回顧2009年的電子技術(shù)

提到回顧這個(gè)詞，總讓人感覺(jué)這篇文章將有多么高深的內(nèi)涵。實(shí)際上，我們就是想簡(jiǎn)單梳理一下大家的記憶，把那些讓人印象深刻的東西再呈現(xiàn)出來(lái)，為即將到來(lái)的新一年送上個(gè)歡迎儀式。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和放大器
整個(gè)2009年，因?yàn)橄M(fèi)電子的低迷，模擬公司將更多的精力投注于相對(duì)穩(wěn)定的工業(yè)控制，醫(yī)療電子和能源控制行業(yè)，而受益最大的產(chǎn)品線就是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和放大器。在這其中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器因?yàn)槭沁B接模擬與數(shù)字世界的橋梁，所以備受矚目。從性能角度來(lái)說(shuō)，多通道采樣是當(dāng)前很多應(yīng)用的普遍要求，因此，6通道、8通道的產(chǎn)品在今年大量出現(xiàn)。而且，產(chǎn)品在信噪比方面的競(jìng)爭(zhēng)也更加的白熱化。同時(shí)，在高速采樣狀態(tài)下的功耗也成為一個(gè)重要的衡量指標(biāo)。以TI公司的ADS4149為例，這是一個(gè)14位的ADC，主要面向測(cè)試測(cè)量和通信應(yīng)用。其在 250MSPS 時(shí)每通道功耗僅為275mW，同時(shí)在輸入頻率為100MHz時(shí)SNR為72.5dB；動(dòng)態(tài)功率調(diào)整可在采樣率為 160MSPS時(shí)將功耗降至215mW。

放大器是一個(gè)籠統(tǒng)的稱謂，其包含的種類非常繁雜。但相比于08年的情景，廠家在09年大力宣傳的產(chǎn)品并不算多。醫(yī)療、工業(yè)、通信是放大器的應(yīng)用重點(diǎn)，為了適應(yīng)這些市場(chǎng)的要求，很多產(chǎn)品都在提高精度和降低噪聲兩個(gè)指標(biāo)上狠下功夫。以Maxim公司的MAX9617/MAX9618為例，該公司的自動(dòng)歸零技術(shù)使得這兩款產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)10μV（最大值）的輸入失調(diào)電壓和1μVP-P的輸入電壓噪聲（0.1～10Hz）。另外，音頻領(lǐng)域也是放大器的一個(gè)主要應(yīng)用方向。在本年內(nèi)，有很多功能強(qiáng)大的音頻放大器推出，這些放大器在性能提高的同時(shí)，還集成了電源管理功能。

這里要指出的是，在產(chǎn)品架構(gòu)沒(méi)有實(shí)質(zhì)性進(jìn)步的情況下，工藝技術(shù)已經(jīng)成為提升產(chǎn)品性能的重要武器。功耗、熱密度這些指標(biāo)的降低，都已經(jīng)從圖紙上的競(jìng)賽變成了工藝上的比拼。

電源管理
電源管理市場(chǎng)一如既往的熱鬧，投身到這個(gè)市場(chǎng)的公司越來(lái)越多。LED驅(qū)動(dòng)、電池充放電管理依舊是這個(gè)市場(chǎng)的主題，當(dāng)然，車用電源管理也開始嶄露頭角。從技術(shù)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，開關(guān)電源的噪聲在繼續(xù)降低，開關(guān)頻率在創(chuàng)新高，輸出電流在加大，輸入電壓范圍也在增加，而且，各種保護(hù)功能也在完善。當(dāng)然，線性電源雖然風(fēng)光不再，但也在進(jìn)步。舉個(gè)產(chǎn)品實(shí)例，是Linear公司的同步降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器LT3743。它是為了驅(qū)動(dòng)大電流LED而設(shè)計(jì)的，輸入電壓是5.5～36V，輸出電流最大為40A，可提供最大為160W的功率；頻率調(diào)節(jié)范圍是100kHz～1MHz。

