硅谷数模：IoT、AI将推动全球模拟IC市场持续增长

智能化时代，数字技术似乎越来越成为主流。但有一点不变的是，数字化电子设备中，模拟技术始终举足轻重。我们用数字方式捕获的信息越多，必须转换和还原的数据就越多，不论是实时的语音传输、高质量的音频信号还是视频图象。如果没有重大且同步的模拟技术创新，那么数字革命的效果可能会黯然失色。

日前，<电子发烧友>对话硅谷数模市场部VP Michael Ching，就模拟技术的创新、增长点以及未来面临的挑战等问题进行了深入探讨。

硅谷数模市场部VP Michael Ching

世界在紧密联系，模拟IC将高于行业平均水平增长

Michael Ching认为，在提供更多的智能功能时，数字技术为降低功耗、成本做出了极大贡献，它符合摩尔定律的演进，未来将会有越来越多的依靠纯数字逻辑完成的处理。但是，我们所处的世界是模拟的，从传感器输入到通过电线或空气传输的实际信号，模拟技术将一直存在且始终重要。它能够正确地将由“1”和“0”表示的数字信号还原为人能够听到、看到、感觉或感知到的模拟信号。不论是智能设备不断缩小的外形尺寸、不断增加的智能功能、高品质的音质以及高清晰度的图像等等，这些不仅仅是先进制造工艺和高性能数字处理技术的产物，也是模拟技术不断创新的成果。

具体而言，模拟电路对模拟前端(AFE)、功率调节和传感器至关重要。许多传统的“模拟”技术是混合模拟输入，即通过模拟到数字转换器的数字化和数字处理。即使是传统的模拟电路，如Phase Lock Loop或voltage converters也都是如此，模拟技术也得益于数字技术的小型化。

近几年全球模拟IC保持稳定增长态势，主要受益于哪些推动因素？Michael Ching认为，IC产业的态势实际上是在预测模拟IC的增长率将高于行业平均水平，世界正在被越来越紧密的联系着，我们每个人可能都拥有许多带有Wi-Fi、USB、Bluetooth或Wireless-LTE技术的设备。从汽车到工业，各个行业的IoT应用也在推动着模拟组件的购买力，主要是在传感器、电源管理和连接方面，此外RF无线IC会继续推动巨大的增长。预计随着IoT的广泛应用，模拟IC增长速度将会加快。

IoT、AI应用给模拟设计带来哪些挑战？

硅谷数模（Analogix Semiconductor）专注于高性能数模混合多媒体芯片设计，在高速、低功耗的图像和数据传输与转化技术方面有较强的优势。其产品和解决方案已广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、液晶显示器、VR/AR 显示设备以及其他消费电子产品中。

面对IoT、无处不在的AI对更广泛的智能终端设备的推动趋势，Michael Ching表示，随之而来的一个关键挑战就是降低功耗。提到人工智能，人们往往会想到运行高级数据分析的高性能服务器，但其实有一个问题同样值得关注：这些人工智能处理器如何接收真实世界的数据？数据源越来越多地被导入电子消费品、汽车、建筑物和社区中的传感器和摄像头，降低这些传感器的功耗是模拟设计的一个主要挑战。

许多IoT传感器，尤其是远程或电池供电的传感器，需要能够保持超低功耗的状态，但是在检测到突发事件时，又需要能够提升至更高的功耗状态。这样，数据传感就要求启用逻辑以及时钟被打开并且处于稳定状态。此外，IoT传感器可以通过Local Processing来决定数据应该传输到服务器还是传感器的Hub来节省电能。但毫无疑问，无论是无线传输还是有线传输，数据传输都会消耗电能。硅谷数模最新的处理方式是，在显示定时转换器中采用先进的Power Modes和Local Processing技术，来进一步降低功耗。

模拟技术所能创造的一个关键价值还在于：高速I/O需要有先进的模拟技术来做支撑。硅谷数模的产品主要是针对显示、连接和USB-C端口控制器，模拟技术能够确保在长距离传输的情况下，芯片间可靠地传输大量的高速数据，这其中，虽然信号本身是数字的，但实际的信号则需要先进的模拟技术来确保其通信的可靠性。

三大方向迎来增长

硅谷数模自2002年成立以来，一直致力于高速模拟/混合信号芯片的研发和设计。其首款产品是针对网络通信的，包括ethernet 10Base-T和用于XAUI 10Gbit ethernet的6.25 Gbps Serializer/Deserializer (SerDes)。近年来，研发重点逐渐由这些高速技术向热门的产品进行转移。消费者现在可以购买带有I/O接口的电脑和智能手机，其数据传输速率远远超过了以前在通信领域使用的数据传输速率。一个非常显著的变化是，从今年开始，许多PC厂商开始采用运行速度为10Gbps的USB 3.1 Gen2，而速度更快的是Thunderbolt和USB 4接口，运行速度可达20Gbps。这些高速I/O均采用了先进的模拟技术，诸如用连续时间线性等化 (CTLE)和决策反馈等化(DFE)在传统的铜线上传输数据和视频。通信行业正在以56Gps和112Gbps的长距离SerDes Silicon向前迈进，将继续对模拟IC产生巨大需求。

还有一个大的进展是，硅谷数模开始在主流I/O上采用了Power delivery技术。当下，USB充电在智能手机上无处不在，USB功率的传输可达到100W，能够为更多的新设备进行充电。这对于IT商旅人士来说是个再好不过的消息了，未来许多带有USB-C接口的设备可以通过该接口发送或接收电能。

带有显示功能的智能终端越来越普遍，往往结合了高分辨率显示器和交互式触摸功能。硅谷数模在TCON以及显示驱动技术方面耕耘多年，Michael Ching表示，一个令人兴奋的趋势就是In-Cell Touch技术的引入。通过该技术，触摸传感元件直接制造到显示面板上，通过消除单独的触摸层、覆盖玻璃和组装过程，将显著降低显示器的成本。除此之外，In-Cell Touch还可以减轻移动显示器的重量，并通过更高的透射率降低功耗。

中国发展模拟技术重在人才、生态系统和标准体系

谈及中国在模拟技术方面的发展，Michael Ching表示，挑战主要是人才的吸纳和生态系统的构建。模拟设计仍然是一门需要有丰富经验的“艺术”。目前，大多数领先的制造企业都在境外。中国工业面临的挑战是通过在大学阶段，加强理论知识的学习以及增加实训来培养更多的模拟设计工程师。

此外，模拟技术发展还面临着建立标准体系的挑战。模拟IC行业的快速发展要求这些芯片在无线、有线、电力传输等应用领域遵循已经验证的标准，为各种应用程序提供稳定的互操作性。在生态系统的构建方面，标准化的数据格式、更低的成本和采用主流的IoT传感元件等都是必由之路，也将推动下游人工智能应用和数据处理硬件的进一步发展。