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大咖談國產(chǎn)模擬IC創(chuàng)新:從EDA、信號鏈,到大功率功放、CPU大電流電源芯片…

lPCU_elecfans ? 2021-10-08 15:46 ? 次閱讀
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“浣沙淘金,模擬論芯”,2021年9月28日,由全球知名電子科技媒體<電子發(fā)燒友>主辦的2021第三屆中國模擬半導體大會在中國深圳成功舉辦,在本次大會上,來自華大九天、芯??萍?/u>、昱盛電子、長工微、晶華微、美新半導體等知名企業(yè)領導和行業(yè)專家?guī)砹司史窒怼?/span> 模擬半導體技術(shù)對人才的經(jīng)驗積累要求更高,電子發(fā)燒友總經(jīng)理張迎輝在致詞的時候表示,國際的模擬半導體技術(shù)的發(fā)展時間,遠比中國半導體公司要早,經(jīng)過大半個世紀的積累,他們在人才培養(yǎng)和技術(shù)積累上更有優(yōu)勢,國內(nèi)模擬半導體公司則遇到了人才培養(yǎng)和產(chǎn)品創(chuàng)新的挑戰(zhàn),企業(yè)成長不易。 36064940-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png圖:電子發(fā)燒友總經(jīng)理張迎輝 不過隨著科創(chuàng)板的設立,以及政策的支持,不少優(yōu)秀的模擬半導體公司成功IPO,獲得逆襲,電子發(fā)燒友的中國模擬半導體大會已經(jīng)舉辦到第三屆,過去有很多公司通過參加中國模擬大會,被科創(chuàng)資本了解并成功獲得融資,也有企業(yè)的芯片被工程師所認可而設計應用到更多產(chǎn)品中。

華大九天梁艷:全流程工具助力電源管理芯片設計方法學創(chuàng)新

EDA作為廣泛應用于整個IC產(chǎn)業(yè)鏈的軟件系統(tǒng),直接影響到芯片性能、質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及成本,可以說沒有EDA就沒有IC產(chǎn)業(yè)。移動通信、IoT和汽車等應用不僅為電源管理芯片帶來的強勁的需求,也帶來了集成化和高效能等挑戰(zhàn)。華大九天高級項目經(jīng)理梁艷分享了華大九天作為一站式EDA及相關服務提供商,如何以全流程工具應對這些挑戰(zhàn)。 366773fa-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png圖:華大九天高級項目經(jīng)理梁艷 華大九天的Empyrean Aether提供了一個高效芯片設計分析平臺,擁有EDIF、SPICE和GDS等接口,助力設計流程平滑遷移,其工藝模型及PDK定制化能力可支撐設計方法進行創(chuàng)新。而高速高精度仿真驗證工具Empyrean ALPS擁有豐富的仿真產(chǎn)品線,滿足用戶在精度和速度上的多樣性需求,根據(jù)自研的SMS Plus引擎,解決高壓模型收斂性的難題。 Empyrean Argus是華大九天推出的可適配版圖分析驗證工具,功能覆蓋了DRC檢查、LVS檢查等Mask準備等應用,目前獲得了代工廠的認證,并通過了大量的tape out驗證。而在版圖設計早期,獲知寄生參數(shù)可以排除寄生問題帶來的影響,華大九天為此推出了寄生參數(shù)提取工具Empyrean RCExplorer,可以完成3D/2.5D的寄生參數(shù)提取,滿足工藝開發(fā)和后仿應用。版圖可靠性分析工具Empyrean Polas,可以做到對導通電阻、EM/IR-drop和Gate On/off延遲的高精度分析,幫助用戶計算和預測功率損耗和死區(qū)時間等參數(shù),從而指導版圖優(yōu)化。

芯海王偉:感知世界聚焦信號鏈技術(shù)創(chuàng)新

感知與交互一直是智能設備變化的核心,預計2021年,帶有傳感交互的終端占比達到55%。而信號鏈則是精準感知和交互的基礎,根據(jù)國外機構(gòu)統(tǒng)計,2023年信號鏈需求達120億美元,但幾乎被TI等國外品牌壟斷。面對這個空間巨大而差距顯著的模擬鏈市場,芯??萍际袌鼋?jīng)理王偉分享了芯??萍际侨绾卧谛盘栨溂夹g(shù)上創(chuàng)新的。 36de5cb8-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png芯海市場經(jīng)理王偉 隨著市場與技術(shù)的不斷變化,模擬信號鏈如今面臨著三大挑戰(zhàn)。智能可穿戴設備的興起,將產(chǎn)品體積不斷減小,但傳感器的數(shù)目仍在逐步增加。其次,氣體、壓力和電流等傳感器信號也給信號鏈的設計帶來了困難。最后,不同的測量精度與速度提出了不同的需求。 以電化學信號測量為例,在傳統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)中,多器件的外圍電路不僅增大了體積,也影響了生產(chǎn)一致性,而芯海的信號鏈MCU,省掉了外圍電路,做到集成化。而在傳統(tǒng)光電信號測量的離散時間采樣ADC中,開關電容電荷會反沖至傳感器,芯海為此設計了CTSD ADC,采用電阻輸入降低放大器需求,也更容易實現(xiàn)高工作頻率。 ADC的技術(shù)可分為兩個大類,分別是基于超采樣以及基于奈奎斯特頻率,還可以分為SAR、SDM、SLOPE等多個小類,如此多的分類也證明了沒有一種ADC是完美的。ADC的設計就是一個平衡的過程,在分辨率、速度和功耗等參數(shù)上做取舍。而芯海的ADC設計持續(xù)追求更優(yōu)的FoM,做到更低的功耗、更高的速度和SNDR,同時實現(xiàn)更高的性價比。芯海作為國內(nèi)少數(shù)覆蓋了ADC和MCU的公司,未來會把工業(yè)和汽車領域作為重點投入方向。

