2010年的電子技術(shù)在市場(chǎng)復(fù)蘇中發(fā)展

2010年就這樣飛快的離開了我們，在這一年中，電子行業(yè)的技術(shù)有怎樣的發(fā)展?fàn)顩r呢。在下文中，我們就為大家做個(gè)簡(jiǎn)單的梳理。

電源管理
　　延續(xù)了上一年的勢(shì)頭，2010年的電源管理市場(chǎng)依然保持了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)。除了傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域外，新能源領(lǐng)域開始成為電源管理應(yīng)用的新熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)在未來(lái)的五年內(nèi)，其將成為電源管理產(chǎn)品增長(zhǎng)的新動(dòng)力。
　　隨著工藝的進(jìn)步和對(duì)功率密度的追求，電源管理IC本身所肩負(fù)的功能越來(lái)越多，PMIC的大量出現(xiàn)就是一個(gè)證明。這種芯片往往集成了多路的DC/DC，還有LDO，電源校準(zhǔn)，甚至有簡(jiǎn)單的控制單元。以MAXIM公司的MAX17106來(lái)說(shuō)，它就集成了2路升壓調(diào)節(jié)器、一個(gè)LDO、一個(gè)帶有緩沖器的可編程VCOM校準(zhǔn)器、3路高速運(yùn)算放大器、一個(gè)高壓電平轉(zhuǎn)換掃描驅(qū)動(dòng)器以及18Kb的EEPROM。一路升壓調(diào)節(jié)器具有1.2MHz的開關(guān)頻率，且內(nèi)置功率MOSFET，能夠從2.4～5.5V輸入產(chǎn)生高達(dá)14V輸出電壓，效率高于85%。第二路升壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生GON電壓。LDO可提供300mA負(fù)載電流以及高精度輸出電壓。集成運(yùn)放用于驅(qū)動(dòng)VCOM背板，具有150mA短路電流和45V/μs擺率。其還包含一個(gè)I2C控制的VCOM校準(zhǔn)器，可提供7位設(shè)置精度。器件還集成了18Kb EEPROM，用于設(shè)置和控制VCOM電壓。
隨著國(guó)內(nèi)很多城市采用了LED作為景觀照明，LED驅(qū)動(dòng)器市場(chǎng)持續(xù)升溫。新型LED驅(qū)動(dòng)器的帶負(fù)載能力和調(diào)光比都大為增加。以Linear公司的LT3496為例，其工作頻率為2MHz，為三通道恒流LED驅(qū)動(dòng)器。該器件三個(gè)通道中的每一個(gè)都能驅(qū)動(dòng)多達(dá)8個(gè)串聯(lián)的500mA LED，從而能夠以高達(dá)96%的效率驅(qū)動(dòng)多達(dá)24個(gè)500mA LED。LT3496在LED高壓側(cè)檢測(cè)輸出電流，從而可實(shí)現(xiàn)降壓、降壓-升壓或升壓型配置。每個(gè)通道都由獨(dú)立的真正色彩PWM(True Color PWM)信號(hào)控制，從而使每個(gè)通道都能以高達(dá)3 000:1的調(diào)光比獨(dú)立調(diào)光。固定頻率、電流模式架構(gòu)確保在寬電源和輸出電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和放大器
　　這兩類是最基礎(chǔ)的模擬元件，拓?fù)湟呀?jīng)非常成熟，廠商所努力的就是在工藝上進(jìn)行提高，以具有更優(yōu)異的性能和更低的功耗；另外，針對(duì)特定的應(yīng)用，進(jìn)行具體的優(yōu)化。模擬器件的市場(chǎng)人氣正旺，各個(gè)模擬器件廠商都開足了馬力，加大生產(chǎn)能力，力爭(zhēng)獲得更大的市場(chǎng)份額。
從2010年所發(fā)布的產(chǎn)品來(lái)看，通信依然是高性能的模擬原件最大的應(yīng)用場(chǎng)合。隨著3G/4G的推廣，通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)正在加快，市場(chǎng)對(duì)大量高性能模擬器件的需要在增加。TI公司就在今年推出了超低功耗11位200MSPS ADC系列，可以滿足遠(yuǎn)程無(wú)線電頭端(remote radio head)、軟件無(wú)線電、無(wú)線中繼器以及MIMO分集接收機(jī)等應(yīng)用需求。這些器件采用了可編程SNRBoost技術(shù)能實(shí)現(xiàn)60MHz帶寬下高達(dá)72.3dB的SNR性能，或30MHz帶寬下達(dá)75.4db的 SNR性能，從而滿足客戶3G與4G接收機(jī)靈敏度規(guī)范的要求。