從1958年第一顆集成電路發(fā)明到現(xiàn)在,IC已經(jīng)走過(guò)了50多年的歷史,隨著半導(dǎo)體工藝的技術(shù)的飛速發(fā)展,在一顆集成電路上集成數(shù)十億個(gè)晶體管已經(jīng)不是難事,對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō),難的是如何讓自己的IC差異化,能給系統(tǒng)廠(chǎng)商帶來(lái)更多的好處,這里,結(jié)合領(lǐng)先半導(dǎo)體廠(chǎng)商的做法,總結(jié)三個(gè)IC設(shè)計(jì)差異化的趨勢(shì)。高集成由于IC封裝的變化要遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于IC技術(shù)的發(fā)展,所以,隨著工藝技術(shù)的發(fā)展,很多廠(chǎng)商選擇用高集成來(lái)實(shí)現(xiàn)差異化,這方面領(lǐng)軍的企業(yè)有TI、高通、博通、MTK等等,要實(shí)現(xiàn)高集成,一個(gè)關(guān)鍵條件是公司必須有大量的IP儲(chǔ)備,并有成熟的經(jīng)驗(yàn)積累,這樣,通過(guò)高集成讓自己的產(chǎn)品在尺寸、功耗以及成本上領(lǐng)先對(duì)手,然后通過(guò)封裝形成差異化,例如,TI最近就推出了五合一的WiLink™ 8.0 產(chǎn)品系列,用45nm單芯片解決方案集成了五種不同的無(wú)線(xiàn)電,把 Wi-Fi®、GNSS、NFC、藍(lán)牙 (Bluetooth®) 以及 FM 收發(fā)集成在一顆芯片上,WiLink 8.0 架構(gòu)支持這些技術(shù)的各種組合,可幫助定制解決方案充分滿(mǎn)足所有移動(dòng)市場(chǎng)的獨(dú)特需求與價(jià)格點(diǎn)要求。每款不同的芯片不但采用可直接安裝在 PCB 上的緊湊型 WSP 封裝,而且還整合了所有所需的 RF 前端、完整的電源管理系統(tǒng)以及綜合而全面的共存機(jī)制。在系統(tǒng)層面,與傳統(tǒng)多芯片產(chǎn)品相比,該五合一 WiLink 8.0 芯片可將成本降 60%,尺寸縮小 45%,功耗降低 30%。博通也是高集成的能手,例如其新推出的BCM53600系列是目前全球集成度最高的1G EPON單芯片系統(tǒng)(SoC),將交換器、PHY、CPU、EPON MAC、話(huà)音DSP這5種器件的功能集成到單個(gè)器件中,還包括軟件開(kāi)發(fā)工具包(SDK),極大地降低了系統(tǒng)成本和功耗。還有的廠(chǎng)商如NXP等,通過(guò)給MCU集成更多接口來(lái)實(shí)現(xiàn)了差異化,在A(yíng)RM內(nèi)核MCU中也形成了自己的差異化特色,也是不多的選選擇,不過(guò)玩高集成是有一定門(mén)檻的,一個(gè)是要有大量的成熟IP、另外要有自己的專(zhuān)利技術(shù),并且這類(lèi)產(chǎn)品的覆蓋用戶(hù)群比較大,這種模式適合大型的IC設(shè)計(jì)公司玩。芯片模塊化隨著工藝技術(shù)的發(fā)展,IC的尺寸越來(lái)越小,有些廠(chǎng)商選擇用模塊化來(lái)實(shí)現(xiàn)差異化,例如村田,把自己的優(yōu)勢(shì)的MLCC技術(shù)與無(wú)線(xiàn)技術(shù)結(jié)合,推出了體積超小的藍(lán)牙wifi模塊,這些模塊被蘋(píng)果手機(jī)采用。另外,針對(duì),目前醫(yī)療電子便攜化的趨勢(shì),村田也推出了針對(duì)醫(yī)療電子數(shù)據(jù)傳輸?shù)腂LE(低功耗藍(lán)牙)模塊和提升生活品質(zhì)的負(fù)離子發(fā)生器模塊,該負(fù)離子發(fā)生器結(jié)構(gòu)緊湊高效,是業(yè)內(nèi)離子發(fā)生量最大的一款產(chǎn)品,為了使產(chǎn)品更模塊化,更容易的嵌入到設(shè)備中,村田把離子發(fā)生器與驅(qū)動(dòng)電源連接到了一起。圖1 負(fù)離子發(fā)生器工作演示在2012年慕尼黑上海電子展上,村田公司將現(xiàn)場(chǎng)展示這一產(chǎn)品,屆時(shí),參觀(guān)者可以親眼目睹其效果。