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ADI的高速放大器是怎样炼成的

2012-08-07来源: EEWORLD关键字:ADI  高速放大器  韩凌瑄

在这个男人当道的电子工程领域,韩凌瑄绝对会让你眼前一亮。这位百分百的美女工程师出现在EEWORLD记者面前时,高挑的身材藏在一件黑白条的无袖连衣裙里,长至脖颈的齐发一方面体现出她的干练,另一方面又传递出那种校园范儿的清新。黑色鱼口高跟鞋里露出暗红色的脚趾甲,但手指甲却保持着裸色,说明她爱美却又不愿张扬。

也许你很难将韩凌瑄和“放大器”或是“工程师”这样的字眼联系在一起,但却必须面对这样一个事实:她已经主导了一款高速放大器的诞生,而且在未来,她还将会成为更多ADI器件的孕育者。

ADI高速放大器市场策略工程师韩凌瑄

韩凌瑄的选择

2003年在美国取得硕士学位后,韩凌瑄就直接进入ADI公司,成为一名射频工程师,从事基于砷化镓(GaAs)工艺的射频放大器设计。她所在的部门被称为“线性与RF”,其下根据产品的带宽范围又分为三个小部门——精密线性产品(50MHz以下)、高速线性产品(50MHz以上直流耦合)及射频产品(1GHz以上交流耦合)。

对于模拟工程师来说,是需要时间来熬的,韩战战兢兢地步入射频殿堂,5年过后也只是刚刚窥其管径时,她突然特别想做一些跟市场相关、跟人打交道的事,觉得这更符合自己的性格、能发挥自己的优势。幸运的是,ADI给了她这个机会,因为ADI相信,当一个人喜欢他的工作时,他就一定能做好,而背景其实相形之下并没有那么重要。2008年9月,在提出申请的一个多月后,她就成为高速放大器的市场工程师,负责全球的战略研究。

根据Databeans2011年4月的调查,ADI高速放大器部门占据了全球第一的市场份额——42%。而韩凌瑄所负责的战略研究在任何一家公司都是非常重要的,比如说2013年要推出什么样的新产品,必需先由战略部门讨论,然后再由产品线总监或是副总裁拍板。她的工作职责是:向客户介绍ADI已发布的产品,使其了解ADI的长处所在和这些产品,建立起长期战略合作。同时她还要收集市场的反馈或对新产品的要求,这种要求则是越具体越好,而这则是一款新产品诞生的前奏。

在我们的现实生活中,数字化一天天加剧的同时,模拟技术也越来越重要。而放大器则是ADI公司的两大核心产品之一,1965年ADI从位于美国马萨诸塞州剑桥市的一座公寓大楼地下室的简陋实验室起步,共同创始人Ray Stata和Matthew Lorber推出的第一个产品就是Model101,一个通用的运算放大器。ADI的LOGO就是一个放大器,这是ADI公司中历史最悠久的一个部门,ADI以放大器起家,后来才拓展到转换器、电源及MEMS等方面。

顾名思义,高速放大器当然指的是速度很快的放大器,主要出现在高速信号采集的前端,因此应用领域包罗万象,工业、通信、医疗、汽车电子等行业都有其一席之地。其实无论在哪个领域,高速放大器都是在高速信号采集的信号链中,一方面在ADC的前端作为驱动,或是在最前端作为低噪放,作为第一级的数据采集。信号从DAC出来后,会是一个对驱动能力要求比较强的放大器,把信号放大。也就是说,在数字和模拟转换的前端和后端,我们会看到放大器。[page]

ADA4896/7的诞生

2005年底,ADI推出了一颗低功耗的低噪放ADA4841, 通过五年的市场推广,这颗产品得到了全球医疗器械用户的普遍认可以及好评。但是客户新产品的研发对于产品性能提出了新的挑战::客户反馈这颗芯片的确很好,但他们要做CW多普勒超声仪,需要一颗放大器——1/f噪声低于100Hz,同时信号链的带宽可以达到200MHz。因为多通道设计,功耗也是一个重要考量指数。以前功耗在3毫安以下的带宽和噪声都达不到要求。

