模擬和數(shù)字的未來是否會融為一體?
TI CTO Ahmad Bahai就2013年模擬技術(shù)趨勢的幾個問題回答了Electornic Design記者的提問,以下是文字實錄:
談及芯片的集成度究竟會達(dá)到何種程度的問題時,Ahmad Bahai表示,模擬集成在不同的領(lǐng)域會有不同的情況,同時集成也分為單芯片集成和SIP(系統(tǒng)封裝)、模塊級的集成。“有時,我們是為了易用性,有時卻是為了性能而進(jìn)行集成?!彼硎尽<蛇€有一個層面的意義,那就是研發(fā)時間和費用。一個包含高性能模擬模塊的SoC需要大量的投入,而一個SIP的研發(fā)則最大限度地降低了風(fēng)險和成本,也較容易開發(fā)家族性的產(chǎn)品。大多數(shù)情況下,集成并不一定意味著單芯片的集成,模塊集成的趨勢也在增長。而在需要追求性能的情況下,集成方式的選擇就顯得尤為重要了。對于那些成本驅(qū)使的集成,通常用于高集成度的應(yīng)用,如移動設(shè)備等,這就要看是因為數(shù)字芯片的需求、Time-to-market的周期需求甚至客戶的要求等因素來決定集成度了。
所有這些集成的途徑都在向前發(fā)展,但是有不同的路徑和程度。其中成本驅(qū)使型的集成發(fā)展是最迅速的,而性能驅(qū)使性的發(fā)展并不是那么迅速。
對于未來市場到底是通用性芯片主導(dǎo),還是不同市場有其特定的解決方案這個問題,Ahmad Bahai表示,TI在醫(yī)療、音頻、汽車和其他領(lǐng)域都有強大的解決方案體系,尤其是汽車領(lǐng)域?!霸谀M和混合信號甚至數(shù)字領(lǐng)域,你真的需要有一套特定的解決方案來建立一套ASSP產(chǎn)品體系?!?Ahmad Bahai表示,“我并不認(rèn)為我們就不需要開發(fā)高性能的標(biāo)準(zhǔn)通用性產(chǎn)品了。” Ahmad Bahai強調(diào),從業(yè)務(wù)和市場的角度看,高性能的標(biāo)準(zhǔn)模擬模塊仍然被需要。
對于目前業(yè)內(nèi)高電壓部分新興的III-V材料(如GaN、SiC等)TI是否感興趣的問題,Ahmad Bahai表示,由于這類材料有著抗高壓、高頻開關(guān)、高溫這三種特性,非常適用于離線應(yīng)用、馬達(dá)驅(qū)動或數(shù)據(jù)中興等。所以TI對此也非常感興趣,并已經(jīng)通過多種途徑投入這些材料的應(yīng)用研究。
Ahmad Bahai還指出了2013值得期待的三個領(lǐng)域。他援引古話“未來很難預(yù)測,除非你去創(chuàng)造”來表示,TI已經(jīng)準(zhǔn)備好做一個創(chuàng)造者。這三個領(lǐng)域分別是電源管理芯片小型化、MEMS和智能傳感器市場。他指出,電源管理芯片的發(fā)展已經(jīng)落后于信號鏈相關(guān)芯片好多年了,2013年電源管理芯片的功率密度將會有驚人的提升,這對于很多領(lǐng)域都很關(guān)鍵。而對于MEMS市場來說,盡管在消費、基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域技術(shù)都已經(jīng)很成熟了,這些設(shè)備仍然對模擬前端和集成方面有著特殊的需求,預(yù)計不久將會出現(xiàn)很多集成模擬前端的MEMS。由MEMS催生的智能傳感器市場,如MEMS加模擬前端再加上為控制器組成的嵌入式傳感器,正逐漸成為一個熱門的領(lǐng)域,但僅僅是在技術(shù)層面,所以Ahmad Bahai稱其為“零億美元市場”,“因為這個市場看起來很熱門,但是還沒有廠商從中獲得很大的利潤。”
在數(shù)字領(lǐng)域,所有的處理器、應(yīng)用處理器和DSP等都被推向多核架構(gòu)這一浪潮,自然而然地,摩爾定律不太行得通了,尋找新的材料和設(shè)備成為出路。實際上,在22nm時代。很多主流的數(shù)字公司都開始用III-V材料代替CMOS來提高產(chǎn)品性能及減少漏電。但是在數(shù)字芯片中的模擬部分,由于芯片強調(diào)多核,所以功率管理器件設(shè)計比以前難得多,這些處理器中的電源管理模塊的越來越重要,電源管理模塊和大型數(shù)字芯片、多核交匯的領(lǐng)域?qū)τ谀M功率管理來說是一個十字路口。很多創(chuàng)新技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了,如FinFET等。
對于模擬和數(shù)字的未來是否會融為一體,Ahmad Bahai表示,對于片上系統(tǒng)來說,模擬和數(shù)字同的共存會長期延續(xù);此外,模擬技術(shù)需要與數(shù)字協(xié)同配合才能提升數(shù)字的性能,不是因為必須集成才將模擬和數(shù)字捆綁在一起,而是兩者會形成互補,Ahmad Bahai稱其為“親密相處”;最后,也是未來的趨勢,當(dāng)數(shù)字到了需要傳輸、轉(zhuǎn)移千兆赫茲或千兆比特的的信號時,及時那些信號被認(rèn)為是數(shù)字信號,但實際上卻是模擬的,因為純凈的0和1已經(jīng)不存在了。例如低電壓微分信號,雖被認(rèn)為是數(shù)字的表現(xiàn)形式,但實際上卻是模擬的信號,因為在通過銅線、PCB或在芯片內(nèi)部的傳輸和轉(zhuǎn)移,0和1被完全扭曲了?!八?,到了一定的頻率和性能的層面,數(shù)字信號看起來很像模擬信號,你處理他們的時候,不會再當(dāng)做簡單的0和1來處理?!?Ahmad Bahai表示。
隨著模擬的集成度越來越高,datasheet再也不是信息主要來源,對于datasheet的轉(zhuǎn)型問題,Ahmad Bahai認(rèn)為,從客戶方面得到的反饋是,他們越來越關(guān)注完整的解決方案而不是單個元器件的datasheet,TI總是傾向于提供完整的解決方案給客戶,讓客戶更加得心應(yīng)手。TI提供的WEBENCH設(shè)計環(huán)境可以讓客戶不用費力去讀datasheet就能很好地做出一套解決方案。
Ahmad Bahai目前為TI模擬事業(yè)部CTO,同時也是Kilby實驗室及德州儀器硅谷實驗室負(fù)責(zé)人,他是多載波擴(kuò)頻理論的共同發(fā)明人,該技術(shù)目前被用于包括4G、電力線通信等多種現(xiàn)代通信系統(tǒng)中。Ahmad Bahai與2011年成為IEEE高級會員。