h1_key

  集成電路一般可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路。其中，數(shù)字集成電路約占集成電路市場(chǎng)的85%，模擬集成電路約占15%。兩者的主要區(qū)別在于處理信號(hào)的類型和行業(yè)特點(diǎn)。數(shù)字集成電路是一種集成電路，對(duì)離散模擬信號(hào)(如用0和12個(gè)邏輯電平表示的二進(jìn)制碼)進(jìn)行算術(shù)和邏輯操作。其基本組成單元是邏輯門(mén)電路，包括存儲(chǔ)器(DRAM、Flash等)、邏輯電路(PLDs、門(mén)陣列、顯示驅(qū)動(dòng)器等)、微型元件(MPU、MCU、DSP)。

  模擬集成電路主要是指由電阻、電容、晶體管等組成的模擬電路，用于處理連續(xù)函數(shù)模擬信號(hào)(如聲音、溫度、光線等)的集成電路，包括通用模擬電路(接口、能源管理、信號(hào)轉(zhuǎn)換等)和特殊應(yīng)用模擬電路。

  模擬芯片主要包括電源管理芯片和信號(hào)鏈芯片，其中，電源管理芯片是在電子 設(shè)備系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)起對(duì)電能的變換、分配、檢測(cè)及其他電能管理的職責(zé)的芯片， 主要分為AC-DC交直流轉(zhuǎn)換、DC-DC直流和直流電壓轉(zhuǎn)換(適用于大壓差)、 電壓調(diào)節(jié)器(適用于小壓差)、交流與直流穩(wěn)壓電源。電源管理芯片在不同產(chǎn) 品應(yīng)用中發(fā)揮不同的電壓、電流管理功能，需要針對(duì)不同下游應(yīng)用采用不同的電路設(shè)計(jì)。當(dāng)前，電源管理正往高速、高增益、高可靠性方向發(fā)展，發(fā)展電管理芯片是提高整機(jī)技能的重要方式。信號(hào)鏈芯片則是一個(gè)系統(tǒng)中信號(hào)從輸入到輸出的路徑中使用的芯片，包括信號(hào)的采集、放大、傳輸、處理等功能。

  圖2:信號(hào)鏈與電源管理芯片

  模擬芯片中因電子系統(tǒng)基本均需供電，因此電源管理芯片為主體，占模擬芯片 市場(chǎng)比例約為53%，電源管理用途廣泛成熟，技術(shù)迭代較慢，壁壘相對(duì)較低， 因此國(guó)內(nèi)布局廣泛，布局企業(yè)包括圣邦股份、矽力杰、韋爾股份、富滿電子、 中穎電子、全志科技、瑞芯微等;信號(hào)鏈芯片市場(chǎng)占比約為47%，國(guó)內(nèi)布局企 業(yè)主要包括圣邦股份、華為海思等。

  圖3:模擬芯片市場(chǎng)分布

  高護(hù)城河：區(qū)別數(shù)字芯片，模擬芯片依賴工藝經(jīng)驗(yàn)

  常見(jiàn)的數(shù)字IC通常包括CPU、微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理單元、存 儲(chǔ)器等，其設(shè)計(jì)大部分是通過(guò)使用硬件描述語(yǔ)言以基本邏輯門(mén)電路為單位在EDA軟件的協(xié)助下自動(dòng)綜合產(chǎn)生，布圖布線也是借助EDA軟件自動(dòng)生成。模擬IC則通常包括各種放大器、模擬開(kāi)關(guān)、接口電路、無(wú)線及射頻IC、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片、各類電源管理及驅(qū)動(dòng)芯片等，其設(shè)計(jì)主要是通過(guò)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師進(jìn)行晶體管級(jí)的電路設(shè)計(jì)和相應(yīng)的版圖設(shè)計(jì)與仿真。

  1、模擬芯片具備產(chǎn)品種類復(fù)雜、依賴經(jīng)驗(yàn)等特點(diǎn)

  將模擬芯片與數(shù)字芯片對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)模擬芯片擁有產(chǎn)品種類復(fù)雜、產(chǎn)品生命 周期長(zhǎng)、工藝制程要求低、設(shè)計(jì)工藝依賴經(jīng)驗(yàn)等特點(diǎn)。

  模擬芯片類型復(fù)雜，需要高知識(shí)產(chǎn)權(quán)制造技術(shù)的支持。模擬芯片使用的下游領(lǐng)域普遍，需求分散，可用于消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、工業(yè)控制醫(yī)療等。;數(shù)字芯片的下游需求主要集中在服務(wù)器和消費(fèi)電子上。由于下游需求范圍廣，模擬芯片需要根據(jù)下游不同領(lǐng)域進(jìn)行定制設(shè)計(jì)，定制芯片的作用與芯片制造技術(shù)相結(jié)合。國(guó)內(nèi)大多數(shù)芯片制造商需要根據(jù)晶圓制造廠的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行芯片生產(chǎn)。目前，只有少數(shù)國(guó)內(nèi)制造商有完善的獨(dú)立模擬集成電路制造技術(shù)。

  模擬芯片產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)，價(jià)格相對(duì)較低。模擬芯片通常使用10年以上，尋找高可靠性、低失真、低功耗，由于使用時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)品價(jià)格低，數(shù)字芯片需要滿足下游不斷變化的需求，生命周期只有1-2年，平均成本高，價(jià)格高。

  模擬芯片的工藝要求較低，工具有限。與數(shù)字芯片相比，模擬芯片的工藝落后，主要采用0.18um/0.13um。在工藝方面，模擬芯片采用BCD工藝，主要用于高壓或大電流下的驅(qū)動(dòng)元件，在高壓下容易達(dá)到低失真、高信噪比的效果;數(shù)字芯片采用CMOS工藝追求高端工藝。商品強(qiáng)調(diào)計(jì)算速度和成本優(yōu)化，用于5V以內(nèi)的低壓環(huán)境，并不斷向低壓發(fā)展。在工具使用方面，數(shù)字芯片設(shè)計(jì)的核心在于邏輯設(shè)計(jì)，可以通過(guò)軟件模擬進(jìn)行調(diào)整，EDA工具豐富;模擬芯片設(shè)計(jì)的核心在于電路原理，需要根據(jù)實(shí)際參數(shù)進(jìn)行調(diào)整?？捎玫腅DA工具有限，遠(yuǎn)低于數(shù)字芯片。

  模擬芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程依賴于人工經(jīng)驗(yàn)的積累和長(zhǎng)的研發(fā)周期。由于模擬芯片使用時(shí)間長(zhǎng)，客戶對(duì)產(chǎn)品特性要求非常嚴(yán)格，產(chǎn)品技術(shù)需要多年的經(jīng)驗(yàn)積累;與數(shù)字芯片和組件相比，模擬芯片更緊密，應(yīng)考慮組件布局的結(jié)構(gòu)和組件參數(shù)匹配，設(shè)計(jì)師需要充分熟悉組件特點(diǎn)，具有完善的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布線能力，模擬芯片的設(shè)計(jì)非常依賴于員工積累的經(jīng)驗(yàn)。此外，數(shù)字芯片設(shè)計(jì)一般為大型團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)，研發(fā)周期短;模擬芯片一般為小團(tuán)隊(duì)作戰(zhàn)，研發(fā)周期長(zhǎng)。

圖4:模擬芯片產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程