模擬信號有啥作用?談談全球模擬芯片的市場
模擬芯片是集成的模擬電路，用于處理模擬信號，并且是處理外界信號的第一關口，所有的數據的源頭都是模擬信號。
一、模擬信號的作用
模擬信號是在時間和幅值上都連續的信號，數字信號則是時間和幅值上都不連續的信號。外界信號經傳感器轉化為電信號后，是模擬信號，在模擬芯片構成的系統里進行進一步的放大、濾波等處理。處理后的模擬信號既可以通過數據轉換器輸出到數字系統進行處理，也可以直接輸出到執行器。
常見的數模混合系統包括：消費領域的手機、個人電腦、數碼相機、麥克風、揚聲器等，工業領域的溫度檢測器、心電圖儀、飛機系統，汽車領域的倒車顯示儀等，模擬芯片無處不在。
（模擬芯片是信號處理必不可少的一環）
信號以電的形式傳遞，根據電流/電壓的強弱分成兩類模擬信號，弱電和強電。信號鏈產品負責對弱電進行處理。電源管理產品主要對強電進行處理，亦處理弱電。
二、全球模擬芯片的市場和發展
1.前十大品牌的市場比重
TI德州儀器是第一個制造出集成電路的公司，在電源管理和運算放大器這兩個領域處于龍頭地位，下游市場集中于工業和汽車電子市場。TI2019年的模擬收入占其IC總銷售額128億美元的80%，占其半導體總收入137億美元的75%。
ADI亞德諾以運算放大器起家，是數據轉換器龍頭，在運放、電源管理的市場份額靠前，目前專注于工業和通信市場。
Infineon英飛凌是著名的汽車電子廠商，在電源管理和功率半導體中排名靠前。
Skyworks思佳訊則是一家專注射頻領域的模擬廠家，射頻芯片巨頭之一，主要客戶為蘋果等消費電子廠商，以及通信設備廠商供貨。
NXP恩智浦、ON安森美、Renesas瑞薩均是實力較強的汽車電子廠商。
Maxim美信則更專注于工業領域
Microchip微芯科技在模擬產品外，較為偏重于數字領域的MCU。
2.本季度交期上漲明顯，價格趨于穩定
據市場分析資料顯示交期上漲最明顯的是開關穩壓器，交期上漲的部分品牌有DIODES，MICROCHIP，RENESAS， ON，ST等，交期均在12周~20+周
其次交期上漲較多的是傳感器，部分品牌有：Panasonic，TE，NXP，Melexis等，其中Melexis的交期在16周-52周。
還有多源模擬/電源交期上漲也居多，部分品牌有：DIODES，ON，ST，RENESAS。
在價格方面，MAXIM的開關穩壓器略有上漲，其他品牌基本平穩。
兩類重要的模擬芯片：信號鏈和電源管理
信號鏈產品主要包括運算放大器和數據轉換器，處理信息交互的需求。
在數模混合的系統中，一個完整的信號處理過程如下：
傳感器：通過傳感器獲取外界原始的物理信號，典型的包括聲音、圖像、溫度、濕度、壓力等，并轉換成為這些物理信號相對應的連續時間模擬信號，典型形式為電壓/電流。
放大器、濾波器：通過由放大器和濾波器構成的信號調理單元對模擬信號進行處理。放大器的作用是將微弱的模擬小信號進行放大，以適配到ADC的滿量程輸入范圍;濾波器的作用主要是對信號進行帶限， 目的是滿足奈奎斯特采樣定理的要求。
數據轉換器：通過ADC將處理后的電壓/電流信號轉換為所對應的離散數字量，提供給后續數字單元進行處理。
數字處理：由數字處理系統（MCU、DSP或FPGA）對離散數字量進行數字化處理，它通常用于實現數字信號處理算法。
數據轉換器：數字處理系統處理完以后的離散數字量送到了DAC。通過它，再次轉換成連續的模擬信號。
濾波器：由于DAC輸出的信號中含有“臺階”型的高頻分量，因此需要使用重構濾波器進行進一步處理濾除高頻噪聲，最終得到重構后的模擬輸出信號。
其中，最重要的是運算放大器和數據轉換器
運算放大器是模擬電路的“基礎積木”，應用極為廣泛。運算放大器是指對模擬信號進行相加、積分等運算的 放大電路，常用于將微弱的小信號放大成大信號。同時，運算放大器是構成許多模擬器件的基礎，數模轉換器、電流-電壓轉換器、濾波器、比較器、線性穩壓器等都需要運放。可以說，運算放大器是模擬電路的“基礎積木”。