在大帶寬的背景下，通行系統(tǒng)對(duì)采樣率也有這更高的要求。ADI公司推出的AD9644就是具有14位分辨率的高速ADC。AD9644在80MSPS 時(shí)功耗為423mW，它采用多級(jí)、差分流水線架構(gòu)，并集成了輸出糾錯(cuò)邏輯。在70MHz和80MSPS時(shí)，AD9644的SNR（信噪比）為73.7dBFS，SFDR（無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍）為92dBc。該產(chǎn)品可以適合于多種標(biāo)準(zhǔn)下的基站設(shè)備。
　　除了通信行業(yè)，醫(yī)療電子也是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用熱點(diǎn)，大型醫(yī)療診斷設(shè)備的精密度在不斷提高，這就對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的精度也提出了更高的要求。ADI公司針對(duì)醫(yī)療市場(chǎng)推出了ADC AD5791，其精度可以高達(dá)1ppm。該產(chǎn)品具有最大±1LSB的相對(duì)精度指標(biāo)，并且可以在最大±1LSB DNL指標(biāo)下保證單調(diào)性輸出；此外，它還具有0.025ppm的低頻噪聲和0.05ppm/C的輸出漂移。
　　相對(duì)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)，放大器產(chǎn)品的種類可謂是舉不勝舉。但是，從整體來(lái)說(shuō)，今年放大器產(chǎn)品的最大特點(diǎn)就是低功耗。以Microchip公司的MCP6H01和MCP6H02（MCP6H01/2）為例，這兩款通用運(yùn)算放大器的靜態(tài)電流只有135μA。不過(guò)，低功耗并沒(méi)有影響其性能，這兩款器件還具有3.5mV（最大值）的輸入失調(diào)電壓、100dB（典型值）的共模抑制比（CMRR），以及102dB（典型值）的電源抑制比（PSRR），可以應(yīng)用在汽車，醫(yī)療和工業(yè)控制領(lǐng)域。

MCU和DSP
　　在經(jīng)歷了2008和2009兩年的低靡后，2010的MCU市場(chǎng)開始復(fù)蘇，汽車電子，工控和家電依然是MCU應(yīng)用的三駕馬車，32位MCU開始成為主流，過(guò)去意義上的低端市場(chǎng)也開始向32位MCU開始靠攏。而8位MCU的應(yīng)用逐漸轉(zhuǎn)向了無(wú)線方面，于Zigbee等低功耗無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，形成無(wú)線控制產(chǎn)品。
　　從產(chǎn)品的架構(gòu)上來(lái)說(shuō)，今年可謂是ARM架構(gòu)極為輝煌的一年，市場(chǎng)上出現(xiàn)大多數(shù)MCU采用了ARM內(nèi)核，其已經(jīng)隱然成為市場(chǎng)的主流。良好的授權(quán)，完備的產(chǎn)品線使其涵蓋了所有市場(chǎng)領(lǐng)域。具體來(lái)說(shuō)，Cortex-M3架構(gòu)主攻高端市場(chǎng)，Cortex-M0則瞄準(zhǔn)了低功耗應(yīng)用。ST、TI、NXP等一批廠商紛紛推出了基于ARM內(nèi)核的產(chǎn)品。ST公司的STM32是基于Cortex-M3架構(gòu)的，包括12個(gè)16位計(jì)時(shí)器，其中一個(gè)是電機(jī)控制專用PWM計(jì)時(shí)器。計(jì)時(shí)器通道多達(dá)26條，封裝引腳數(shù)量最多100針。該系列還提供一個(gè)12位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），以解決各種工業(yè)控制的要求。同時(shí)，在Cortex-M0架構(gòu)方面，則有如NXP公司的LPC11C12 和LPC11C14這樣的產(chǎn)品，它們是針對(duì)控制局域網(wǎng)(CAN)2.0B標(biāo)準(zhǔn)研制的控制器，可以滿足工業(yè)和嵌入式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求。
　　另外，MCU器件也同其他器件一樣，在極力追求低功耗化。這也是為什么ARM架構(gòu)能大行其道的原因。