昱盛電子陳文彥:大功率功放的應用與未來趨勢

在會上,昱盛電子資深經(jīng)理陳文彥帶來《大功率功放的應用與未來趨勢》主題演講。大功率功放主要應用在藍牙音箱、拉桿音箱、Soundbar、智能音箱、平板電視、PA等消費場景上,此外還有后裝車用功放、電子琴節(jié)拍器等。 372dc1fe-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png圖:昱盛電子資深經(jīng)理陳文彥 不同的應用都有著不同的設計考慮,以平板電視為例,由于具備影像等功能,TV系統(tǒng)整體較為復雜。陳文彥提到,對平板電視來說功率不是越大越好,平板電視在先天物理上已經(jīng)限制了聲音,如果做大功率反而會出現(xiàn)音質(zhì)渾濁、破音的情況。因此平板電腦在設計時既要滿足規(guī)格還要考慮播放時不能跟腔體產(chǎn)生共振,一旦出現(xiàn)共振會抵消功率,也會出現(xiàn)雜音。平板電視每個通道的功率大概在10w以下,在設計時主要著重在功率、品質(zhì)上的均衡,如果要實現(xiàn)大功率輸出,一般都會搭配Soundbar使用。 37817074-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png ?陳文彥認為大功率功放在音箱領域?qū)⒊韵氯齻€方向發(fā)展:音質(zhì)要求提升、高階機型數(shù)字化、系統(tǒng)復雜度增加。大功率功放市場正迎來了新的發(fā)展趨勢,同時也帶來了技術(shù)上的挑戰(zhàn),一是大功率功放芯片需求增長,系統(tǒng)電源功率需求以及質(zhì)量也更加嚴苛;二是數(shù)字音源接口占比提升;三是簡化系統(tǒng)設計,例如具備展頻設計以降低EMI、提供多路功放芯片并聯(lián)能力等。 針對大功率功放的趨勢和挑戰(zhàn),昱盛電子推出響應的產(chǎn)品和方案,包括大功率音箱D類功放芯片,以及大功率音箱整體功放/電源方案。陳文彥介紹,大功率音箱D類功放芯片可做到30Wx2立體聲,并接成60W的單通道,或者50Wx2立體聲,并接成80W的單通道。例如的D類音頻放大器VA2218,可實現(xiàn)30Wx2立體聲,適用于藍牙音箱、TV等產(chǎn)品。未來將基于VA2239、VA2218進行升級改版,方便客戶后期設計,預計在2022年上半年會推出VA2260、VA2261相關產(chǎn)品。

長工微馮博:CPU大電流多相電源解決方案

在會上,長工微市場總監(jiān)馮博帶來了《CPU大電流多相電源解決方案》的主題分享,馮博表示,服務器需求增長使CPU對電流要求提升,2020年全球服務器出貨量達到1200萬臺,云計算、數(shù)據(jù)中心、AI服務器需求增長迅速,CPU、DPU電流高達1000A,而目前大電流多相電源芯片國產(chǎn)化率為零。 37d56e0e-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png圖:長工微市場總監(jiān)馮博 單相無法達到服務器對大電流的需求,比如服務器要實現(xiàn)200-500A的供電,需要6相控制器來實現(xiàn),馮博進一步解釋,為什么需要多相電源解決方案,因為多相可以滿足CPU負載對電流的持續(xù)則增加的需求,比如Intel服務器CPU負載電流,最早需要的最大電流是228A,后來提升到395A,再到452A,這就需要八相的電流解決方案。 38353e2e-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png ?多相電源芯片有多方面優(yōu)點,包括可適應持續(xù)增加的大負載應用需求;可降低輸出電壓紋波;濺灑紅電感的體積和高度;減少輸入電容等。當然也存在設計難點,比如CPU對電壓控制的精度和穩(wěn)定性要求極高等;與CPU之間高速且復雜的通訊需求等。 長工微專注于提供大電流電源解決方案,在本次會議上,馮博介紹了長工微本月新推出的八相電源解決方案IS6201A,該方案支持多家CPU的通訊協(xié)議,包括所有國內(nèi)CPU,該芯片的開關頻率微2MHz,具有全部保護功能,內(nèi)置MTP,可以多次燒錄存儲不同程序。 389b7072-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png ?據(jù)馮博介紹,IS6201A可與IS6806A、IS6810A和IS6807A結(jié)合應用于不同場景,具有不同特性,比如IS6201A+IS6806A適用于服務器CPU、DDR的60-300A的大電流應用,具有很高的效率;IS6201A+IS6810A適用于服務器CPU、DDR的60-300A的大電流應用,方案面積小,可以做成模塊;IS6201A+IS6807A適用于臺式機,筆記本CPU 30-200A的大電流應用,支持高壓20V輸入,輕載效率高。 大會現(xiàn)場精彩圖38c82996-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png ?393fa548-222f-11ec-82a8-dac502259ad0.png ?

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