韩凌瑄和同事们当即翻看了产品目录,发现既有1/f噪声低于100Hz的产品,也有带宽达到200MHZ的产品,但就是没有同时满足两方面条件的。于是韩将这个信息带回组里,当然通常情况下,这样的一个信息并不足以催生一个新产品,但这是一颗种子。接下来韩圈定了欧洲和北美的超声仪器的领先企业,跟他们进行了面对面或其他方式的沟通,了解他们有没有类似的需求。一般来说,调查的范围会更广,也会包括中国企业,但都会限于行业的领军者,因为数量众多的跟随企业往往提不出产品需求。由于这些企业之前已经用过ADI的产品,相对而言沟通得比较流畅。他们知道ADI是业界线性放大器的领先厂商,如果ADI都不能满足他的要求,很可能就找不到其他家了。而这一次有超过50%的客户都给出了肯定的反馈,顺利进入了下一步工作。

在充分了解完客户的需求后,前期工作中还有最关键的一步,就是需要得到设计师的反馈,究竟能否做出符合这些规格的产品。这步的关键之处在于,新产品的设计是在原来的基础上进行修改,还是重新设计一个新架构,两者之间的区别非常大。通过和设计师的沟通,就可以了解他究竟有多大把握,做到心中有数。


ADI内部有一个专门的部门,根据不同的市场划分出相应的工程师和市场经理。韩找到专门负责超声市场的工程师沟通,告诉设计师客户在带宽、噪声及功耗方面的要求。在认真地听完后,设计工程师又反过来问,除了讲到的这些之外,客户对失真、封装方面要什么要求吗。这些是韩之前和客户交流时遗漏的问题,她立刻和客户沟通,结果是不同的客户有不同的需求,最后产品线决定推出3种不同的封装以满足不同客户的需求。就在这样的来来往往中,一直到客户的需要和设计工程师的想法达成一致的时候,前期的沟通就完成了。对于韩来说很幸运,自己主持的这款产品很顺利,设计工程师对于达到参考设计指标非常有信心。

但并不是每次都能这么幸运,她之前曾经遇到设计工程师告诉她你要的是根本不可能实现的设计理念。在这种情况下,双方都要做出妥协,寻求一种平衡。韩会告诉客户,现有的工艺设计技术很难满足客户的要求,对于竞争对手也会是很大的难度。其实现在很多时候,放大器的产品设计都是在挑战物理极限以及晶元制作工艺。在很多工程师眼里,其实仅仅是一个放大信号,而在ADI却有3条产品线、共几百个产品对应。这几百种产品其实就是针对不同客户的需求,在某个点上的性能有所不同。所以发展到现在,其实就是一个相互妥协,努力寻求有效带宽,精密度,和功耗的平衡的过程。比如说,跟客户商量,在现在您要求的功耗下,带宽是不可能的,能不能将功耗稍微加大一些,我们就能达到带宽的指标。总之最终总能达成一个平衡。

和设计工程师的沟通需要一定的技巧,设计工程师和市场工程师之间对立之处在于,前者可能会认为后者不了解具体设计原理。但对于韩个人来说这点不构成障碍,5年的RF设计工程师经历使她容易了解设计工程师的想法,所以在和客户交流之前就会对问题做出详尽的归纳,这样拿出的定义不会让工程师觉得离谱。而有时当设计师说不能实现的时候,她会从其他方面提出建议,比如说可以尝试不同设计架构。这样设计工程师就会觉得她所做的工作是行之有效的,已经帮他做了很多前期的铺垫,这个项目不是在浪费他的时间,产品可以为公司赢得利润。

