模擬集成電路主要是指由電容、電阻、晶體管等組成的模擬電路集成在一起用來處理模擬信號的集成電路。有許多的模擬集成電路,如運(yùn)算放大器、模擬乘法器、鎖相環(huán)、電源管理芯片等。模擬集成電路的主要構(gòu)成電路有放大器、濾波器、反饋電路、基準(zhǔn)源電路、開關(guān)電容電路等。
模擬集成電路的發(fā)展歷程
1958年,杰克·基爾比在鍺材料上用5個(gè)元件實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡單的振蕩器電路,成為世界上第一塊集成電路。這一發(fā)明揭開了20世紀(jì)信息革命的序幕,標(biāo)志著電子時(shí)代的到來。隨著以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為代表的高科技產(chǎn)品在國防科技、工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中越來越廣泛的應(yīng)用,以集成電路為代表的微電子產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了一個(gè)前所未有的發(fā)展階段。在信息技術(shù)中,數(shù)字集成電路是主角,其處理對象是以數(shù)字信號承載的信息,而數(shù)字信號在時(shí)間、量的方面是取離散值的。但是自然界的信號在時(shí)間和量方面的變化是連續(xù)的,比如風(fēng)聲、水流量等,這樣的信號稱為模擬信號,相應(yīng)地處理模擬信號的電路稱為模擬電路,而用來處理模擬信號的集成電路則稱為模擬集成電路。
模擬IC主要應(yīng)用于在電子系統(tǒng)中執(zhí)行對模擬信號的接收、混頻、放大、比較、乘除運(yùn)算、對數(shù)運(yùn)算、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換、采樣-保持、調(diào)制-解調(diào)、升壓、降壓、穩(wěn)壓等功能。電路形式有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(如A /D轉(zhuǎn)換器、D /A轉(zhuǎn)換器等)、運(yùn)算放大器、大器、寬帶放大器等)、非線性放大器(模擬乘法器、數(shù)/反對數(shù)放大器等)、多路模擬開關(guān)、(線性調(diào)壓器、開關(guān)電源控制器等)、智能功率各類專用IC。
模擬IC在其設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)的發(fā)展過程中,形成了具有自身特點(diǎn)的設(shè)計(jì)思想和工藝體系;在技術(shù)發(fā)展水平、產(chǎn)品種類、限度地滿足了信息化技術(shù)的需要;其應(yīng)用已滲透到各個(gè)領(lǐng)域,在現(xiàn)代軍、民用電子系統(tǒng)中,模擬了重要角色;在信息化的各種場合,都離不開高性能的模擬IC,模擬IC性能水平的高低常常決定著電子產(chǎn)品或系統(tǒng)的水平高低。
模擬IC的三大分類
第一類是通用型電路,如運(yùn)算放大器、相乘器、鎖相環(huán)路、有源濾波器和數(shù)-模與模-數(shù)變換等;
第二類是專用型電路,如音響系統(tǒng)、電視接收機(jī)、錄像機(jī)及通信系統(tǒng)等專用的集成電路系列;
第三類是單片集成系統(tǒng),如單片發(fā)射機(jī)、單片接收機(jī)等。
模擬IC的發(fā)展趨勢
當(dāng)今電子產(chǎn)品層出不窮、爭奇斗艷的根本原因,與其說是數(shù)字計(jì)算技術(shù)的飛速提高,不如說是模擬技術(shù)推陳出新的結(jié)果。小巧、省電、娛樂、方便,能夠滿足消費(fèi)者這些要求的,正是模擬IC技術(shù)。模擬電路當(dāng)前呈現(xiàn)出三個(gè)突出趨勢,即高性能分立器件、模數(shù)混合和SOC。隨著工藝水平的提高,EDA工具、Foundry工藝PDK的完善以及設(shè)計(jì)水平的提高,模擬IC正在步入新的發(fā)展時(shí)代。為了保證最佳的系統(tǒng)性能、最高的可靠性、最小的體積和最低的成本,數(shù)字和模擬IC的設(shè)計(jì)及制造正在趨向于統(tǒng)一的加工平臺,由單一的功能電路向系統(tǒng)級電路發(fā)展,這也是最具潛力的IC發(fā)展方向——SOC。
國內(nèi)廠商機(jī)遇來臨
模擬IC的起源地在美國,全球最厲害的模擬IC廠商有一大半在美國,即便現(xiàn)在,中國也沒有一家廠商能躋身世界前十模擬IC的陣列。但是,中國廠商的機(jī)會(huì)是有的,因?yàn)橹袊?jīng)濟(jì)增速快,電子應(yīng)用百花齊放,中國成為全球電子市場的中心。國內(nèi)也有很多不錯(cuò)的模擬IC廠家,如杭州士蘭微電子、全志科技、瑞芯微、華大半導(dǎo)體和艾為電子等,它們可能在技術(shù)、規(guī)模及市場占有率不及TI、ADI等全球最厲害的廠商,但是潛力巨大,國產(chǎn)化這一趨勢不可逆轉(zhuǎn),正是它們發(fā)展的機(jī)遇。
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原文標(biāo)題:模擬集成電路的發(fā)展史,國內(nèi)廠商迎來發(fā)展機(jī)遇
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