說(shuō)到電源管理，不得不提到數(shù)字電源。雖然這個(gè)概念的熱度有些減退，但產(chǎn)品種類卻在不斷豐富。特別是那些擁有數(shù)字產(chǎn)品線的廠商，更是利用現(xiàn)有的資源，涉足這一領(lǐng)域。比如，Maxim公司就在年內(nèi)推出了四通道數(shù)字電源控制器MAX16064。其在電源附近構(gòu)建了一個(gè)低速響應(yīng)閉環(huán)回路，通過(guò)將使能、反饋節(jié)點(diǎn)和/或基準(zhǔn)輸入接入環(huán)路，可實(shí)現(xiàn)很優(yōu)異的電源跟蹤、排序能力，在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)輸出電壓微調(diào)精度可達(dá)±0.3%。當(dāng)然，數(shù)字電源現(xiàn)在還只服務(wù)于高端的通信、服務(wù)器等市場(chǎng)。但隨著越來(lái)越多廠商的參與，有些純模擬電源占據(jù)的領(lǐng)域也將會(huì)出現(xiàn)它們的身影。

微控制器和微處理器
隨著電子產(chǎn)品對(duì)能效的要求越來(lái)越高，2009年推出的微控制器產(chǎn)品在追求高性能的同時(shí)格外注重低功耗特性。

以恩智浦半導(dǎo)體在12月分銷上市的LPC1100系列32位MCU為例，其Cortex-M0內(nèi)核及系統(tǒng)架構(gòu)充分利用了當(dāng)今低功耗優(yōu)化設(shè)計(jì)工具、技術(shù)和最新的低功耗、高密度硅閃存工藝。實(shí)現(xiàn)該性能水平的LPC1100頻率為50MHz，其功耗也得到了很大程度的優(yōu)化——僅需不到10mA的電流。

對(duì)于微處理器，隨著頻率的提升，相關(guān)的功耗和散熱等問(wèn)題也日漸突出，用戶需要的是在單位通道低成本與低功耗的前提下，提供更多通道。以TI在11月推出的6核DSP TMS320C6472為代表的多核處理器正滿足了要求極低功耗的處理密集型應(yīng)用的需求。TMS320C6472采用6顆高速C64X+ DSP內(nèi)核，運(yùn)行頻率為500/ 625/ 700MHz，可實(shí)現(xiàn)3.7W性能與0.15mW/ MIPS的功耗水平。

可編程邏輯器件
除了通信等高性能的應(yīng)用領(lǐng)域，可編程邏輯器件正以更低的成本開拓新的市場(chǎng)，替代傳統(tǒng)的ASSP和ASIC，我們已經(jīng)可以在越來(lái)越多的對(duì)成本敏感的消費(fèi)類等產(chǎn)品中看到FPGA的身影。

以Altera新近推出的Cyclone IV FPGA為例，這款產(chǎn)品滿足了大批量、低成本串行協(xié)議解決方案需求。Cyclone IV系列增加了對(duì)主流串行協(xié)議的支持，不但實(shí)現(xiàn)了低成本和低功耗，而且還提供豐富的邏輯、存儲(chǔ)器和DSP功能。

產(chǎn)品和技術(shù)復(fù)雜性不斷提高，開發(fā)周期卻越來(lái)越短。因此，工程師現(xiàn)在需要的是更靈活的設(shè)計(jì)方法和工具。以Xilinx“目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)”為代表的針對(duì)垂直市場(chǎng)的解決方案進(jìn)一步加快可編程邏輯在汽車、消費(fèi)、通信以及航空航天和國(guó)防領(lǐng)域等一系列終端市場(chǎng)中的應(yīng)用速度。

存儲(chǔ)
2009年初，Spansion向美國(guó)一法院申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)一度成為業(yè)內(nèi)的熱門話題。由于Spansion宣布申請(qǐng)第11章破產(chǎn)保護(hù)后更專注于嵌入式市場(chǎng)，此前Spansion所服務(wù)的手機(jī)市場(chǎng)立即被其他NOR閃存廠商瓜分，恒憶和三星都大有斬獲。iSuppli數(shù)據(jù)顯示，今年第二季度恒憶已領(lǐng)先于Spansion，在NOR閃存市場(chǎng)排名第一。

恒憶在12月召開的2009國(guó)際電子設(shè)備會(huì)議上公布其關(guān)于相變存儲(chǔ)器（PCM）的最新成果。據(jù)恒憶研發(fā)人員描述，PCM是唯一替代非易失性存儲(chǔ)器（NVM）的選擇，代表了進(jìn)入廣闊市場(chǎng)及成為未來(lái)十年主流存儲(chǔ)器技術(shù)的能力。因?yàn)槿诤狭薔VM及DRAM所具有的一些新特性，PCM對(duì)新的應(yīng)用極具吸引力，既是經(jīng)久的，又是創(chuàng)新性的技術(shù)。

