2010年的电子技术在市场复苏中发展

2010年就这样飞快的离开了我们，在这一年中，电子行业的技术有怎样的发展状况呢。在下文中，我们就为大家做个简单的梳理。

电源管理
　　延续了上一年的势头，2010年的电源管理市场依然保持了强劲的增长。除了传统的应用领域外，新能源领域开始成为电源管理应用的新热点。预计在未来的五年内，其将成为电源管理产品增长的新动力。
　　随着工艺的进步和对功率密度的追求，电源管理IC本身所肩负的功能越来越多，PMIC的大量出现就是一个证明。这种芯片往往集成了多路的DC/DC，还有LDO，电源校准，甚至有简单的控制单元。以MAXIM公司的MAX17106来说，它就集成了2路升压调节器、一个LDO、一个带有缓冲器的可编程VCOM校准器、3路高速运算放大器、一个高压电平转换扫描驱动器以及18Kb的EEPROM。一路升压调节器具有1.2MHz的开关频率，且内置功率MOSFET，能够从2.4～5.5V输入产生高达14V输出电压，效率高于85%。第二路升压调节器产生GON电压。LDO可提供300mA负载电流以及高精度输出电压。集成运放用于驱动VCOM背板，具有150mA短路电流和45V/μs摆率。其还包含一个I2C控制的VCOM校准器，可提供7位设置精度。器件还集成了18Kb EEPROM，用于设置和控制VCOM电压。
随着国内很多城市采用了LED作为景观照明，LED驱动器市场持续升温。新型LED驱动器的带负载能力和调光比都大为增加。以Linear公司的LT3496为例，其工作频率为2MHz，为三通道恒流LED驱动器。该器件三个通道中的每一个都能驱动多达8个串联的500mA LED，从而能够以高达96%的效率驱动多达24个500mA LED。LT3496在LED高压侧检测输出电流，从而可实现降压、降压-升压或升压型配置。每个通道都由独立的真正色彩PWM(True Color PWM)信号控制，从而使每个通道都能以高达3 000:1的调光比独立调光。固定频率、电流模式架构确保在宽电源和输出电压范围内稳定工作。

数据转换和放大器
　　这两类是最基础的模拟元件，拓扑已经非常成熟，厂商所努力的就是在工艺上进行提高，以具有更优异的性能和更低的功耗；另外，针对特定的应用，进行具体的优化。模拟器件的市场人气正旺，各个模拟器件厂商都开足了马力，加大生产能力，力争获得更大的市场份额。
从2010年所发布的产品来看，通信依然是高性能的模拟原件最大的应用场合。随着3G/4G的推广，通信基础设施的建设正在加快，市场对大量高性能模拟器件的需要在增加。TI公司就在今年推出了超低功耗11位200MSPS ADC系列，可以满足远程无线电头端(remote radio head)、软件无线电、无线中继器以及MIMO分集接收机等应用需求。这些器件采用了可编程SNRBoost技术能实现60MHz带宽下高达72.3dB的SNR性能，或30MHz带宽下达75.4db的 SNR性能，从而满足客户3G与4G接收机灵敏度规范的要求。在大带宽的背景下，通行系统对采样率也有这更高的要求。ADI公司推出的AD9644就是具有14位分辨率的高速ADC。AD9644在80MSPS 时功耗为423mW，它采用多级、差分流水线架构，并集成了输出纠错逻辑。在70MHz和80MSPS时，AD9644的SNR（信噪比）为73.7dBFS，SFDR（无杂散动态范围）为92dBc。该产品可以适合于多种标准下的基站设备。
　　除了通信行业，医疗电子也是数据转换器的应用热点，大型医疗诊断设备的精密度在不断提高，这就对数据转换器的精度也提出了更高的要求。ADI公司针对医疗市场推出了ADC AD5791，其精度可以高达1ppm。该产品具有最大±1LSB的相对精度指标，并且可以在最大±1LSB DNL指标下保证单调性输出；此外，它还具有0.025ppm的低频噪声和0.05ppm/C的输出漂移。
　　相对于数据转换器来说，放大器产品的种类可谓是举不胜举。但是，从整体来说，今年放大器产品的最大特点就是低功耗。以Microchip公司的MCP6H01和MCP6H02（MCP6H01/2）为例，这两款通用运算放大器的静态电流只有135μA。不过，低功耗并没有影响其性能，这两款器件还具有3.5mV（最大值）的输入失调电压、100dB（典型值）的共模抑制比（CMRR），以及102dB（典型值）的电源抑制比（PSRR），可以应用在汽车，医疗和工业控制领域。