　　相比于MCU，DSP的世界還處于戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，各種架構(gòu)的DSP都有自己的一方天空。不過(guò)，從技術(shù)方面講，DSP同其他類型數(shù)字IC的融合開始顯現(xiàn)，包括了同MCU的融合，同CPU的融合，甚至還有同F(xiàn)PGA的融合。也許在未來(lái)，DSP將成為數(shù)字芯片中的一個(gè)核心而不是獨(dú)立的芯片而存在下去。

FPGA及PLD
　　隨著全球經(jīng)濟(jì)的逐漸復(fù)蘇，半導(dǎo)體行業(yè)又迎來(lái)了新一輪的增長(zhǎng)。FPGA及PLD市場(chǎng)尤為明顯，這個(gè)即便在2008年行業(yè)一片衰退的大環(huán)境下仍然保持增長(zhǎng)的領(lǐng)域，更是率先進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。市場(chǎng)的強(qiáng)大需求促使可編程器件廠商加大投入，為數(shù)不多的幾家廠商摩拳擦掌，紛紛推出自己的殺手產(chǎn)品，一時(shí)間，可編程器件市場(chǎng),競(jìng)爭(zhēng)紛起。
　　在高端FPGA市場(chǎng)，主要的競(jìng)爭(zhēng)在使用更新的工藝制程，降低功耗和成本。賽靈思公司和Altera公司都推出了28nm產(chǎn)品。賽靈思的28nm 7系列FPGA功耗銳減50%，容量高達(dá)200萬(wàn)個(gè)邏輯單元，配合其目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)戰(zhàn)略，將FPGA、ISE設(shè)計(jì)套件軟件工具和IP、開發(fā)套件以及目標(biāo)參考設(shè)計(jì)整合在一起，使客戶能夠充分利用現(xiàn)有的設(shè)計(jì)投資，降低整體成本，滿足不斷發(fā)展的市場(chǎng)需求。前不久，賽靈思又宣布推出業(yè)界首項(xiàng)堆疊硅片互聯(lián)技術(shù)，即通過(guò)在單個(gè)封裝中集成多個(gè)FPGA芯片，實(shí)現(xiàn)突破性的容量、帶寬和功耗優(yōu)勢(shì),據(jù)賽靈思稱，通過(guò)采用3D封裝技術(shù)和硅通孔(TSV)技術(shù)，其28nm 7系列FPGA目標(biāo)設(shè)計(jì)平臺(tái)所能滿足的資源需求，是最大單芯片F(xiàn)PGA所能達(dá)到的兩倍。Altera公司在進(jìn)入28nm新工藝制程后，也采用了一系列創(chuàng)新技術(shù)：嵌入式HardCopy模塊、部分重新配置新方法以及嵌入式28Gb/s收發(fā)器。其Stratix V FPGA系列可提供110萬(wàn)邏輯單元(LE)、53Mb嵌入式存儲(chǔ)器、3680個(gè)18×18乘法器，以及工作在28Gb/s超高速率的集成收發(fā)器。另一家FPGA新創(chuàng)公司Achronix則后來(lái)居上，帥先進(jìn)入22nm工藝制程。據(jù)Achronix介紹，其基于英特爾22nm工藝的Speedster22i FPGA產(chǎn)品將打破現(xiàn)有FPGA的各種極限，以高性價(jià)比實(shí)現(xiàn)各種高性能器件的生成，這些器件在規(guī)模上將超過(guò)250萬(wàn)個(gè)查找表（LUT），相當(dāng)于一個(gè)具有2000萬(wàn)門的專用集成電路（ASIC）。通過(guò)借助英特爾22nm工藝技術(shù)的性能和功耗優(yōu)勢(shì)，Speedster22i還將擴(kuò)展FPGA的速度和功效界限，與采用其他工藝技術(shù)的FPGA相比，可實(shí)現(xiàn)性能提升達(dá)300%、功耗降低50%和成本降低40%。
　　在中低端FPGA及PLD市場(chǎng)，則更注重產(chǎn)品面向市場(chǎng)的細(xì)分及差異化。萊迪思公司的MachXO2 PLD系列，為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)適用于大批量、成本敏感設(shè)計(jì)的“全功能的PLD”，由于采用了低功耗65nm嵌入式閃存技術(shù),與上一代產(chǎn)品相比，MachXO2提供了3倍的邏輯密度、10倍的嵌入式存儲(chǔ)器、降低了100倍以上的靜態(tài)功耗并減少了高達(dá)30%的成本。另外，混合信號(hào)FPGA為FPGA開創(chuàng)了新的應(yīng)用市場(chǎng)。Actel公司推出了SmartFusion——帶有ARM Cortex-M3處理器和可編程模擬資源的FPGA器件，讓嵌入式產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員使用單芯片便能輕易構(gòu)建所需要的系統(tǒng)，獲得全部所需功能，而且無(wú)須犧牲產(chǎn)品性能。萊迪思公司推出了可編程混合信號(hào)產(chǎn)品Platform Manager，它集成了電源管理和數(shù)字化管理功能，大大減少了電路板的元器件數(shù)量，不僅節(jié)省了涉及時(shí)間和電路板的面積，還可以降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