現(xiàn)在，雖然全球IC產(chǎn)業(yè)尚未完全擺脫經(jīng)濟(jì)危機(jī)的陰霾，但中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)表明，中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)2009年二季度以來(lái)的整體銷售收入環(huán)比增長(zhǎng)達(dá)31%。中國(guó)已成為閃存市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的地區(qū)，蓬勃發(fā)展的消費(fèi)電子和通信等領(lǐng)域?qū)Υ笕萘坎⑿?、串行存?chǔ)解決方案有著迫切的需求。

LED照明

據(jù)iSuppli 預(yù)測(cè)，LED 產(chǎn)業(yè)目前即將邁入新的擴(kuò)張期，未來(lái)三年將以15%以上的兩位數(shù)速度增長(zhǎng)。這種增長(zhǎng)將源于更多的高亮度和高通量LED 進(jìn)入一系列新的下一代照明應(yīng)用。

2009年以來(lái)，LED日益成為多種現(xiàn)有照明應(yīng)用的首選光源，包括汽車、交通和街道照明，以及手機(jī)、個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備、數(shù)碼相框和相機(jī)等產(chǎn)品中的小型LCD 顯示器及鍵盤背光。LED不僅在2009年迅速成為筆記本電腦液晶顯示器的背光，索尼、夏普、松下等主要電視OEM廠商都在2009年下半年推出采用LED背光的液晶電視。此外，LED現(xiàn)在已經(jīng)開始滲透面向住宅和辦公樓的普通照明市場(chǎng)。

發(fā)光效率超過(guò)每瓦100流明的高通量LED燈泡的開發(fā)，以及允許LED在無(wú)須逆變器的情況下使用交流電的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，正在推動(dòng)LED更接近被主流普通照明市場(chǎng)所采用。iSuppli公司預(yù)測(cè)，LED 燈泡會(huì)在2010年真正打入住宅和企業(yè)一般照明市場(chǎng)。

分立半導(dǎo)體
同集成電路相比，分立半導(dǎo)體受到的關(guān)注要少得多，但是，這些二極管、MOSFET、IGBT等器件卻是電路不可或缺的一部分。像防止靜電放電的一些保護(hù)器件，即時(shí)IC的集成度進(jìn)一步提高，也無(wú)法把他們集成進(jìn)去。尤其是電源，更是離不開這些分立式功率器件。在過(guò)去一年中，以手機(jī)為代表的消費(fèi)電子的衰退以及綠色節(jié)能呼聲的提高，為分立半導(dǎo)體帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。分立半導(dǎo)體供應(yīng)商依靠新工藝、新封裝技術(shù)推出了更高性能、更小體積、更低成本的產(chǎn)品。

飛兆半導(dǎo)體公司的PowerTrench工藝技術(shù)可以為MOSFET帶來(lái)出色的低導(dǎo)通電阻、總體柵極電荷和米勒電荷，能最大限度地減少傳導(dǎo)和開關(guān)損耗，從而帶來(lái)更高的效率。例如，基于PowerTrench工藝技術(shù)的一款30V MOSFET FDMS7650，主要面向服務(wù)器、刀片式服務(wù)器和路由器的設(shè)計(jì)，采用Power 56封裝，實(shí)現(xiàn)了低于1mΩ的導(dǎo)通電阻（最大導(dǎo)通電阻為0.99mΩ），大大減少傳導(dǎo)損耗，提高應(yīng)用的總體效率。另一款器件FDFMA2P859T，采用了薄型封裝新技術(shù)，將P溝道PowerTrench MOSFET與肖特基二極管封裝在一起，滿足對(duì)電池充電和功率多工(power-multiplexing)應(yīng)用至關(guān)重要的效率和熱性能需求。

Vishay公司的SiZ700DT也采用創(chuàng)新的封裝技術(shù)，在6mm×3.7mm的新型PowerPAIR封裝內(nèi)同時(shí)提供了低邊和高邊MOSFET，同時(shí)保持了低導(dǎo)通電阻和高最大電流的特性。PowerPAIR的厚度為0.75mm，比厚度為1.04mm的PowerPAK 1212-8和PowerPAK SO-8封裝薄了28%,大大減少DC/DC轉(zhuǎn)換器中高邊和低邊功率MOSFET所占的空間。

