關(guān)鍵字：ADC 模擬數字轉換器
ADC市場(chǎng)前景廣闊，競爭日趨激烈
“ADC不僅是一個(gè)關(guān)鍵市場(chǎng)，與半導體其它市場(chǎng)不同的是，它還是一個(gè)新興市場(chǎng)。”德州儀器(TI)高性能模擬高速產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Chuck Sanna認為，ADC市場(chǎng)在4年內將會(huì )相當于數據轉換器的全部市場(chǎng)。根據Databeas的數據，在通用模擬IC領(lǐng)域，TI占據17%的市場(chǎng)份額，而在數據轉換器市場(chǎng)ADI則占據全球市場(chǎng)份額的47.5%。
 德州儀器高性能模擬高速產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Chuck Sanna |
據透露，在過(guò)去的10年里，TI發(fā)布了600多種新型的ADCs、DACs、AFE和音頻解碼器。其收購的國家半導體發(fā)布了155種數據轉換器，合在一起是755種，即10年中平均每年生產(chǎn)75種數據轉換器。針對不同的市場(chǎng)，TI開(kāi)發(fā)了不同要求的ADC產(chǎn)品。
在消費電子領(lǐng)域，ADC更注重尺寸、功耗、集成性等。Sanna對筆者表示，TI最近面向ADC推出了一款最低功耗驅動(dòng)器放大器OPA2835/36，具有非常低的功耗，這款高速放大器是為工業(yè)，醫療或者消費領(lǐng)域的低功耗便攜式產(chǎn)品特別設計的。該OPAx836運算放大器可將功耗銳降33%，帶寬提高2倍以上，轉換率加速15倍，總諧波失真(THD)改善40倍，并將精度提高75%。此外，TI發(fā)布的另一款高速轉換ADC 12D1800RF，擁有12位分辨率，高達3.6GHz每秒，將會(huì )革新通訊和建筑領(lǐng)域里的軟件定義無(wú)線(xiàn)電，在任何無(wú)線(xiàn)電上取消所有分離的射頻轉換元件，極大地縮小面積，降低重量和成本。
ADI公司華中地區銷(xiāo)售經(jīng)理張靖表示，未來(lái)ADC將面臨更多的“智能”需求。通過(guò)控制額外的系統功能，這類(lèi)智能轉換器不僅僅使設計人員采用更小、更簡(jiǎn)單、更高性?xún)r(jià)比的數據處理器成為可能，而且進(jìn)一步簡(jiǎn)化了編程并使系統整體性能得到提高。他同時(shí)認為，ADC的技術(shù)發(fā)展應該是結構與工藝的共同發(fā)展，甚至今后會(huì )出現電子真空管向半導體轉換的這樣革命性的工藝轉變。在今后的1到2年內，兩大主題將會(huì )詮釋這一趨勢，即與轉換器核心技術(shù)發(fā)展齊頭并進(jìn)的先進(jìn)傳感器快速擴張，以及在數據轉換器內嵌入持續可調節功率功能的發(fā)展方向。
 ADI公司華中地區銷(xiāo)售經(jīng)理張靖 |
據介紹，由于中國市場(chǎng)具有性?xún)r(jià)比要求較高，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期短，同一應用有向著(zhù)更精密，轉換速度更高的趨勢發(fā)展等特點(diǎn)。ADI不斷在產(chǎn)品設計和工藝上下功夫，不斷提升自身的性?xún)r(jià)比。張靖表示，ADI將提供CFTL(實(shí)驗室驗證電路)、ADIsimADC、ADI ADC Analyzer、Visual Analog、MultiSim(ADI version)等工具以簡(jiǎn)化客戶(hù)設計。同時(shí)，ADI每月將會(huì )推出一套整體解決方案，幫助客戶(hù)縮短設計周期。除此之外，ADI在轉換器設計本身也會(huì )在其工藝上做一些改善以提升整體性?xún)r(jià)比。“ADI在2012年會(huì )依賴(lài)其新架構的優(yōu)勢，致力于為針對性的行業(yè)市場(chǎng)提供整體解決方案的開(kāi)發(fā)。”
除了工藝上的變革，未來(lái)ADC與MCU、RF等器件集成SoC也成為一大發(fā)展趨勢。芯?？萍籍a(chǎn)品研發(fā)中心總監劉小靈認為，ADC與傳感器及RF一起，將會(huì )組成未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢。“這將會(huì )以我們意想不到的方式改變我們的生活。例如，可以通過(guò)內置在紐扣、眼鏡框這些小物件上的物聯(lián)網(wǎng)終端器件來(lái)感知人的健康狀況及運動(dòng)量，可以及時(shí)發(fā)現潛在的健康風(fēng)險，甚至預知人的情緒變化等。”
