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大咖談國(guó)產(chǎn)模擬IC創(chuàng)新:從EDA、信號(hào)鏈,到大功率功放、CPU大電流電源芯片…

lPCU_elecfans ? 2021-10-08 15:46 ? 次閱讀
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“浣沙淘金,模擬論芯”,2021年9月28日,由全球知名電子科技媒體<電子發(fā)燒友>主辦的2021第三屆中國(guó)模擬半導(dǎo)體大會(huì)在中國(guó)深圳成功舉辦,在本次大會(huì)上,來(lái)自華大九天、芯??萍?/u>、昱盛電子、長(zhǎng)工微、晶華微、美新半導(dǎo)體等知名企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和行業(yè)專家?guī)?lái)了精彩分享。 模擬半導(dǎo)體技術(shù)對(duì)人才的經(jīng)驗(yàn)積累要求更高,電子發(fā)燒友總經(jīng)理張迎輝在致詞的時(shí)候表示,國(guó)際的模擬半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展時(shí)間,遠(yuǎn)比中國(guó)半導(dǎo)體公司要早,經(jīng)過(guò)大半個(gè)世紀(jì)的積累,他們?cè)谌瞬排囵B(yǎng)和技術(shù)積累上更有優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)模擬半導(dǎo)體公司則遇到了人才培養(yǎng)和產(chǎn)品創(chuàng)新的挑戰(zhàn),企業(yè)成長(zhǎng)不易。 36064940-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png圖:電子發(fā)燒友總經(jīng)理張迎輝 不過(guò)隨著科創(chuàng)板的設(shè)立,以及政策的支持,不少優(yōu)秀的模擬半導(dǎo)體公司成功IPO,獲得逆襲,電子發(fā)燒友的中國(guó)模擬半導(dǎo)體大會(huì)已經(jīng)舉辦到第三屆,過(guò)去有很多公司通過(guò)參加中國(guó)模擬大會(huì),被科創(chuàng)資本了解并成功獲得融資,也有企業(yè)的芯片被工程師所認(rèn)可而設(shè)計(jì)應(yīng)用到更多產(chǎn)品中。

華大九天梁艷:全流程工具助力電源管理芯片設(shè)計(jì)方法學(xué)創(chuàng)新

EDA作為廣泛應(yīng)用于整個(gè)IC產(chǎn)業(yè)鏈的軟件系統(tǒng),直接影響到芯片性能、質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及成本,可以說(shuō)沒(méi)有EDA就沒(méi)有IC產(chǎn)業(yè)。移動(dòng)通信IoT和汽車等應(yīng)用不僅為電源管理芯片帶來(lái)的強(qiáng)勁的需求,也帶來(lái)了集成化和高效能等挑戰(zhàn)。華大九天高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理梁艷分享了華大九天作為一站式EDA及相關(guān)服務(wù)提供商,如何以全流程工具應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。 366773fa-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png圖:華大九天高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理梁艷 華大九天的Empyrean Aether提供了一個(gè)高效芯片設(shè)計(jì)分析平臺(tái),擁有EDIF、SPICE和GDS等接口,助力設(shè)計(jì)流程平滑遷移,其工藝模型及PDK定制化能力可支撐設(shè)計(jì)方法進(jìn)行創(chuàng)新。而高速高精度仿真驗(yàn)證工具Empyrean ALPS擁有豐富的仿真產(chǎn)品線,滿足用戶在精度和速度上的多樣性需求,根據(jù)自研的SMS Plus引擎,解決高壓模型收斂性的難題。 Empyrean Argus是華大九天推出的可適配版圖分析驗(yàn)證工具,功能覆蓋了DRC檢查、LVS檢查等Mask準(zhǔn)備等應(yīng)用,目前獲得了代工廠的認(rèn)證,并通過(guò)了大量的tape out驗(yàn)證。而在版圖設(shè)計(jì)早期,獲知寄生參數(shù)可以排除寄生問(wèn)題帶來(lái)的影響,華大九天為此推出了寄生參數(shù)提取工具Empyrean RCExplorer,可以完成3D/2.5D的寄生參數(shù)提取,滿足工藝開(kāi)發(fā)和后仿應(yīng)用。版圖可靠性分析工具Empyrean Polas,可以做到對(duì)導(dǎo)通電阻、EM/IR-drop和Gate On/off延遲的高精度分析,幫助用戶計(jì)算和預(yù)測(cè)功率損耗和死區(qū)時(shí)間等參數(shù),從而指導(dǎo)版圖優(yōu)化。

