2013近看硅谷之Linear：模拟IC的GURU之家

Linear公司是硅谷的“非著名”公司。相比与Intel、TI这些公司，一般人可能很少听过它。但在半导体行业内，Linear公司可是大名鼎鼎的。靠着高性能模拟产品的出色表现，其曾在2011年力压苹果和谷歌，成为最赚钱的科技公司。

Linear公司成立于1981年，那时正逢数字技术兴起的年代，创始人Robert Swanson没有随波逐流，而是认定“数字技术越发达，模拟技术越重要”这条理念，坚定地走在模拟的道路上。事实证明了他的远见，Linear公司的利润率一直领先于全行业。从00年到12年，Linear营业毛利率一直稳定在50%左右。

Linear公司是一家非常有个性的公司，“它花5-10年为工业用户设计产品，没有多少公司愿意冒这个险，如此专注”，美国的一位分析师曾这样表示。它的业绩一直在增长，但却并不一味扩张。在其30多年的历史上，很少有并购发生。这同硅谷公司流行的并购文化大相径庭。

Linear公司称自己是IC设计GURU之家。GURU在英文中有专家、导师的意思。因为汇聚了不少顶尖模拟技术高手，这个称号名副其实。公司的几位初创者都来自国半公司，他们都是各自领域的楚翘。用公司VP兼混合信号业务部总经理Robert Reay的话说，“不管遇到什么困难，这几个人只要一打响指，问题就迎刃而解”。Linear的第一款产品LT1001就是他们开发的，它现在还在为Linear赚钱。

Robert Reay认为Linear成功的秘诀在于独特的产品发掘和定义过程。这个工作由工程师而不是由市场人员来负责。工程师们经常会去拜访客户，聆听客户的需求。当有灵感产生的时候，就拿去讨论，得到其他工程师的认可，即开始设计。整个过程耗时很少，最快的时候一周左右就能完成。

介绍完Linear公司的背景，下面就来展示Linear公司为这次欧亚媒体硅谷行所介绍的新产品。

数字电源浪潮不可挡

通过这次硅谷之行，可以感觉到数字电源的时代真是到来了。几乎每家做电源的厂商都在推介数字电源产品，连Linear这样最纯正的模拟公司都不例外。

LTM4676是新推产品，为双通道13A或单通道26A μModule稳压器，具备了数字电源管理功能。其输入电压范围是4.5～26.5V；输出电压为0.5～5.4V；在整个温度范围内具有±1%的最大DC输出误差；在10A负载条件下具有±2.5%的电流回读准确度。

这些参数都在传统稳压器的范围内，下面是具有数字电源特征的参数：符合400kHz PMBus标准的I2C串行接口；集成型16位ΔΣADC；恒定频率电流模式控制；可对多个模块进行并联和均流；16个从地址，电源轨/全局寻址。

这个产品适用的场合是数据中心，方便远程监控和调制。想要对其进行配置也很简单，采用linear提供的LTpowerPlay软件，就能轻松搞定。

电池守护神

电池组最大的问题就是电池之间的不平衡，容量较低的电池放电也快，这会导致电池组中会有很多电量被白白浪费掉。Linear采用了“Active Balancing”（主动均衡）的技术，通过将能量在电池间再分配来实现电池间的平衡。具体来说，就是将高电量电池的电充入低电量电池，以达到平衡。

应用这项技术的有两种产品：LTC3300和LT8584。

LTC3300可实现6节串联锂离子或磷酸铁锂(LiFePO4)电池的双向同步反激式平衡，平衡电流高达10A，双向架构，电荷转移效率高达92%，可堆叠式架构实现了>1000V的系统，使用简单的双绕组变压器，1MHz可菊链式串行接口带有4位CRC包错误检查，高噪声裕度串行通信。

LT8584是具有具遥测接口的2.5A单片式主动电池电荷平衡器。它具有2.5A典型平均电池放电电流，集成型6A、50V电源开关，可选的电流和温度监视器，在停机模式中具有超低的静态电流，专门针对符合ISO 26262标准的系统而进行设计，可兼容FMEA；隔离式平衡：能够将电荷回送至电池组顶端，能够将电荷回送至电池组中的任何电池组合，能够将电荷回送至12V电池以替代交流发电机。

