游击队对阵集团军,为何ADI在模拟领域的地位难以撼动?

55年前,MIT的两位创始人在车库创建了ADI。

当时ADI的产品很简单,主要是把一些电容电感以及晶体管集成到一个模块里,所以ADI讲放大器的小三角作为自己公司的LOGO。

25年前,ADI进入中国市场,在这25年中,ADI见证了中国制造的腾飞以及技术变革。

2019年12月12日,ADI在深圳纪念了自己进入中国市场25周年。ADI公司系统解决方案事业部总经理赵轶苗在回顾ADI产品线及技术发展历程的同时,也对外说出了ADI的核心使命:搭建物理世界和数字世界之间的桥梁。

ADI公司系统解决方案事业部总经理赵轶苗

ADI的产品与创新之路

如何解释这个桥梁?我们还得从ADI的产品来说起。

ADI的当家产品就是ADC, ADC有很多分类:∑-Δ(低功耗),SAR(高精度),flash(超高速,低精度),pipeline(高速,高精度)等,。

比如ADI最早提出12比特、100KHz的ADC,解决数字化的运动控制;比如ADI最先推出16比特的Σ-Δ型ADC,提供更高的精度水平,而这种高精度ADC也被ADI最早应用到国家电网中。

另一个经典应用是通过把16位∑-Δ型ADC和高压技术结合起来,解决了一些关键问题,实现了汽车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类芯片的推出使汽车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。

ADI的产品还被广泛应用到科研之中。比如2017年获得诺贝尔奖的MIT的激光天文台实验项目,这个项目验证了爱因斯坦对于引力波的猜测。ADI提供的高精度放大器AD797、AD590、ADA4700都在其中发挥了重要作用。

当Flash ADC遇到发展瓶颈时,ADI开发出了精度更好、速度更高的ADC结构:PipelineADC。早在上世纪80年代末,ADI的PipelineADC就应用到了SONY的图像处理器中,使得数码相机进入了普通消费市场。

在3G\4G\5G通信基站中,ADI将其PipelineADC进一步发扬光大,从14比特逐渐提升到16比特,同时还在不断的提升性能、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。

战略性并购成就市场领先优势

ADI公司系统解决方案事业部总经理赵轶苗

2014年,ADI收购迅泰(Hittite),迅泰对于第二代化合物半导体等工艺有很深的驾驭能力,将自身RF的能力从6~8Ghz提升到100~110Ghz,完善了自己的RF产品线。这使得ADI在5G通信,特别是5G毫米波通讯领域具有优势。ADI的砷化镓类PA 如HMC994/998/907/797可以实现从0~30Ghz的信号和带宽放大。此外,针对K、Ka频段的毫米波,可以实现500Mhz带宽的系统建立。

2017年,ADI完成对凌力尔特的收购后,新成立的Power by Linear强化了ADI的电源产品线,其中原来Linear的电源产品占到85%。

不管是普通的模拟信号的放大处理,还是到宇宙中非常微小、敏感信号的处理,ADI都能找到各种解决方案。可以说,ADI就代表了模拟器件,ADI的英文名中就有Analog Device。在IC Insights的2018全球TOP 10模拟IC供应商排名中,ADI以55亿美元排名第二,仅次于TI。

可以说ADI能获得今天的市场领导地位,除了产品和技术的领先优势,还得益于其战略性的资本并购。

从More than moore到Beyond moore,ADI的技术方向?

对于ADI来说,除了技术和市场规模,保持其领先优势的还有工艺。对于数字芯片来说,一直遵循摩尔定律,所以芯片原厂的投入也越来越大,玩家则越来越少。数字芯片遵循More moore定律,也就是继续追求更高的工艺。目前3纳米的工艺已经实现了,未来可以继续往下做下去,清华大学魏少军教授就表示1.8纳米以下还可以继续演进,只是要核算成本是否划得来。

对于模拟芯片来说,情况稍微复杂,并不是简单的遵循摩尔定律。模拟芯片对于工艺的要求一般是高压、高频、高精度。对于工艺,ADI提出了More than moore(比摩尔更多)和Beyond moore(超越摩尔)的策略。

所谓More than moore是把芯片和一些主动被动元器件实现系统级的集成,去寻找一个最小化的系统解决方案来提供更高的价值。这种方式还有一种叫法,叫Multi Conponent IC,多元集成IC。可以说,未来半导体的发展,芯片本身固然重要,但系统集成更加重要。

比如RF就是典型的系统集成案例,ADI 2014年推出了AD9361,2018年推出了ADRV9008的产品。ADI是最早把所有的滤波器、射频的LNA,PA,包括高速DAC等等所有集成在一个芯片里面,这才得以实现所有的RF的频点、带宽、噪声水平等等都可以通过软件进行配置。这也使得ADI的射频收发器在5G通信领域具有优势。

最后一点是Beyond moore(超越摩尔),目前业界认为要超越摩尔定律,最大的可能是采用新材料替代现有的硅材料,比如IBM就在尝试用碳纳米管来替代CMOS。

此外,ADI提前预见到了这一技术的变革, 如果说以前ADI是根据工艺或具体的产品线来进行组织结构划分,那么2008年以后ADI就进行了组织结构的调整,开始关注如何在不同应用领域,将半导体技术和系统算法与应用结合起来。针对不同的应用市场,ADI进行了不同的产品布局:

比如在测试和仪器仪器领域,ADATE318、ADATE334应用到了ATE(半导体测试机)中,在光通讯领域,ADI推出了ADuC7023和ADuCM320的产品,将光模块从50G、40G带宽拓展到了100G、800G的带宽。
在电力领域,ADI帮助中国电网、南方电网在电力物联网、传感、检测等技术协助进行技术演进。
在汽车领域,ADI推出第五代BMS芯片,支持12、8、6串的监测满足了系统级别的对终端线的要求。
针对自动驾驶应用,ADI针对激光雷达提供高速的ADC产品以及MEMS传感器。
针对消费级可穿戴、医疗应用。ADI提供了一种基于ADAU1787的ANC耳机去噪技术。
针对医疗级别的应用,比如心率、心电监测,X光监测等,ADI推出了ADAS1256、ADAS1258等产品。

“中国的ADI”为何难以出现?

25年来,ADI深耕中国市场,目前ADI在中国的技术覆盖全面,不仅是在中国很多城市,北京、西安、南京、武汉、杭州、成都、深圳有销售团队,而且在北京、上海、杭州有研发团队。在各个垂直的应用领域,ADI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团队,帮助客户为大家提供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。

近年来,越来越多的国产模拟芯片厂商出现,号称要打造“中国的TI、ADI”,然而比一比规模相差甚远,不是同一个数量级。

在最近举行的珠海集成电路高峰论坛上,投资界大佬华登国际董事总经理黄庆就表示,国外半导体业通过不断的并购,形成的是大军团集团军作战,而国产半导体对应的则是一盘散沙的游击队作战,看上去玩家越来越多,但是实力不堪一击。

笔者认为,国产模拟芯片近年来尽管发展速度很快,但还是有很多向ADI、TI这样的国际巨头学习的地方,除了要依靠资本的力量做强做大,最重要的还是要坚持创新。同时做技术耐得住寂寞,要在某一个细分领域深耕10年、20年甚至50年以上。

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