芯片模塊化的另個(gè)例子是電源模塊,Vicor公司的電源模塊就是利用其旗下Picor公司的電源管理IC提升了電源模塊的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),Picor近日推出了具備智能功能熱插拔/電路斷路器控制器Cool Switch,這個(gè)產(chǎn)品通過(guò)模擬具體使用MOSFET的瞬態(tài)熱性能來(lái)保護(hù)MOSFET,來(lái)作相應(yīng)的控制、啟動(dòng)和熱循環(huán), 以確保在任何負(fù)載條件下的安全操作限制,這個(gè)創(chuàng)新的保護(hù)方案在2012年慕尼黑上海電子展上也會(huì)展出,屆時(shí)可以了解詳細(xì)信息。以上芯片模塊化例子給我們的啟發(fā)是,IC廠(chǎng)商是不是可以考慮通過(guò)模塊化的方式來(lái)給系統(tǒng)廠(chǎng)商提供更多的價(jià)值呢?三、用定制芯片應(yīng)對(duì)“軟件差異化”的同質(zhì)化中國(guó)有語(yǔ)成語(yǔ)叫“矯枉過(guò)正”,用它形容目前電子業(yè)界對(duì)軟件差異化價(jià)值的追捧最為恰當(dāng)---從最早注重硬件設(shè)計(jì)到現(xiàn)在大幅地向軟件傾斜每個(gè)公司都大談自己的軟件工程師的比例來(lái)看,對(duì)軟件的差異化有點(diǎn)傾斜過(guò)度了,這又造成了“軟件差異化”的同質(zhì)化---很多公司對(duì)軟件差異化的理解僅限于UI的重新設(shè)計(jì)、通過(guò)軟件去實(shí)現(xiàn)大量功能等,這一方面增大了軟件工程師的工作量,另一方面也給主控硬件造成負(fù)擔(dān),反而影響了某些用戶(hù)體驗(yàn)。那么,如何實(shí)現(xiàn)差異化設(shè)計(jì)?如何平衡軟硬件的功能?業(yè)內(nèi)人士的看法是用定制芯片把系統(tǒng)廠(chǎng)商的一些關(guān)鍵IP放入到單芯片中,這樣,既幫助系統(tǒng)廠(chǎng)商解決了軟件工作量也形成了差異化,例如LSI的Axxia通信處理器,系統(tǒng)廠(chǎng)商就可以實(shí)現(xiàn)非常自由的定制。例如在下面的AXM2502處理器中,LSI利用虛擬管道技術(shù),可以在芯片中任意增加系統(tǒng)廠(chǎng)商需要的功能以及接口,實(shí)現(xiàn)了極大的靈活性和差異化。這給我們的啟發(fā)是IC廠(chǎng)商要和系統(tǒng)廠(chǎng)商有更多的深入合作,不能僅停留在提供技術(shù)支持、方案支持方面,在了解系統(tǒng)廠(chǎng)商需求方面,慕尼黑上海電子展是個(gè)不錯(cuò)的平臺(tái),2011年有9場(chǎng)創(chuàng)新技術(shù)論壇,吸引了一汽上汽等很多系統(tǒng)廠(chǎng)商大型企業(yè)演講,2012年有12個(gè)創(chuàng)新技術(shù)論壇,分別為國(guó)際際汽車(chē)電子創(chuàng)新論壇、國(guó)際新能源汽車(chē)創(chuàng)新論壇、國(guó)際汽車(chē)測(cè)試創(chuàng)新論壇、國(guó)際電力電子創(chuàng)新論壇、國(guó)際LED創(chuàng)新論壇、國(guó)際通信創(chuàng)新論壇、國(guó)際醫(yī)療電子創(chuàng)新論壇、國(guó)際便攜技術(shù)創(chuàng)新論壇、國(guó)際嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)新論壇、國(guó)際連接器創(chuàng)新論壇、國(guó)際線(xiàn)束創(chuàng)新論,壇、國(guó)際綠色制造創(chuàng)新論壇。有一汽、上汽、長(zhǎng)安汽車(chē)、華為、GE、飛利浦照明、臺(tái)達(dá)、中航光電等多家系統(tǒng)廠(chǎng)商現(xiàn)場(chǎng)演講,分享汽車(chē)電子、通信、醫(yī)療、照明領(lǐng)域的需求,是了解系統(tǒng)廠(chǎng)商需求的最好時(shí)機(jī),