当设计工程师对产品指标认可后,韩立刻召集了一个新产品立项会议。大家一起商量,推出这样一款产品需要多长时间可以完成、投入如何、流程又是怎样的。由于这款产品有非常明确的客户需求和应用,所以大概半年后,ADA4896/7就立项了,而有些产品周期会更长。这些基本是根据以前的经验来估算,因为后端的工程的投入、流片的费用都是相对固定的。这次韩和设计工程师决定采用原有的架构,改变三极管的面积, 偏执电路,以及周边的器件根据需要的指标进行调整,因此可控性很大。但如果是要做一个突破性的产品, 比如说这样一个产品,采用新的封装形成,输出功率范围也是以前没有的,在工艺上也没有使用ADI内部的工艺,需要在代工厂完成。这种产品的变量比较大,风险评估就需要做得更细致。

一般来说,从立项到设计师拿出第一代的流片,大概6个月。如果一切顺利,第一次流片的结果和最初的定义基本符合,就可以做出样品。但往往第一次流片会出现指标达不到要求的情况,这一次ADA4896/7即在流片后有一次修改。从拿到样品到最后产品发布,最少还需要6个月。之后则会由测试工程师、环境控制等后端的一系列相关人员来做工作。一般从了解市场需求到推出产品,每个项目都不一样。ADA4896/7为一年,更复杂的产品需要的时间则会更长。[page]

中国“妈妈”

当ADA4896/7推出后,这款市场上惟一一颗能同时达到超低1/f噪声(2nV/√Hz@10Hz)和带宽达到200MHz、并且功耗在3毫安以下的放大器,非常受欢迎。CW多普勒的客户只要看到它,就会很高兴地采用。作为ADA4896/7的“妈妈”,韩凌瑄当然很高兴,不过她也不清楚自己的这个孩子能长到多大。一般的横向产品攀升期为5-7年,生命周期很长。至于这个产品成功失败与否,则需要几年时间才能看出走势。正因为如此,刚从事这项工作三年半的她还没有经历过失败。

但是既然做项目,就有成功,有失败,这就是工作的压力。不过,从韩眼中看到的ADI,是一家对创新很宽容的公司,如果失败了,更多的是会拍拍你的肩,说“让我们重新开始”。其实每家公司都有所谓的“Dog Product”,即同样花费了财力精力,但卖得不是很好。虽然总是20%的产品产生80%的利润,但是只有做了这80%的失败产品,你才会知道那20%的产品在哪里。

韩凌瑄告诉EEWORLD,目前为止,对于自己的这次角色转换,她还是很满意自己的工作状态,她很喜欢像现在这样每天都能见不同的人、接触到不同的事。高速放大器部门有100多位员工,他们的职责分别是设计师、市场、应用、测试,物流共同来孕育一个又一个的新产品。而韩除了负责全球的新产品定义外,又有了新的使命。在成为市场工程师一年之后,在一次和老板来中国的过程中,老板发现由于韩的中国背景,在客户拜访中,甚至在内部交流中都更行之有效。于是就问韩有没有兴趣专门针对中国市场,但前提是在新产品定义之外,还要承担产品经理的工作,韩很高兴地接受了这个提议。

目前韩的工作范围主要是大中华地区及台湾,负责高速放大器组的业务开发及战略营销。你可以将她理解为一般企业中的BD(Business Developer)+产品经理。所以她不仅要从事ADI已有产品的推广、和客户的沟通,同时还要针对这个地区进行新产品的定义和研发,从开始到产品出了门都要管。在那个4岁的女儿之外,她又多了几个“孩子”。每个季度她都要来中国一趟,她那些美国的中国同事都羡慕她可以稳定地定期享受美食。但对于她来说,看到的更多的是ADI的高速放大器在中国的使用还不多,很多领域都是刚刚开始。这也是韩凌瑄为什么会来负责中国的原因,因为相信中国的市场,所以ADI在进行战略性的投资。韩的工作重点之一就是针对中国的市场来定义产品,有处在立项阶段的,也有信息收集阶段的。虽然有一定的难度,但她相信自己一定会为中国孕育出很棒的“孩子”。

关键字:ADI  高速放大器  韩凌瑄

编辑:马悦 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/mndz/2012/0807/article_16599.html
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