模擬IC走向整合
大多數(shù)電子工程師在提到IC時(shí)，一般情況下首先想到的大多數(shù)是MCU、DSP、FPGA等數(shù)字IC，而模擬IC則很少被關(guān)注到。同樣在目前消費(fèi)電子大流行的情況下興起的拆解，在工程師對(duì)這些產(chǎn)品的物料清單(BOM)進(jìn)行分析時(shí)，大部分的案例都將重點(diǎn)放在了采用了哪些主處理器和存儲(chǔ)器等數(shù)字芯片上，而不會(huì)對(duì)于模擬IC投入太大精力。
現(xiàn)在數(shù)字IC的集成度也越來越高，SoC的設(shè)計(jì)理念大行其道，毫無疑問，在這場(chǎng)數(shù)字時(shí)代的盛宴中，數(shù)字芯片成為了業(yè)界矚目的焦點(diǎn)。
但是，即便數(shù)字IC的性能再優(yōu)異，如果沒有模擬IC的搭配，就無法充分發(fā)揮數(shù)字IC的性能優(yōu)勢(shì)，甚至也不能構(gòu)成完整的數(shù)字產(chǎn)品。
在不被關(guān)注的當(dāng)下，模擬器件其實(shí)正在進(jìn)行著一場(chǎng)悄無聲息的整合“革命”，模擬器件正在走著一條數(shù)字IC已經(jīng)踐行過的道路。模擬電路正在從功能器件、系統(tǒng)方案，逐漸向模擬整合IC的方向發(fā)展。
模擬器件整合的潮流內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力是和數(shù)字IC集成度提高有著直接的關(guān)系。隨著數(shù)字系統(tǒng)變得日益復(fù)雜，其對(duì)外圍模擬器件，例如ADC/DAC、電源管理IC、高性能模擬前端等在精度、速度、信噪比、性能等方面的需求也日益高漲。現(xiàn)在主流模擬廠商都力爭(zhēng)在單一芯片內(nèi)集成用戶所需的全部功能，減少外部元件數(shù)量，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，提高性能。
模擬器件整合趨勢(shì)有兩種發(fā)展方向，在模擬傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域——電源上體現(xiàn)的淋漓盡致。
第一個(gè)方向是把不同模擬器件整合到一顆IC之中，原來需要多個(gè)模擬器件實(shí)現(xiàn)的功能由一顆IC實(shí)現(xiàn)。這在電源管理領(lǐng)域非常普遍，大多數(shù)模擬廠商都有類似的產(chǎn)品。比如過去手機(jī)中需要一些分立的電源管理芯片，如低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)、直流直流轉(zhuǎn)換器(DC/DC)，但現(xiàn)在它們都被集成到手機(jī)的電源管理單元(PMU)中。目前一個(gè)PMU中集成了七八個(gè)LDO和DC/DC芯片。
第二個(gè)方向是模擬器件整合數(shù)字器件。比如目前正在興起之中的數(shù)字電源產(chǎn)品就是把DSP或者M(jìn)CU整合進(jìn)入傳統(tǒng)的電源管理芯片。在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中，相對(duì)模擬電源，數(shù)字電源是通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)多方面的應(yīng)用，其具備的可擴(kuò)展性與重復(fù)使用性使用戶可以方便更改工作參數(shù)，優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實(shí)時(shí)過電流保護(hù)與管理，它還可以減少外圍器件的數(shù)量。
當(dāng)然由于模擬器件特殊的電氣特性，其整合難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過數(shù)字IC。在設(shè)計(jì)方面，模擬電路設(shè)計(jì)通常都很挑剔，需要嚴(yán)格的環(huán)境控制工藝和芯片布線設(shè)計(jì)。而在測(cè)試上，模擬IC和數(shù)字IC更是相距甚遠(yuǎn)，對(duì)于數(shù)字芯片，有一種掃描技術(shù)，串行方式對(duì)所有內(nèi)部寄存器和觸發(fā)器設(shè)置“1”或“0”，對(duì)幾乎所有數(shù)字電路進(jìn)行快速檢錯(cuò)。相比之下，模擬部分需要模擬激勵(lì)和模擬測(cè)量以確保IC工作正常。如果沒有特制的探針卡，在圓片檢測(cè)時(shí)，許多模擬電路都不可能充分測(cè)試。在封裝測(cè)試階段，由于引線電感，使用插孔可影響性能。
雖然存在著種種困難，但是伴隨著電子產(chǎn)品小型化這一“剛性”需求，模擬整合的潮流幾乎是無可阻擋的，在可預(yù)見的未來，會(huì)有越來越多的整合模擬IC面市。
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