MCU和DSP
　　在经历了2008和2009两年的低靡后，2010的MCU市场开始复苏，汽车电子，工控和家电依然是MCU应用的三驾马车，32位MCU开始成为主流，过去意义上的低端市场也开始向32位MCU开始靠拢。而8位MCU的应用逐渐转向了无线方面，于Zigbee等低功耗无线标准相结合，形成无线控制产品。
　　从产品的架构上来说，今年可谓是ARM架构极为辉煌的一年，市场上出现大多数MCU采用了ARM内核，其已经隐然成为市场的主流。良好的授权，完备的产品线使其涵盖了所有市场领域。具体来说，Cortex-M3架构主攻高端市场，Cortex-M0则瞄准了低功耗应用。ST、TI、NXP等一批厂商纷纷推出了基于ARM内核的产品。ST公司的STM32是基于Cortex-M3架构的，包括12个16位计时器，其中一个是电机控制专用PWM计时器。计时器通道多达26条，封装引脚数量最多100针。该系列还提供一个12位高速模数转换器（ADC），以解决各种工业控制的要求。同时，在Cortex-M0架构方面，则有如NXP公司的LPC11C12 和LPC11C14这样的产品，它们是针对控制局域网(CAN)2.0B标准研制的控制器，可以满足工业和嵌入式网络应用需求。
　　另外，MCU器件也同其他器件一样，在极力追求低功耗化。这也是为什么ARM架构能大行其道的原因。
　　相比于MCU，DSP的世界还处于战国时代，各种架构的DSP都有自己的一方天空。不过，从技术方面讲，DSP同其他类型数字IC的融合开始显现，包括了同MCU的融合，同CPU的融合，甚至还有同FPGA的融合。也许在未来，DSP将成为数字芯片中的一个核心而不是独立的芯片而存在下去。

FPGA及PLD
　　随着全球经济的逐渐复苏，半导体行业又迎来了新一轮的增长。FPGA及PLD市场尤为明显，这个即便在2008年行业一片衰退的大环境下仍然保持增长的领域，更是率先进入快速增长期。市场的强大需求促使可编程器件厂商加大投入，为数不多的几家厂商摩拳擦掌，纷纷推出自己的杀手产品，一时间，可编程器件市场,竞争纷起。
　　在高端FPGA市场，主要的竞争在使用更新的工艺制程，降低功耗和成本。赛灵思公司和Altera公司都推出了28nm产品。赛灵思的28nm 7系列FPGA功耗锐减50%，容量高达200万个逻辑单元，配合其目标设计平台战略，将FPGA、ISE设计套件软件工具和IP、开发套件以及目标参考设计整合在一起，使客户能够充分利用现有的设计投资，降低整体成本，满足不断发展的市场需求。前不久，赛灵思又宣布推出业界首项堆叠硅片互联技术，即通过在单个封装中集成多个FPGA芯片，实现突破性的容量、带宽和功耗优势,据赛灵思称，通过采用3D封装技术和硅通孔(TSV)技术，其28nm 7系列FPGA目标设计平台所能满足的资源需求，是最大单芯片FPGA所能达到的两倍。Altera公司在进入28nm新工艺制程后，也采用了一系列创新技术：嵌入式HardCopy模块、部分重新配置新方法以及嵌入式28Gb/s收发器。其Stratix V FPGA系列可提供110万逻辑单元(LE)、53Mb嵌入式存储器、3680个18×18乘法器，以及工作在28Gb/s超高速率的集成收发器。另一家FPGA新创公司Achronix则后来居上，帅先进入22nm工艺制程。据Achronix介绍，其基于英特尔22nm工艺的Speedster22i FPGA产品将打破现有FPGA的各种极限，以高性价比实现各种高性能器件的生成，这些器件在规模上将超过250万个查找表（LUT），相当于一个具有2000万门的专用集成电路（ASIC）。通过借助英特尔22nm工艺技术的性能和功耗优势，Speedster22i还将扩展FPGA的速度和功效界限，与采用其他工艺技术的FPGA相比，可实现性能提升达300%、功耗降低50%和成本降低40%。
　　在中低端FPGA及PLD市场，则更注重产品面向市场的细分及差异化。莱迪思公司的MachXO2 PLD系列，为设计人员提供了一个适用于大批量、成本敏感设计的“全功能的PLD”，由于采用了低功耗65nm嵌入式闪存技术,与上一代产品相比，MachXO2提供了3倍的逻辑密度、10倍的嵌入式存储器、降低了100倍以上的静态功耗并减少了高达30%的成本。另外，混合信号FPGA为FPGA开创了新的应用市场。Actel公司推出了SmartFusion——带有ARM Cortex-M3处理器和可编程模拟资源的FPGA器件，让嵌入式产品设计人员使用单芯片便能轻易构建所需要的系统，获得全部所需功能，而且无须牺牲产品性能。莱迪思公司推出了可编程混合信号产品Platform Manager，它集成了电源管理和数字化管理功能，大大减少了电路板的元器件数量，不仅节省了涉及时间和电路板的面积，还可以降低设计风险。