針對不同市場(chǎng)需求進(jìn)行產(chǎn)品調整
除了提高采樣率及提高精度，近年來(lái)數據轉換器設計一直把重點(diǎn)放在減少功耗和提高分辨率性能上。然而這些都是很差異化的需求，在不同的細分市場(chǎng)，客戶(hù)會(huì )提出不同的要求，這也給ADC帶來(lái)了更新的挑戰。
在醫療電子、通信、工業(yè)自動(dòng)化、汽車(chē)電子等不同領(lǐng)域，ADI均有針對性地推出了不同產(chǎn)品。據張靖介紹，在醫療領(lǐng)域，要求電路體積足夠小，系統功耗足夠低，以及更好的熱特性。因此，ADI會(huì )推出的多通道ADC+模擬前端產(chǎn)品具有低噪音、低通道干擾、高隔離度、低功耗等特點(diǎn)。在通信領(lǐng)域，ADI將要推出的AD9357、AD9361等高速收發(fā)器主要特點(diǎn)是高集成度。
在工業(yè)自動(dòng)化和工業(yè)儀表方面，則需要數據轉換器產(chǎn)品有更高的性能。例如，歐洲核子研究中心用來(lái)測量CERN大型強子對撞機內超導磁體的磁場(chǎng)的儀器，采用了18位的ADI模數轉換器AD7634，在最大采樣速率670kSps時(shí)具有優(yōu)異的101dB信納比。在汽車(chē)電子方面，通常面臨有限的安裝空間、惡劣的運行環(huán)境以及成本壓力，需要更具針對性的數據轉換器。例如，ADI公司推出的AD8283將汽車(chē)雷達接收器模擬前端集成到一塊芯片中，大大提高了集成度，降低了汽車(chē)雷達的尺寸和成本。而在消費電子領(lǐng)域，則對尺寸、功耗、集成性的要求比較看重，其中對功耗的要求最高。
 芯?？萍籍a(chǎn)品研發(fā)中心總監劉小靈 |
芯?？萍嫉腁DC及其SoC產(chǎn)品主要應用于電子衡器以及工業(yè)控制。芯海目前出貨最大的產(chǎn)品為家用秤SoC，內置高精度ADC、MCU及LCD驅動(dòng)器，市場(chǎng)占有率約為30%并處于持續上升中，工業(yè)控制類(lèi)ADC的市場(chǎng)占有率低于10%。在電子衡器領(lǐng)域，主要要求低功耗、高精度，因為都是以電池甚至是光伏電池供電，重量分辨率要達到十萬(wàn)分之一。工業(yè)控制和醫療電子，重點(diǎn)要求的是高可靠性、高精度，目前芯?？萍季邆淇?000V以上ESD以及5000V以上EFT的產(chǎn)品設計能力，可以為工業(yè)控制和醫療電子提供高品質(zhì)的ADC器件。
據劉小靈透露，2012年，在家用衡器領(lǐng)域，芯?？萍紝?huì )推出光伏電池供電的專(zhuān)用芯片CSU1001，能夠在室內50流明的光線(xiàn)下支持稱(chēng)重?？墒褂霉夥姵毓╇姷母呔華DC SoC芯片。這顆產(chǎn)品專(zhuān)門(mén)針對光伏電池供電的高精度測量?jì)x器開(kāi)發(fā)?？捎糜谔?yáng)能人體秤、廚房秤、胎壓計等場(chǎng)合。為開(kāi)發(fā)節能環(huán)保的精密測量產(chǎn)品，降低電池重金屬污染提供了有力支持。在工業(yè)控制領(lǐng)域，芯?？萍紕t會(huì )推出有效精度達到24位的CS1232，能夠滿(mǎn)足工業(yè)儀器儀表10萬(wàn)點(diǎn)分辨率的要求。
劉小靈同時(shí)表示，從技術(shù)指標上國內廠(chǎng)商很難與之正面競爭，但是在細分市場(chǎng)方面，國內廠(chǎng)商也開(kāi)始逐步實(shí)現局部競爭優(yōu)勢，并蠶食國際大廠(chǎng)的既有市場(chǎng)。在電子衡器領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的芯?？萍冀陙?lái)大力研發(fā)高可靠性、高精度ADC產(chǎn)品，除了在高精度、低速度的Sigma-Delta ADC市場(chǎng)與國際大廠(chǎng)展開(kāi)競爭外，部分大陸廠(chǎng)商已經(jīng)開(kāi)始搶占高速ADC的市場(chǎng)。例如，應用于示波器的ADC市場(chǎng)，目前已經(jīng)開(kāi)始被國產(chǎn)芯片所替代，特別是200M以下的示波器，已經(jīng)大量使用國產(chǎn)芯片。
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