集成电路模拟芯片设计关键:注重稳定性和能源转换效率
http://www.1718006.com 2020-09-24 15:28:16 智能制造网

  集成电路产品的迭代与创新,对于我国经济增长和产业进步具有重大意义。其中,模拟集成电路主要是指用来产生、放大和处理连续函数形式模拟信号(如声音、光线、温度等)的集成电路;数字集成电路对离散的数字信号(如用0和1两个逻辑电平来表示的二进制码)进行算术和逻辑运算的集成电路。

  今年7月13日,全球第二大模拟芯片厂商ADI(Analog Devices,Inc.)正式宣布,将以全股票交易的方式收购竞争对手,全球第七大模拟芯片公司Maxim Integrated,涉及交易金额达209.1亿美元(约人民币1463亿元),合并后的公司估值将超680亿美元(约人民币4760亿)。该消传出后,引发了业内人士的热烈讨论,模拟芯片也成为了众人争相讨论的热点话题。

  近两年,全球半导体市场的整体规模平稳增长,据全球半导体贸易协会(WSTS)数据显示,2018年全球半导体市场规模达到4688亿美元,同比增长13.7%。其中,模拟芯片、微处理器、逻辑芯片和存储器市场规模分别为588亿美元(+10.7%)、672亿美元(+5.2%)、1093亿美元(+6.9%)和1580亿美元(+27.4%)。

  2019年,受行业景气度下行、全球金融环境复杂多变等因素影响,全球半导体市场规模为4121亿美元,下滑约12%。模拟芯片占据全球半导体市场13%的份额,占据集成电路市场的15%的份额。

  一般来讲,模拟芯片以成熟制程为主,可控制造、工艺改进加速模拟芯片差异化。模拟芯片不像数字芯片追求先进制程,而是更加注重可靠度、稳定度、能源转换效率、电压电流控制能力。因此,模拟芯片产能主要在8寸晶圆,制程大多集中在28nm以下。

  从应用场景来看,近几年,新能源汽车模拟芯片半导体用量增加。新能源汽车,包括PHEV和BEV,增加了充电、AC/DC、DC/DC等电力系统,BMS增强新能源汽车续航功能。另外一方面,智能驾驶在传感器方面的需求将推动模拟芯片市场发展。除了汽车领域外,模拟芯片品应用还可以用于工业控制、网络设备、移动通信、智能家电、消费类电子等众多领域。

  由于国内模拟芯片企业起步较晚、工艺相对落后,与国际巨头相比,在技术和规模上都有较大的差距。但近年来,随着国内半导体行业的快速发展,国内模拟芯片企业也开始快速增长,与国际前沿水平的差距逐渐缩小。仅在2018年,中国模拟芯片市场规模2273亿元,同比2017年增长6.2%,国内模拟芯片主要来自英飞凌、思佳讯、恩智浦、德州仪器、意法半导体等模拟芯片大厂。

  模拟芯片技术进步依赖于经验积累。与大部分数字芯片所不同的是,模拟芯片技术发展不依赖于摩尔定律,技术发展主要以实验的次数、对材料等的技术经验的积累为主。因此,模拟芯片设计人员需努力尝试、积极探索,以求提升相关经验,努力制造出整体性能佳、易用性强的好产品。

  对于未来的模拟芯片发展,从芯片产业和客户需求的角度来看,目前产业是朝着混合信号链、高性能和系统级芯片的趋势加快发展。随着工业4.0、智能家电、智能汽车等地进一步发展,产业对功效、可靠性、信息安全等要求也越来越高,不断提升芯片的易用性和安全性也就成为了大势所趋。

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