电子测量仪器
　　伴随着行业的复苏，电子测量仪器厂商开始加大投入，以占领更多市场。
　　USB 3.0、PCI E 3.0、DisplayPort等高速串行总线的快速发展，催生着高端测试仪器的开发。安捷伦、泰克和力科公司都推出了自己的一系列解决方案。借助于专利“磷化铟（InP）”集成电路制程技术，安捷伦公司在2010年4月推出了硬件实现模拟带宽32GHz的infiniium 90000 X 系列示波器，这款示波器具有极低的本底噪声和本底抖动，能够确保卓越的测量精度。力科公司在9月份宣布推出带宽达45GHz的WaveMaster8Zi-A数字示波器、串行数据分析仪，其基于第二代锗化硅半导体材料，30～45GHz带宽8Zi-A型号示波器采用了第六代DBI技术有效可靠地扩展带宽，消除了DSP提升带宽带来的有害影响。泰克公司则通过收购SyntheSys Research，拥有了BERTScope误码率分析仪，BERTScope是检验 PCIE、SATA、USB 3.0等接收机一致性的首选解决方案，它简化了根据一致性测试规范进行测试的工作，并完全实现了自动化，使工程师能够非常简便地完成一致性测试，除一致性测试外，BERTScope也是调试、验证和检定任务的最佳选择。
　　相比高端应用市场，其实，中低端的市场更广阔。以示波器为例，全球示波器市场规模在10亿美元左右，2GHz带宽以下的中低端示波器，无论是从出货量还是销售额都占有相当大的比例，广阔的市场需求吸引了更多的投入。2010年6月，R&S公司首次进入示波器市场，推出两个带宽500MHz～2GHz的中端示波器产品，泰克公司于12月宣布对其现有示波器产品家族进行重大扩展，推出全新的混合信号示波器——MSO/DPO5000系列，以及升级的MSO/DPO4000 B系列示波器。在低端市场，泰克则推出了TDS2000C系列和针对中国市场的TDS1000C-SC系列示波器，带宽从50MHz至200MHz，型号丰富，起价更低，让低端市场的用户有更多选择。
　　模块化仪器正进入更广泛的应用领域，由于具有一定的灵活性和用户自定义性，以及低成本性，基于软件的模块化仪器受到越来越多用户的欢迎。作为成功的模块化仪器的一种，PXI系统发布数量一直以17.6%的年平均复合增长率增长。据2010年PXI TAC会上的介绍，全球已发布超过100,000套PXI系统，发布的PXI模块数量超过600,000个。传统的台式仪器厂商也开始加大对模块化仪器的投入，安捷伦公司前不久推出了几十款PXI和AXIe产品，包括数字转换器、任意波形发生器、数字示波器、数字万用表（DMM）和开关等产品。

总结
　　2010年是市场全面复苏的一年，各个厂商都挣得钵满盘满，一些新鲜的电子产品也出现在市场中（iPad，kinect）。展望即将到来的一年，不知还有什么产品会吸引大家的目光，就让我们拭目以待吧。