能源、汽車電子新品引領行業(yè)未來,巡回發(fā)布會完美收官!
- 硅光技術新突破:意法半導體PIC100開啟數(shù)據(jù)中心高能效時代
- 從智能座艙到駕控大腦:AMTS帶你暢游上海車展黑科技海洋
- 關稅風暴下車企們的生存法則:漲價+清庫+轉產三軸突圍
- 華為、地平線、大眾等企業(yè)引領汽車技術變革,來AMTS 2025了解更多汽車行業(yè)發(fā)展前景
技術白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索