數據轉換器是連接模擬與數字系統的橋梁，必不可少。模數轉換器（ADC）負責將模擬信號轉換成數字信號，數模轉換器（DAC）負責將數字信號轉換為模擬信號。傳感器把真實世界的溫度、壓力、聲音等轉換成電信號，這些信號大多為模擬信號，無法被數字系統識別與處理。只有通過ADC的轉換才能被MCU 采集并處理。另外，揚聲器等都需要模擬信號輸入才能工作，所以需要DAC把數字系統輸出的數字信號轉換成模擬信號。因此，只要涉及數字處理，就一定要有數據轉換器。
三、電源管理是電子電路必要需求
只要是電子系統，均需要電源供電，常見的供電電源有電源適配器、蓄電池、等。根據輸入輸出電流類型，可以將電源管理器分為4大類型：AC-DC（整流）、AC-AC（變頻等）、DC-DC（斬波）、DC-AC（逆變）。
（電路中常見的電源管理需求）
開關整流器（AC-DC）主要負責將交流電轉換成直流電，常見的有筆記本電腦的電源適配器。
交流—交流變頻器（AC-AC）負責將某個頻率的交流電轉換為另一種恒定頻率或可變頻率的交流電。
直流—直流變換器（DC-DC）將直流電轉換成另一種不同頻率、相位、電流、電壓特征的直流電。
逆變器（DC-AC）將直流電轉換成交流電的開關變換器，有的稱其為變流器，是交流輸出開關電源和不間斷電源（UPS）的主要部件。
電源管理芯片是集成的電源管理電路，主要功能是穩壓、升降壓、恒流、交流直流轉換等，分為線性穩壓器（LDO）、電荷泵（Charger-pump）芯片、DC-DC轉換器（DC-DC）、交流直流轉換器（AC-DC）、LED驅動芯片等。典型的應用是手機、筆記本電腦等消費電子的充電器、LED驅動器。比如，穩壓器對220V的市電降壓，并輸出穩定的直流低壓供用筆記本電腦;LED驅動對手機內部電源升壓，以驅動攝像頭閃光燈。
四、電源管理的需求增長迅速
在模擬集成電路中，電源管理是最大的市場，規模約216億美元，占比42%;信號鏈市場143億美元（28%），射頻及其他產品市場約158億美元，占比30%。
電源管理芯片從90年代開始快速發展，成長為模擬芯片產業的一個重要行業。1981年，電源管理芯片市場規模僅有1億美元，而至2018年，已發展成為一個250億美元的行業。電源管理芯片占模擬芯片市場的比例， 從1981年的8%、1995年的9%，迅速增大至2018年的43%。
五、為什么電源管理產品在模擬芯片占比迅速增大？
大部分的行業人士，這是因為電源管理在消費領域有持續的新需求驅動。由于低功耗、低質量和可便攜設備的發展，使得電源轉換效率技術和要求不斷發展。
消費電子對小功率節電的需求，推動電源管理芯片行業的成長。隨著消費電子新增功能，音頻、攝像等，消費電子不斷復雜化，不僅電子產品的耗電量與日俱增，同時需要支持的電壓數量也變多，客觀需要電源管理芯片能在增加能源轉換效率、增加待機時間的同時，提高集成度以支持多個電壓。另外，由于鋰電池的功率密度發展減緩，因此只能從電源管理芯片上尋求突破。所以，消費電子的發展，不斷驅使著模擬芯片廠商推出功能更復雜、更高效率、更低體積的電源管理芯片，促進了電源管理芯片整個行業的成長。
工業領域大功耗器件節電的需求，同樣推動了電源管理芯片行業的成長。工業領域的能耗主要來自于電機和照明，電機主要是泵、風機、壓縮機、傳輸機等，電機消耗的能量幾乎占工業電力消耗的80%。
因此，工業領域對節能的要求，促使電源管理芯片不斷提高轉換效率。比如，使用變速電機能節省40%的能耗，使用高效的開關電源可以節省35%的能耗，這背后均是由更先進的電源管理芯片支撐。
未來，新需求將會繼續推動電源管理發展。LED照明從最初的簡單邏輯控制到如今調光、變色等更個性化的要求，對電源芯片提出更復雜的智能化控制需求。
另外，一些設備為適應便攜性趨勢，設備供電方式從適配器供電轉變為電池供電，帶來很多電池供電系統的芯片需求。
- 上一篇：華為又又又爆黑科技手機專利：舍我其誰！ 2020/11/11
- 下一篇：為什么單相電機要用電容，而三相電機不需要 2020/11/10