芯海王偉:感知世界聚焦信號(hào)鏈技術(shù)創(chuàng)新

感知與交互一直是智能設(shè)備變化的核心,預(yù)計(jì)2021年,帶有傳感交互的終端占比達(dá)到55%。而信號(hào)鏈則是精準(zhǔn)感知和交互的基礎(chǔ),根據(jù)國(guó)外機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),2023年信號(hào)鏈需求達(dá)120億美元,但幾乎被TI等國(guó)外品牌壟斷。面對(duì)這個(gè)空間巨大而差距顯著的模擬鏈?zhǔn)袌?chǎng),芯海科技市場(chǎng)經(jīng)理王偉分享了芯??萍际侨绾卧谛盘?hào)鏈技術(shù)上創(chuàng)新的。 36de5cb8-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png芯海市場(chǎng)經(jīng)理王偉 隨著市場(chǎng)與技術(shù)的不斷變化,模擬信號(hào)鏈如今面臨著三大挑戰(zhàn)。智能可穿戴設(shè)備的興起,將產(chǎn)品體積不斷減小,但傳感器的數(shù)目仍在逐步增加。其次,氣體、壓力和電流等傳感器信號(hào)也給信號(hào)鏈的設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難。最后,不同的測(cè)量精度與速度提出了不同的需求。 以電化學(xué)信號(hào)測(cè)量為例,在傳統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)中,多器件的外圍電路不僅增大了體積,也影響了生產(chǎn)一致性,而芯海的信號(hào)鏈MCU,省掉了外圍電路,做到集成化。而在傳統(tǒng)光電信號(hào)測(cè)量的離散時(shí)間采樣ADC中,開(kāi)關(guān)電容電荷會(huì)反沖至傳感器,芯海為此設(shè)計(jì)了CTSD ADC,采用電阻輸入降低放大器需求,也更容易實(shí)現(xiàn)高工作頻率。 ADC的技術(shù)可分為兩個(gè)大類,分別是基于超采樣以及基于奈奎斯特頻率,還可以分為SAR、SDM、SLOPE等多個(gè)小類,如此多的分類也證明了沒(méi)有一種ADC是完美的。ADC的設(shè)計(jì)就是一個(gè)平衡的過(guò)程,在分辨率、速度和功耗等參數(shù)上做取舍。而芯海的ADC設(shè)計(jì)持續(xù)追求更優(yōu)的FoM,做到更低的功耗、更高的速度和SNDR,同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高的性價(jià)比。芯海作為國(guó)內(nèi)少數(shù)覆蓋了ADC和MCU的公司,未來(lái)會(huì)把工業(yè)和汽車領(lǐng)域作為重點(diǎn)投入方向。

昱盛電子陳文彥:大功率功放的應(yīng)用與未來(lái)趨勢(shì)

在會(huì)上,昱盛電子資深經(jīng)理陳文彥帶來(lái)《大功率功放的應(yīng)用與未來(lái)趨勢(shì)》主題演講。大功率功放主要應(yīng)用在藍(lán)牙音箱、拉桿音箱、Soundbar、智能音箱、平板電視、PA等消費(fèi)場(chǎng)景上,此外還有后裝車用功放、電子琴節(jié)拍器等。 372dc1fe-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png圖:昱盛電子資深經(jīng)理陳文彥 不同的應(yīng)用都有著不同的設(shè)計(jì)考慮,以平板電視為例,由于具備影像等功能,TV系統(tǒng)整體較為復(fù)雜。陳文彥提到,對(duì)平板電視來(lái)說(shuō)功率不是越大越好,平板電視在先天物理上已經(jīng)限制了聲音,如果做大功率反而會(huì)出現(xiàn)音質(zhì)渾濁、破音的情況。因此平板電腦在設(shè)計(jì)時(shí)既要滿足規(guī)格還要考慮播放時(shí)不能跟腔體產(chǎn)生共振,一旦出現(xiàn)共振會(huì)抵消功率,也會(huì)出現(xiàn)雜音。平板電視每個(gè)通道的功率大概在10w以下,在設(shè)計(jì)時(shí)主要著重在功率、品質(zhì)上的均衡,如果要實(shí)現(xiàn)大功率輸出,一般都會(huì)搭配Soundbar使用。 37817074-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png ?陳文彥認(rèn)為大功率功放在音箱領(lǐng)域?qū)⒊韵氯齻€(gè)方向發(fā)展:音質(zhì)要求提升、高階機(jī)型數(shù)字化、系統(tǒng)復(fù)雜度增加。大功率功放市場(chǎng)正迎來(lái)了新的發(fā)展趨勢(shì),同時(shí)也帶來(lái)了技術(shù)上的挑戰(zhàn),一是大功率功放芯片需求增長(zhǎng),系統(tǒng)電源功率需求以及質(zhì)量也更加嚴(yán)苛;二是數(shù)字音源接口占比提升;三是簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),例如具備展頻設(shè)計(jì)以降低EMI、提供多路功放芯片并聯(lián)能力等。 針對(duì)大功率功放的趨勢(shì)和挑戰(zhàn),昱盛電子推出響應(yīng)的產(chǎn)品和方案,包括大功率音箱D類功放芯片,以及大功率音箱整體功放/電源方案。陳文彥介紹,大功率音箱D類功放芯片可做到30Wx2立體聲,并接成60W的單通道,或者50Wx2立體聲,并接成80W的單通道。例如的D類音頻放大器VA2218,可實(shí)現(xiàn)30Wx2立體聲,適用于藍(lán)牙音箱、TV等產(chǎn)品。未來(lái)將基于VA2239、VA2218進(jìn)行升級(jí)改版,方便客戶后期設(shè)計(jì),預(yù)計(jì)在2022年上半年會(huì)推出VA2260、VA2261相關(guān)產(chǎn)品。