電子測(cè)量?jī)x器
伴隨著電子制造業(yè)、半導(dǎo)體行業(yè)的衰退，電子測(cè)試儀器行業(yè)也受到了很大的沖擊。以安捷倫公司為例，從其最近發(fā)布的2009財(cái)報(bào)看，其年度營(yíng)收下降22%，至44.8億美元。但是，同電子制造、半導(dǎo)體生產(chǎn)等下游企業(yè)不同的是，電子測(cè)量?jī)x器供應(yīng)商面對(duì)訂單減少，收入下降時(shí)，不能一味減少量產(chǎn)，降低投入，相反，為了跟上新興技術(shù)的測(cè)試需求，以及在行業(yè)復(fù)蘇時(shí)占領(lǐng)更多市場(chǎng)，電子測(cè)量?jī)x器供應(yīng)商在投入研發(fā)，推出新產(chǎn)品方面并沒(méi)有降低力度。同時(shí)，行業(yè)對(duì)低成本、靈活性測(cè)試方案的需求也為國(guó)內(nèi)電子測(cè)量廠商帶來(lái)新的機(jī)遇。

高速串行總線的飛速發(fā)展及廣泛應(yīng)用是目前測(cè)試測(cè)量廠商要面對(duì)的一個(gè)測(cè)試挑戰(zhàn)。在過(guò)去一年中，不管是安捷倫、泰克，還是力科，都在這一領(lǐng)域投入了極大精力。在硬件方面，為了滿足像PCI E 3.0、USB 3.0等高速串行總線標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試需求，示波器的帶寬已經(jīng)進(jìn)入兩位數(shù)，如安捷倫公司的Infiniium 90000A系列示波器、泰克公司的DPO70000B數(shù)字熒光示波器和DSA70000B數(shù)字串行分析儀、力科公司的WaveMaster 8 Zi系列產(chǎn)品。在軟件方面，滿足這些串行總線更新版本的解決方案也不斷推出，例如，力科公司的Eye Doctor信號(hào)完整性系列工具，它提供了電纜和測(cè)試夾具反嵌功能、預(yù)加重和去加重建模功能、串行數(shù)據(jù)通道仿真功能和串行數(shù)據(jù)接收機(jī)均衡功能。

嵌入式系統(tǒng)在通信、國(guó)防、醫(yī)療、消費(fèi)等多個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用帶來(lái)了混合信號(hào)調(diào)試難題。處理器速度的進(jìn)一步提高、各種高速總線的應(yīng)用使混合信號(hào)調(diào)試難題進(jìn)一步升級(jí)，原來(lái)市場(chǎng)上面向混合信號(hào)調(diào)試的產(chǎn)品已經(jīng)無(wú)法滿足新的測(cè)試需求。為此，從去年開始，測(cè)試儀器供應(yīng)商開始升級(jí)他們的產(chǎn)品，如安捷倫推出了InfiniiVision 7000系列混合信號(hào)示波器及配套的一系列軟件工具，泰克推出了MSO70000系列MSO，不管是分析帶寬、采樣率，還是配套的軟件工具，都作了相應(yīng)提升。

低成本、靈活性測(cè)試方案一直是教育、發(fā)展型企業(yè)的首選，在經(jīng)濟(jì)低迷時(shí)期，尤為如此。以軟件為中心的模塊化測(cè)試系統(tǒng)，由于具有一定的靈活性和用戶自定義性，以及低成本性，得到了廣泛應(yīng)用。NI公司推出的模塊化不僅具有極大靈活性，同時(shí)利用LabVIEW充分發(fā)揮了高性能多核處理器的優(yōu)勢(shì)，能夠以比傳統(tǒng)儀器更快的速度進(jìn)行多種常用的射頻測(cè)量。RIGOL公司前不久推出了高性能經(jīng)濟(jì)型頻譜分析儀DSA1000A系列。其中，DSA1030A最小分辨率帶寬達(dá)10Hz，具有小于1dB的全幅度精度和-148dBm的顯示平均噪聲電平（10Hz RBW），實(shí)現(xiàn)了極高的性價(jià)比。另一款DSA1020型頻譜儀更以市場(chǎng)售價(jià)19800元的超低價(jià)格，專為高校的頻域教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)量身打造。
　　
總結(jié)
2009年是金融海嘯后的頭一年，也是各電子廠商開始接受考驗(yàn)的一年。為了生存和日后的發(fā)展，很多企業(yè)都在變革。也許，在年內(nèi)我們還看不到這些改變的效果，但明年和未來(lái)的幾年中，2009年中的努力將會(huì)加快電子行業(yè)迎來(lái)新輝煌的步伐。