目前流行的电池组均衡技术，相比与功率耗散为手段的被动均衡技术，主动均衡技术的效率更高，所以开始成为主流。

桥式整流电路的新创举

桥式整流电路是最经典的模拟电路之一，每个模拟工程师都会烂熟于心。Linear在这个经典电路上来了个改动，将二极管替换为N沟道或P沟道MOSFET。这样就增加了可用电压范围，并能够将热功耗大幅降低。

LT4321是采用这种架构的双路理想二极管桥控制器，用在以太网供电的受电设备中。其经过精心设计，以符合IEEE 802.3的要求，偏置电流不影响检测和分级。该控制器用在2或4线对以太网上，与PoE、PoE+和LTPoE++标准兼容。集成的充电泵为8个低导通电阻N沟道MOSFET提供栅极驱动，无需外部电容器。

说起用MOSFET替换二极管这个创意的来历，还有点意思。这是Linear的工程师同制造柏青哥（弹珠游戏机）的客户聊天时产生的想法。用工程师而不是市场人员来接触客户，使得Linear获益颇多。

闪烁的智能尘埃

智能尘埃本是美国国防部所提出的一个研究项目，旨在通过在战场上布撒大量能自组网的传感器来密切监控敌情。在物联网概念兴起后，这个项目开始涉及民用，应用在工业和环境监控中。

Linear于2011年收购了Dust Networks公司，该公司的CTO Kris Pister博士是智能尘埃的提出者之一。Dust Networks率先推出了SmartMesh网络，能自组网的无线传感器网络。Linear的这次收购也是公司历史上为数不多的几次收购之一。

对无线传感器网络来说，最大的问题就是能量问题。传感器节点布置到位后，往往很难更换电池，所以能量的自采集是个很好的办法。Linear在能量采集方面颇有心得，收购Dust Networks后，就推出一整套的解决方案。

LTC5800是SmartMesh WirelessHART节点无线微尘，可以组成SmartMesh网络。LTC5800-WHM SoC具有一个片内功耗放大器(PA)和收发器，只需电源去耦、晶体和具有匹配电路的天线即可创建一个完整的无线节点。利用Dust的时间同步WirelessHART网络，网络中的所有节点皆可传送、供应或终止数据，并能在采用电池供电的情况下工作多年。

LTC3330是具有能量收集电池寿命延长器的毫微功率降压-升压DC/DC，其集成了一个高电压能量收集电源和一个由主电池供电的DC/DC转换器，可创建一款面向可替代能源应用的单输出电源。由一个集成型全波桥式整流器和一个高电压降压转换器组成的能量收集电源负责从压电源、太阳能或磁源收集能量。

这两款产品互相配合，就能实现一个理想的无线传感器网络。

后记

Linear公司的产品种类非常之多，多到据说连他们的工程师都不清楚。这些产品是如何设计的呢？Robert Reay告诉记者们，“产品不是设计出来的，是搭建出来的”。下图是模拟设计大牛Jim Williams混乱而复杂的实验室，很多出色的产品就是在这个实验室里一点点搭出来的。这也是模拟设计与数字设计最大的不同，模拟的设计就像是在一片荆棘中探寻道路一样，要经历多次的尝试，甚至是无功而返。所以，模拟工程师的成长过程也要比数字工程师长很多。工作5年，一个模拟设计工程师才算是上了道，而再经过5年，才能进入一个比较自如的境界。

对很多模拟公司来说，找到几个成熟的模拟工程师那就是撞大运了，而Linear能拥有一个数量、质量俱佳的模拟工程师队伍，岂不是很令人羡慕。我认为，Linear的管理团队有极大的毅力和耐心，而几位技术带头人（就像Robert Dobkin，Jim Williams）也是全身心投入到模拟技术中，这才造就了模拟行业的一个传奇。