長(zhǎng)工微馮博:CPU大電流多相電源解決方案

在會(huì)上,長(zhǎng)工微市場(chǎng)總監(jiān)馮博帶來(lái)了《CPU大電流多相電源解決方案》的主題分享,馮博表示,服務(wù)器需求增長(zhǎng)使CPU對(duì)電流要求提升,2020年全球服務(wù)器出貨量達(dá)到1200萬(wàn)臺(tái),云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心AI服務(wù)器需求增長(zhǎng)迅速,CPU、DPU電流高達(dá)1000A,而目前大電流多相電源芯片國(guó)產(chǎn)化率為零。 37d56e0e-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png圖:長(zhǎng)工微市場(chǎng)總監(jiān)馮博 單相無(wú)法達(dá)到服務(wù)器對(duì)大電流的需求,比如服務(wù)器要實(shí)現(xiàn)200-500A的供電,需要6相控制器來(lái)實(shí)現(xiàn),馮博進(jìn)一步解釋,為什么需要多相電源解決方案,因?yàn)槎嘞嗫梢詽M足CPU負(fù)載對(duì)電流的持續(xù)則增加的需求,比如Intel服務(wù)器CPU負(fù)載電流,最早需要的最大電流是228A,后來(lái)提升到395A,再到452A,這就需要八相的電流解決方案。 38353e2e-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png ?多相電源芯片有多方面優(yōu)點(diǎn),包括可適應(yīng)持續(xù)增加的大負(fù)載應(yīng)用需求;可降低輸出電壓紋波;濺灑紅電感的體積和高度;減少輸入電容等。當(dāng)然也存在設(shè)計(jì)難點(diǎn),比如CPU對(duì)電壓控制的精度和穩(wěn)定性要求極高等;與CPU之間高速且復(fù)雜的通訊需求等。 長(zhǎng)工微專注于提供大電流電源解決方案,在本次會(huì)議上,馮博介紹了長(zhǎng)工微本月新推出的八相電源解決方案IS6201A,該方案支持多家CPU的通訊協(xié)議,包括所有國(guó)內(nèi)CPU,該芯片的開(kāi)關(guān)頻率微2MHz,具有全部保護(hù)功能,內(nèi)置MTP,可以多次燒錄存儲(chǔ)不同程序。 389b7072-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png ?據(jù)馮博介紹,IS6201A可與IS6806A、IS6810A和IS6807A結(jié)合應(yīng)用于不同場(chǎng)景,具有不同特性,比如IS6201A+IS6806A適用于服務(wù)器CPU、DDR的60-300A的大電流應(yīng)用,具有很高的效率;IS6201A+IS6810A適用于服務(wù)器CPU、DDR的60-300A的大電流應(yīng)用,方案面積小,可以做成模塊;IS6201A+IS6807A適用于臺(tái)式機(jī),筆記本CPU 30-200A的大電流應(yīng)用,支持高壓20V輸入,輕載效率高。 大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)精彩圖38c82996-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png ?393fa548-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png ?

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