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ADI中国迎25年华诞,纪念从器件到系统的经典创新

作者:王莹时间:2019-12-23来源:电子产品世界收藏

www.66175.com_【官方首页】-真人百家乐2019年对ADI是重要的一年:公司在中国已走过25载。2019年12月,ADI在深圳举办了“ADI中国25周年媒体技术日”。ADI系统解决方案事业部总经理赵轶苗先生回顾了ADI“超越一切可能”的创新历程,涉及、并购、多样化摩尔、超越摩尔、从芯片到系统级方案的转变等,涵盖科学、通信、工业、、消费类、医疗等领域。

本文引用地址:http://zxe-exp.com/article/201912/408512.htm

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1 25年与中国共成长

2019年对ADI是重要的一年,ADI在中国已走过25年。回顾1995年到今天,中国已经发生了翻天覆地的变化。

例如,1995年国务院正式颁发了《关于加强科学技术进步的决定》文件,开启了中国科教兴国的重要战略。在这之后,中国加入了世贸协定,深圳、上海等很多地方蓬勃发展起来。

在这25年中,中国的科学技术也是在飞速发展,现在有了更多的机器人、通讯、高铁,中国有了自己的大飞机,包括互联网的变革。ADI也很荣幸地参与到了中国25年来的技术变革中,为这些技术提供基础芯片和软件技术。

www.66175.com_【官方首页】-真人百家乐展望未来的15~20年,既是一个最好的时代,也是最具挑战的时代。从技术突破角度看,人工智能(AI)正加速发展,第4次工业革命正在到来,这次工业革命围绕着AI、大数据等技术,把整个产业的优化、需求的提升给充分展现出来。1577148259397070.png

图:ADI系统解决方案事业部总经理赵轶苗

2 在模拟与数字之间架起桥梁

ADI作为一家科技公司,核心使命是如何建立一个数字与模拟连接的世界。

www.66175.com_【官方首页】-真人百家乐在前沿科学方面,2017年,ADI参与到MIT的激光天文台实验项目,该实验项目获得了2017年的诺贝尔奖,因为L形的两个真空激光管打出两束光反射回来,形成一个干涉的焦点,如果这两个光完美干涉,不应该有任何的光漏到旁边的传感器上,但如果有引力波穿过探测器,光就会发生偏移,有光进入传感器。通过这个实验,也验证了爱因斯坦100年前对于引力波的猜测。ADI参与到芯片和技术的解决方案中,其中,AD797是高精度放大器,它对干涉光的正负检测和正负控制起到了关键作用。www.66175.com_【官方首页】-真人百家乐此外,AD590是高精度的温度传感器,把4 km长的激光真空管的温度控制得很好; ADA4700是高压放大器,帮助把静电接地控制好。

所以,从最开始对于普通模拟信号的放大或者处理,一直到宇宙中非常微小、敏感信号的处理,ADI都有相应的解决方案。实际上,不管信号多么小、快、复杂,或者在多么强的干扰下,从ADI都能找到解决方案,把它从模拟世界中提炼,然后在数字中体现出来。

以ADI的强项——为例,就是建立在带宽和分辨率技术上的一座桥梁。

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图:ADI部分ADC产品。横轴是分辨率,纵轴是带宽

ADC有很多分类:Σ-Δ(低功耗),SAR(高精度),flash(超高速,低精度),pipeline(高速,高精度)等,ADI在此都留下了探索与创新的足迹。。

如上图,最早业界的起点是8位分辨率,慢慢演进到更高精度和速度的产品和技术。

ADI最早提出了12位、100 kHz的ADC,解决了运动控制的数字化问题。接下来ADI又实现了14位ADC,很多超声波、X光的技术就能使能起来,实现数字化。

最早ADI基于拓展精度能力,发现Σ-Δ型ADC能够提供更高的精度,所以ADI率先推出了16位Σ-Δ型ADC,在应用上,ADI是最早在中国的国家电网里,通过ADE7755实现电能计量的数字化,这也是16位Σ-Δ型ADC影响面最大的应用之一。另一个经典应用是通过把16位Σ-Δ型ADC和高压技术结合起来,解决了一些关键问题,实现了电池管理的监测芯片,对电压、电流了实现监测,推出了一系列BMS(电池管理系统)芯片。BMS类芯片的推出使电动化有了关键的技术支撑,加速中国汽车电气化、电动汽车的发展。

之后,ADI实现了16位SAR ADC。这对于我国的电网应用非常契合。因为电网在很多电流、电压的测量上需要同步性。ADI在这个领域开发了一系列的同步采样SAR ADC,帮助我国实现了智能电网,包括电力电路监测、计电保护应用的实现和数字化。随后,凌力尔特(注:已被ADI收购)在SAR ADC也有了进一步的突破,实现了20位1 MHz的SAR ADC,之后又拓展到了32位的精度。