電子測(cè)量?jī)x器
　　伴隨著行業(yè)的復(fù)蘇，電子測(cè)量?jī)x器廠商開始加大投入，以占領(lǐng)更多市場(chǎng)。
　　USB 3.0、PCI E 3.0、DisplayPort等高速串行總線的快速發(fā)展，催生著高端測(cè)試儀器的開發(fā)。安捷倫、泰克和力科公司都推出了自己的一系列解決方案。借助于專利“磷化銦（InP）”集成電路制程技術(shù)，安捷倫公司在2010年4月推出了硬件實(shí)現(xiàn)模擬帶寬32GHz的infiniium 90000 X 系列示波器，這款示波器具有極低的本底噪聲和本底抖動(dòng)，能夠確保卓越的測(cè)量精度。力科公司在9月份宣布推出帶寬達(dá)45GHz的WaveMaster8Zi-A數(shù)字示波器、串行數(shù)據(jù)分析儀，其基于第二代鍺化硅半導(dǎo)體材料，30～45GHz帶寬8Zi-A型號(hào)示波器采用了第六代DBI技術(shù)有效可靠地?cái)U(kuò)展帶寬，消除了DSP提升帶寬帶來(lái)的有害影響。泰克公司則通過(guò)收購(gòu)SyntheSys Research，擁有了BERTScope誤碼率分析儀，BERTScope是檢驗(yàn) PCIE、SATA、USB 3.0等接收機(jī)一致性的首選解決方案，它簡(jiǎn)化了根據(jù)一致性測(cè)試規(guī)范進(jìn)行測(cè)試的工作，并完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，使工程師能夠非常簡(jiǎn)便地完成一致性測(cè)試，除一致性測(cè)試外，BERTScope也是調(diào)試、驗(yàn)證和檢定任務(wù)的最佳選擇。
　　相比高端應(yīng)用市場(chǎng)，其實(shí)，中低端的市場(chǎng)更廣闊。以示波器為例，全球示波器市場(chǎng)規(guī)模在10億美元左右，2GHz帶寬以下的中低端示波器，無(wú)論是從出貨量還是銷售額都占有相當(dāng)大的比例，廣闊的市場(chǎng)需求吸引了更多的投入。2010年6月，R&S公司首次進(jìn)入示波器市場(chǎng)，推出兩個(gè)帶寬500MHz～2GHz的中端示波器產(chǎn)品，泰克公司于12月宣布對(duì)其現(xiàn)有示波器產(chǎn)品家族進(jìn)行重大擴(kuò)展，推出全新的混合信號(hào)示波器——MSO/DPO5000系列，以及升級(jí)的MSO/DPO4000 B系列示波器。在低端市場(chǎng)，泰克則推出了TDS2000C系列和針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的TDS1000C-SC系列示波器，帶寬從50MHz至200MHz，型號(hào)豐富，起價(jià)更低，讓低端市場(chǎng)的用戶有更多選擇。
　　模塊化儀器正進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，由于具有一定的靈活性和用戶自定義性，以及低成本性，基于軟件的模塊化儀器受到越來(lái)越多用戶的歡迎。作為成功的模塊化儀器的一種，PXI系統(tǒng)發(fā)布數(shù)量一直以17.6%的年平均復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。據(jù)2010年P(guān)XI TAC會(huì)上的介紹，全球已發(fā)布超過(guò)100,000套PXI系統(tǒng)，發(fā)布的PXI模塊數(shù)量超過(guò)600,000個(gè)。傳統(tǒng)的臺(tái)式儀器廠商也開始加大對(duì)模塊化儀器的投入，安捷倫公司前不久推出了幾十款PXI和AXIe產(chǎn)品，包括數(shù)字轉(zhuǎn)換器、任意波形發(fā)生器、數(shù)字示波器、數(shù)字萬(wàn)用表（DMM）和開關(guān)等產(chǎn)品。

總結(jié)
　　2010年是市場(chǎng)全面復(fù)蘇的一年，各個(gè)廠商都掙得缽滿盤滿，一些新鮮的電子產(chǎn)品也出現(xiàn)在市場(chǎng)中（iPad，kinect）。展望即將到來(lái)的一年，不知還有什么產(chǎn)品會(huì)吸引大家的目光，就讓我們拭目以待吧。