Чтобы ответить на эти вопросы, следует проанализировать, какую новую продукцию предложили в прошлом году крупные компании, специализирующиеся на аналоговых полупроводниковых компонентах. В целом, этот анализ касается прошлогодней продукции таких компаний как Analog Devices, Texas Instruments, Linear Technology, Maxim Integrated Products и Intersil.

Предположение об усложнении новых изделий

Новая продукция на рынке аналоговых компонентов свидетельствует о масштабных изменениях в типах ИС, которые компании производят и приобретают. Оффшорное производство, в частности, и глобализация, в целом, вынудили традиционные аналоговые компании пойти по пути снижения усилий на разработку новых стандартных компонентов, в т.ч. операционных усилителей и преобразователей данных, занявшись специализированными аналоговыми и цифро-аналоговыми устройствами. В то же время в Северной Америке и Европе число начинающих компаний, специализирующихся на мелко- и среднесерийной продукции для конечного пользователя, уменьшилось.

Большая часть специалистов по аналоговой продукции, которые прежде работали на эти стартапы, перешли на работу в крупные полупроводниковые компании в качестве проектировщиков кристаллов или инженеров по применению.

Как бы то ни было, проектирование внешнего интерфейса, который идеально обеспечивал бы сопряжение датчика с АЦП, всегда было непростой задачей. Поскольку требования к конечной продукции и стандартным аналоговым компонентам становятся жестче с каждым поколением приборов, эта задача только усложняется. Вот почему получили широкое распространение компании, специализирующиеся на интеграции множества функций в одном кристалле.

Метод анализа пресс-релизов

Для проверки предположения о том, что проектирование кристаллов с высокой степенью интеграции вытесняет разработку традиционных аналоговых компонентов, были проанализированы пресс-релизы о новой продукции за период с января по ноябрь 2011 г. пяти производителей полупроводников – Analog Devices, Intersil, Linear Technology, Maxim Integrated Products и Texas Instruments.

На веб-сайтах этих компаний хранятся архивы пресс-релизов новой продукции. Автор исследования свел эти данные в пять таблиц, указав даты выпуска, номера компонентов, основные параметры и описания. Данные об устройствах с «традиционной» функциональностью представлены на синем фоне, а все «новые» компоненты – на желтом фоне.

В таблицах указаны только те изделия, выпуск которых сопровождался пресс-релизом. Например, в прошлом году TI произвела 600 новых компонентов, 75 из которых были преобразователями данных. В таблицу новой продукции этой компании вошли только те продукты, о которых сообщалось в соответствующих пресс-релизах. 

Отдельный случай – продукция Linear Technology. Архив пресс-релизов на ее сайте не старше полугода, поэтому для восстановления полной картины данные были экстраполированы на недостающий промежуток времени.

В таблице новой продукции TI не учтены изделия National Semiconductor, которую TI приобрела в сентябре прошлого года. В то же время, согласно данным Data Beans, аналоговая продукция National добавила всего 3% к 22% TI, поэтому исключение этих изделий заметно не исказило общей картины.

Может возникнуть вопрос о том, что считать «аналоговыми» ИС. В указанные таблицы вошли все компоненты, которые относятся к категории классических «аналоговых» компонентов: микросхемы для промышленного применения (в т.ч. для автомобильной электроники и медицинских приборов), а также РЧ-устройства, исключая некоторые цифровые понижающие преобразователи и т.д.

В таблицы не вошли микросхемы управления питанием, хотя можно, например, считать, что LDO-регулятор выполняет аналоговую функцию. В результате была отчасти недооценена продукция компании Linear Technology, у которой имеется явно выраженная специализация на устройствах по управлению питанием. С другой стороны, такой подход, в котором не было учтено множество компаний со специализацией исключительно на ИС управления питанием, упростил задачу выборки. 

В таблицах достаточно полно отражена та продукция пяти полупроводниковых компаний, считающихся самыми крупными игроками на рынке аналоговых и цифро-аналоговых компонентов, которую они сочли наиболее значимой в 2011 г.

TexasInstruments

В 2011 г. компания Texas Instruments выпустила 22 пресс-релиза, посвященных аналоговой продукции (см. табл. 1). К стандартной категорию изделий можно отнести 13 продуктовых семейств, а 9 новых изделий – к нестандартной и высокоинтегрированной продукции. В число стандартных компонентов вошло 4 операционных усилителя, 3 ЦАП, 5 АЦП и датчик температуры с цифровым выходом.  

Новая продукция Texas Instruments в 2011 г.

К наиболее сложным изделиям относятся усилитель класса G с цифровым входом для наушников; усилитель класса D для телевизоров с большим экраном и комплексов акустических систем; аудиокодек, в который интегрированы блоки ЦАП, АЦП и ФАПЧ; комплект разработчика для 2,4-ГГц чипсетов беспроводных наушников; семейство устройств субгигагерцового диапазона с трансивером, приемником и передатчиком; еще один комплект разработки ячеистых сетей субгигагерцового диапазона; субгигагерцовый РЧ-усилитель; NFC-приемник для контроля беспроводной зарядки аккумуляторной батареи;  для увеличения эффекта пространственного разделения динамиков планшетов и ТВ с большими экранами.

