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芯片创新,并非只有高集成度一条路可走

时间:2019-11-26 作者:邵乐峰 阅读:
“高集成度产品”能够加速用户的开发进度,特别是对于缺乏模拟设计经验的客户。但芯片的创新并非只有提高集成度一条路可走,更多的高性能模拟芯片仍将以独立器件的模式生存下去。
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尽管“模拟整合”是美信(Maxim Integrated)最为擅长的领域,但Maxim Integrated核心产品事业部执行总监David Andeen日前对《电子工程专辑》表示,芯片的创新并非只有提高集成度一条路可走,在消费、通信、工业和医疗领域,以接口、电源调节器、数据转换器、信号调理、监控器、温度传感器为代表的高性能基础模拟器件正在为各类应用提供支持。 

Maxim Integrated核心产品事业部执行总监David Andeen

市场研究机构IC Insights的数据显示,当前出货量排名前五位的IC产品中,有四类属于模拟产品,占比高达80%,高能效、精密测量、稳定互联和可靠保护是用户对这些高性能模拟器件的普遍需求。为此,美信在4年半之前成立了核心产品事业部,目标就是持续不断的为用户提供性能最为出色的高性能模拟器件,并在成立之初600余种产品的基础上衍生出更多的产品种类,以满足用户对高性能模拟器件的需求。

例如具有低静态电流、高转换效率的高能效电源IC能够大幅延长便携设备的电池使用寿命;美信的nanoPower buck/boost转换器以及低噪声、低压差稳压器 (LDO) 将先进的电源转换技术带给可穿戴、便携式和医疗等应用。而在精密测量领域,美信的高性能信号链产品在工业、医疗、汽车等应用中的数据采集起到非常关键的作用,支持系统的长期稳定性。可靠保护IC则通过监控电压、电流和温度故障,为系统提供可靠保护;具有宽压输入范围的监控及看门狗电路确保系统工作在正常的供电范围,并在软件失控的情况下保持系统复位。而包括RS485、CAN收发器IC在内的有线及无线通信方案则为系统互联提供最高级别的保护和安全连接。

目前,Maxim拥有数千种模拟产品,其业务模式倾向于追求目标市场的平衡发展。换句话说,就是既关注高增长、高容量市场(例如智能手机/平板电脑);也关注相对稳定的高利润市场(包括工业、绿色能源、医疗、汽车、通信基础设施等)。比如,近期推出的MAX6078A电压基准IC、MAX16155 nanoPowe监控器和MAX16160电压监测器及复位IC则是Maxim基础模拟产品的最新方案,适用于云计算、IoT、智能前沿、设备端AI,以及消费、通信、工业和医疗领域的智能化与新兴应用。

MAX6078A:精密电压基准在严苛的电池功率预算下提供工业级高精度方案

MAX6078A具有±0.04%初始精度,精度比同类竞争产品的高20%。MAX6078A的静态电流仅为15µA,使得电池供电和能量收集系统的精密测量成为可能。器件的工作电流比最接近的竞争产品低6.6倍,方案尺寸仅为1.458mm x 1.288mm,比竞争方案小58%。

MAX16155:业界最低功耗的nanoPower监控器

MAX16155的耗流典型值仅为400nA,是竞争方案所需供电电流的4%,可在几乎零功耗的状态下提供可靠系统保护。器件通过监测系统电路的欠压故障,并利用看门狗定时器在故障状态下使系统保持复位状态,确保便携式、低功耗设备在发生电源故障或软件故障时安全工作。IC采用微型、6引脚SOT23封装。

MAX16160:四通道电压监测器及复位IC,为电源上电顺序提供灵活性

MAX16160是业内唯一一款当四路电源轨的任何一路高于1V时即可保持低电平复位的四通道电压监测器及复位IC。器件凭借确定的低电平复位输出,提供业界最可靠的多电源系统上电启动和连续工作模式。这种“无供电上电”特性避免了系统的不确定状态,工程师可以轻松配置各路电源的上电顺序。所有输入电压监测精度为±1%,比竞争产品 (通常所有输入的精度为±1.50%) 提高50%。器件采用6焊球WLP (1.408mm x 0.848mm) 封装,比最接近的竞争产品减小85%。

与三款产品同步推出的,还有包括20款性能极致芯片的基础模拟工具包,用户可以便捷试用。此外,为了方便用户选型,美信进一步优化了DC-DC转换器选型工具,利用Maxim网站提供的DC-DC selector工具,可以快速获取满足设计需求的器件型号,并可借助相应型号的EESim工具进行电路仿真,帮助用户快速完成从芯片选型到电路原理图、BOM的电源设计过程。

 

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“高集成度产品”能够加速用户的开发进度,特别是对于缺乏模拟设计经验的客户。David Andeen认同这种做法,同样,美信也擅长推出高度集成的模拟混合电路产品。但David也同时强调说,“更多的高性能模拟芯片仍将以独立器件的模式生存下去”。

原因有二:其一,芯片集成技术面临不同工艺整合的挑战,需要解决模拟、数字信号的串扰与隔离等问题,很多高性能模拟芯片需要特定的制造工艺,而用于集成数字门电路的深亚微米CMOS工艺并不适合用于模拟/混合信号(AMS)功能;其二,SoC设计更关注系统的整体性能,不得不牺牲模拟功能电路的某些性能,如果实际应用对特定的性能指标有严苛要求,则需要依靠独立的高性能模拟器件来实现。

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
邵乐峰
ASPENCORE 中国区首席分析师。
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