由于Flash ADC很快遇到了发展瓶颈,因此ADI最早开发出来了一种新的ADC结构——Pipeline ADC。Pipeline ADC精度更高、速度更快。ADI最先实现了40 MHz、12位的Pipeline ADC,那时大约是80年代末、90年代初,当时索尼找到ADI,希望有一款合适的ADC能够跟其图像处理器结合起来,也是因为这个机缘,ADI把数字图象领域的门为消费者打开,使后面一度红火的数码相机能够进入千家万户。

随后,ADI继续把Pipeline ADC技术不断往上提升,把带宽做得更高,使很多设备可以用到相关的技术。还有更高精度——14位的Pipeline ADC,可以用到基站,在3G、4G、的应用里可以把它做得更好。它的性能也继续提升,进入了25 MHz、16位的精度,使雷达等技术能在这个基础上得到支撑。

ADI的ADC还在不断地拓展边界,例如最近AD9213甚至到达10 G的采样带宽,可做直采。同样,ADI的DAC——AD9172可以做到12 G的输出带宽。

3 并购战略

在ADI强大的模数转换器基础上,公司这几年也通过并购来实现进一步的能力边界拓展。

2014年对讯泰微波(Hittite)为例,最重要的意义在于:以前ADI的高速能力,甚至RF的能力,大概到6 GHz或者8 GHz的水平,有了讯泰的能力补充,可以做到(100~110) GHz的能力,因此包括微波、在内,ADI都有完整的产品系列。

在这背后,是讯泰微波对于第二代半导体技术——化合物半导体的掌控能力,例如氮化镓等先进工艺的驾驭能力。对于这种工艺,把它的频率和效率做高都很困难。另一方面,即便把产品做出来,怎么把质量控制得更好,一致性做得更好,让它更加可靠,也是非常具有挑战性的。

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另外,讯泰微波对于、微波、RF的信号链是非常完整的,有完备的产品线,包括滤波器到开关等,再把它们跟ADI的技术结合起来,就形成了完整的RF解决方案。

例如HMC661/HMC1061,可以在18 GHz的高带宽下进行采样保持,减少对高温ADC的依赖实现高速采集。另外,HMC994/998/907/797系列砷化镓类的PA(功率放大器)产品,最大的特点是可以从DC,即从0 Hz到30 GHz的信号和带宽放大。

另外一款产品是现在在通讯,特别是5G通讯里需要的产品。在5G通讯里,波束成形怎么把一个天线阵列形成多个波束非常关键,所以ADI的这种集中度高、性价比好的产品,对这种技术的实现就非常关键。ADI还有把一个低的RF信号提到高的RF信号,针对不同的频段,K频段、Ka频段都有相应的产品。如果把这个信号链串起来,就可以看到这是很好的例子——ADI可实现不管是Ka或者K这样的毫米波,可以达到500 MHz带宽的系统能够建立起来。

4 “后摩尔时代”的应对策略

在半导体领域,摩尔定律一直是一个非常重要的驱动因素,现在3 nm的工艺也在积极研发中。但毕竟数字光刻已经慢慢走向了物理极限。所以ADI从不同角度来看待整个技术工艺支撑的问题。

4.1    多样化摩尔(More than moore)策略

就是模拟的芯片技术需要什么样的工艺,例如高压、高频或高精度的工艺;在射频领域上需要什么样的工艺;在传感技术上要做什么样的工艺准备。

所以芯片技术存在多个维度的: 一个维度是基于高密度的数字SoC工艺,它可以基于纳米级的工艺做更多的系统集成,叫SoC;另一个维度可以把很多模拟工艺、不同的芯片封装在一起,形成SiP的解决方案。

未来,SoC和SiP整合在一起的方案,能够在更多的维度上解决更多的问题,形成更高的价值。这是ADI在More than moore战略的考量。

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图:多样化摩尔战略

基于这样的考量,ADI有一些多样性的产品和技术解决方案。

1)MEMS方案,它包括4个关键的技术优化和技术演进方面。①陀螺仪、惯导类产品,会强调继续拓展高精度,会进行全面的校正,同时会把体积做得更小。②超低噪声,可以把整个加速度检测的噪声干扰抑制得最低,同时保证这类产品有10年以上的生命周期,这对于很多地质灾害桥梁和房屋的损坏检测非常关键。③超低功耗,希望用这样的产品在电池供电的环境下做非常长时间的运行,例如心脏起搏器, ADI推出的产品在很小电池供电环境下能工作27~30年的工作水平。④高温,拓展到175℃度,用在地质勘探的需求。值得一提的是,ADI 2017年推出的相关产品是属于低噪声加速传感器的范畴,能实现非常低频效果的智能监测的水平,同时在各种带宽、各种各样的加速度,最高500g的加速度,在抗强力冲击的特性上都有非常好的特点,一个典型的应用是风机的运维。