Analog Devices

Из 35 анонсов Analog Devices о новой продукции 17 относятся к стандартным аналоговым компонентам, а 18 – к более сложным и заказным изделиям для специализированных приложений (см. табл. 2). Среди новой продукции – 8 инструментальных усилителей и усилителей датчиков, 2 ЦАП, 4 АЦП, семейство МЭМС-гироскопов, активный выпрямитель и 2 РЧ-трансивера для систем промышленного контроля.

Новая продукция Analog Devices в 2011 г.

Сложная заказная продукция оснащена HDMI-передатчиком и двухканальным приемником для переносных устройств, а также внешним аудио/видео-интерфейсом HDMI, МЭМС-микрофоном, широкополосными смесителями, работающими в диапазоне 700–2800 МГц, двухосевым МЭМС-акселерометром повышенной прочности для применения в скважинах, радиоприемниками системы с разнесением ПЧ, АЦП, оптимизированными для работы с базовыми станциями сотовой связи, и внешним интерфейсом АЦП с полосой пропускания 5 ГГц и др.

Уникальность компании Analog Devices – в ее специализации на МЭМС. Следует заметить, что для создания прецизионного МЭМС-гироскопа используется высокочувствительная электроника.

Linear Technology

В пресс-релизах об аналоговой продукции Linear Technology сообщается о 17 стандартных изделиях, в т.ч. 14 АЦП, ОУ, шинных буферах и идеальных диодах (см. табл. 3). К изделиям с высокой интеграцией относятся синтезатор, работающий с целочисленным коэффициентом деления, и токочувствительные усилители с внутренним источником опорного сигнала и компаратором. Компания также выпустила такой инновационный продукт как высоковольтную систему мониторинга батарей – микросхему LTC6803.

Новая продукция Linear Technology в 2011 г.

Диапазон «силовых» устройств компании простирается от выравнивающих устройств для мтекп батарей до устройств для сбора энергии и DC/DC-модулей. Специализация Linear Technology указывает на то, что большая часть аналоговой продукции переходит из категории «стандартная» в категорию «усовершенствованная». Linear, у которой гораздо меньше ресурсов, чем у Analog Devices и TI, специализируется на микросхемах, характеризующихся высокой рентабельностью и длительным жизненным циклом.

По словам Роберта Свонсона (Robert Swanson), основателя Linear, компания и в дальнейшем будет работать в сегменте автомобильной электроники и связи (оборудование для базовых станций 3G, 4G, LTE).

MaximIntegrated Products

Maxim призывает работать инженерные коллективы с такой интенсивностью, чтобы еженедельно производить одно новое изделие. Однако не обо всей новой продукции этой компании становится известно из пресс-релизов.

К шести классическим аналоговым изделиям Maxim образца 2011 г. относятся токочувствительный усилитель, 3 ОУ, малошумящий усилитель для GPS и трансивер IO-Link (см. табл. 4). 5 усовершенствованных изделий компании включают стереоаудиокодек; внешний интерфейс/модем для PLC-систем стандарта P1901.2; датчики общего освещения; чипсет SERDES для передачи видео- и аудиоданных по витой паре; СнК для измерения расхода электроэнергии в системах промышленного контроля.

Новая продукция Maxim в 2011 г.
 

Некоторые из перечисленных изделий предназначены для генерации, передачи и распределения электроэнергии в интеллектуальных энергосистемах. Специализация Maxim в этом сегменте напоминает приверженность Linear рынку автомобильной электроники.

Intersil

Intersil являет собой наиболее удивительный пример компании, которая внимательно следит за появлением новых рынков аналоговой продукции, выпуская соответствующие заказные кристаллы. Это не значит, что руководство компании делает ставку на данные изделия. Но если Intersil получает хорошую возможность, она ее использует на все 100%. Примером тому может служить чипсет, выпущенный этой компанией для передачи аналогового видеосигнала с камер наблюдения по сети Ethernet на витой паре или чипсет для отправки видеоданных с IP-камер по коаксиальному кабелю.

В 2012 г. появятся и другие необычные изделия от этой компании, поддерживающие передачу видеоданных в системах безопасности. Однако в 2011 г. Intersil стала активно заниматься стандартными аналоговыми компонентами, включая ИОН, ОУ, аудиоусилители класса D и АЦП (см. табл. 5).

Новая продукция Maxim в 2011 г.
 

Выводы

Таким образом, 62 из всех пресс-релизов компаний относятся к стандартной аналоговой продукции с привлекательными характеристиками, 36 пресс-релизов – к компонентам с высокой степенью интеграции, выполненных на заказ для вертикальных сегментов. Это значит, что на рынке имеется достаточно большой спрос на «классическую» аналоговую продукцию.

Однако многие из этих новых стандартных компонентов имеют меньшие размеры, энергопотребление и более низкую стоимость по сравнению с давно существующими устройствами, которые обеспечивают примерно ту же производительность.

В целом можно утверждать, что закон Мура не распространяется на аналоговые изделия до тех пор, пока разработчик кристаллов не добавляет цифровые блоки обработки сигнала в аналоговую цепь. Более половины новой продукции, анонсированной в прошлом году, возможно, указывает именно на такой путь ее дальнейшего совершенствования.