2)隔离。现在市面上有光隔离、电容隔离等,ADI是唯一一家提供磁隔离的芯片技术公司,这也是来自于ADI一位华人科学家的创造和发明。磁隔离最大的两个特点是:①可以把整个传输的速度做得更高,除了把几十MHz的信号做起来,甚至能够把上GHz的信号做起来,例如ADN4654芯片;②能量的传输,它不光使能量更有效的传递,而且它可以把EMI(电磁干扰)抑制到最低水平,在汽车领域、工业领域都能很好地把技术应用起来。

3)磁感应器。AMR磁感应器,ADI最早有ADA4571产品,可达0.5°的误差,运动控制的角度监测甚至在电路浅表的应用里面都可以使用。

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4.2    超越摩尔(Beyond Moore)策略

ADI的组织架构经历了3个阶段。

1)1970年—1990年,ADI的组织结构是按照工艺线来分的,那时所有的生产制造也是每条产品线自己来负责的。

2)1990年以后,ADI开始根据产品划分组织结构,包括高速ADC、高精度ADC等。

3)渐渐地,ADI意识到在器件级和核心技术级的创新也出现了一定的瓶颈,更多的创新不仅来自于核心半导体技术的创新,而且更重要的是需要看到系统级到底需要什么样的技术,怎么来把创新拓展到新的维度,即超越摩尔(Beyond Moore)。所以2008年以后,ADI推出了新的组织结构的变化,关注在不同应用领域里,怎么把半导体技术和系统的算法,与应用结合起来。例如关注到消费电子、医疗、能源、汽车电子、通讯基础设施、工业自动化方面,以此来形成ADI的发展模式。电子产品世界记者认为,此时ADI也开启了并购战略,以补齐产品线,扩展技术边界。

现在主要关注以下技术。

●RF通信。

●光通讯。

●测试测量/仪器仪表。实际上,从设计研发环节到验证研发环节,从芯片设计到模块到终端都需要一系列的测试设备来进行检测,围绕这些测试设备,ADI相应的很多器件和技术都可以得到充分应用,能够帮助大家快速实现产品的设计。

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在此简单介绍一下几个在业内的爆款产品。一个就是对于ATE(半导体测试机),对每个数字形成对很多高速数字的测试,这里面包括ADATE318、ADATE334这样的产品,也包括可编程器件电源的产品也应用得非常好。ADI不仅在器件级,在仪器仪表的器件级提出一些好产品,也在模块设计提出一些参考方案,希望帮助客户快速提升研发、快速迭代其产品。特别对中国客户非常有意义,因为在测试或者是仪器仪表行业里,国外很多大厂商的积累非常深厚,而中国很多新兴的国内企业发展很快,但毕竟缺少一定的积淀,ADI可以结合自身的积累优势,把关键的测量方法浓缩到一个模块里面,通过给客户提供直接的技术支撑,帮助客户迅速地迭代产品。

●电力,特别是电网。现在不仅强调以前的坚强智能电网,还有最新的泛在电力物联网。ADI的传感技术、监测技术,帮助中国电网、南方电网一起推进技术战略的前进。从发、输、配、用这几个环节,ADI都有相关的技术来一起和客户推进相关的技术演进。

●汽车。

●医疗健康与消费电子。

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5 深耕中国

ADI在中国的技术覆盖全面,不仅是在中国的很多城市有销售团队,而且在北京、上海、杭州有研发团队,所以ADI拥有强大、客户反应速度迅速的应用工程师团队。同时ADI在各个垂直的应用领域也有相应的系统应用工程师,包括通讯系统、汽车系统、医疗及消费业的解决方案团队,提供给客户的不只是芯片类产品,而是包括系统解决方案,甚至一些软件。

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在技术方面,ADI中国的芯片设计中心分布在北京、上海、杭州,集中在高精度、高速AD/DA、电源管理、隔离的产品。此外,ADI不仅在很多重要的国际会议上的论文有突破,而且在各项发明专利上也有很多建树。希望ADI中国的技术团队,能够给在中国的客户提供强有力和全面的技术支持服务。

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过去的1/4世纪,ADI与中国本土企业同风雨、共成长。展望未来,ADI将继续深化创新与本地化,携手中国客户“超越一切可能”。



关键词: ADC 5G 毫米波 汽车

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