赵轶苗：从模拟到现实，ADI如何超越摩尔定律

日前，ADI公司系统方案解决事业部总经理赵轶苗，借ADI 25周年媒体技术日之际，详细介绍了ADI近年来的技术演进以及针对未来的蓝图展望。

赵轶苗表示，如今的技术发展，诸如机器人、5G、高铁、大飞机、互联网、物联网等热门技术，背后都离不开ADI的支持与帮助。而展望未来，赵轶苗说道：“现在是一个最好的时代，也是最具挑战的时代，人工智能、大数据、第四次工业革命的到来，会对整个产业带来极大提升与优化。ADI作为科技公司，始终会关注科技，通过科技手段满足未来产业和合作伙伴的需求。”

ADI公司系统方案解决事业部总经理赵轶苗

“搭建数字与模拟世界的桥梁”

赵轶苗表示，ADI的关注点及使命是搭建一个数字与模拟世界之间的桥梁。

赵轶苗回顾了ADI的发展史，起初ADI在车库创业时，并不是芯片公司，而是把一些电感、电容、晶体管等集成到一个封装中。而到了今天，ADI和MIT合作，为LIGO引力波探测装置提供重要元器件。“LIGO中用到了包括AD797高精度放大器，对于干涉光的正负检测和正负控制起到了关键作用；AD590高精度的温度传感器，确保四公里长的激光真空管的温控；以及ADA4700高压放大器，帮助设备静电释放控制做好。”赵轶苗介绍道。几十年间，ADI从最开始从事普通模拟信号的放大或者处理的模块公司，到如今成为对宇宙中最微小的信号都可以进行捕捉和处理的技术供应商，一直以来的使命并没有变化过。

“对于现实世界中的信号，无论多小、多快、多复杂或者多强的干扰，我们都可以把它从模拟世界中提炼出来，并且在数字世界中进行体现，从而完成我们的使命——通过搭建一个从物理世界到数字世界的桥梁，建立一个对物理世界的理解到人类深度认知、深度分析的一个关键桥梁。”赵轶苗说道。

带宽和分辨率的桥

从技术上说，搭建这座桥梁需要两大因素，一个是带宽，一个是分辨率。

赵轶苗以ADI在ADC领域的进展，详细阐述了在带宽和分辨率这两大要素上的不断追求，其中包括：

针对分辨率来说：

最早推出12比特、100KHz ADC，解决了运动控制的数字化问题；

14比特ADC，解决了超声波、X光的数字化问题。

16比特Σ-Δ型ADC，实现了电能计量的数字化。

16比特Σ-Δ型高压ADC，适用于BMS芯片，解决了电动汽车电池管理的需求。

16比特同步采样SAR型ADC，解决了包括电力电路监测、继电保护的数字化，解决了智能电网的痛点。

在采样精度上，ADI始终不断前行，如今包括20比特、32比特的SAR ADC都已经实现了突破。

针对带宽来说：ADI最早提出采用Pipeline型ADC取代Flash型ADC，大幅提高了产品的速度和精度。

比如索尼曾经找到ADI定制一款与图像处理器结合的ADC应用在相机中，ADI就配合推出了40兆、12比特的Pipeline型ADC，成功帮助了数码相机走入千家万户。

此外，包括应用到基站中的14比特Pipeline型ADC；应用到雷达行业的25兆，16比特ADC；以及2018年，ADI推出的10G采样带宽，12比特ADC AD9213，应用在卫星通信或测试测量仪器，可对高带宽信号直接进行直采；当然还有更高的AD9172 12.6 GSPS，16比特ADC。

通过并购扩大产品组合

除了自主开发之外，ADI也通过并购，不断扩大了自己的边界。比如对于讯泰的收购，使得ADI在射频领域的边界从10GHz扩展到110GHz，广泛覆盖微波、毫米波等射频技术，以及对于化合物半导体的掌握。

赵轶苗举例道，比如讯泰的HMC661或HMC1061 SiGe单芯片放大器，可在18GHz的高带宽下进行采样保持，而HMC994/998/907/797此类芯片则基于砷化镓材料制造的PA，可实现从0Hz到30GHz宽范围内的信号和带宽放大。“讯泰科技有完整的射频产品线，从滤波器到开关再到放大器，可以和ADI现有射频技术或其他技术结合，从而形成完整的RF解决方案，针对包括K、Ka等未来所需频段。”收购的成效显而易见，讯泰科技的营收相比5年前收购时提高了一倍，也帮助ADI在2018年实现了射频营收30%的增长。

此外，ADI对于凌力尔特的并购，也扩充了在数模转换、电源管理等重点领域的布局，实现了1+1>2的布局。

模拟公司如何超越摩尔定律

“就在工艺已接近走向物理极限时，每家公司都会思考如何突破摩尔定律，ADI也考虑自己的More Than Moore的战略。”对模拟公司来讲，还有很多特殊工艺值得开发，包括高压、高频、高精度以及射频、传感器等工艺，所以ADI提出了两条路线的考量，一个维度是更多的数字系统集成也就是SoC，另外一条则是模拟集成，将不同的芯片封装在一起，形成SiP方案，两种方案综合从而可以实现More Than Moore的战略考量。

同时，ADI还开发更多多样性的产品和方案，以实现另一种超越摩尔定律的战略。赵轶苗以MEMS方案举例道，它包括了诸多关键的技术的优化和演进，包括高精度和小体积，包括更低的噪音抑制和更长的生命周期，包括更低功耗以及更高的耐温性等。“我们2017年推出了一款最高500g加速度的传感器，具有极强的抗冲击特性，可以用在诸如风机运维等工业现场，可以优化风力发电设备维护成本。”

隔离技术则是另一个超越摩尔定律的例子，ADI的隔离产品结合了磁技术，从而提供比光隔离、电容隔离更高耐压及更高稳定性的产品。“ADI的磁隔离技术可以支持更高速的信号，比如ADN4654最高支持到GHz级别；另外还可以实现更好的抗干扰特性，适用于汽车、工业等领域；另外则是利用磁技术推出磁感应器等产品，比如ADA4571，是一款误差只有0.5度的AMR角度传感器和信号调理器，了信号调理放大器和ADC驱动器，可以应用在电机控制等角度监测领域。”

系统级创新——另辟蹊径突破摩尔定律

系统级创新，则是ADI另一项超越摩尔定律的措施，通过关注客户最终的系统需求，从而设计出最贴近需求的产品。

赵轶苗说道，从ADI的组织结构变化，就可以看出如今ADI对系统创新的重视。“1990年之前，ADI的组织结构是按照工艺线来区分，1990年之后，按照产品线进行划分，而到了2008年之后，我们意识到创新不止源于核心器件和工艺的创新，更重要的是把创新结合到系统与产业中去，我们也因此推出了新的组织结构变化，着重关注消费、医疗、工业、通信、汽车等领域。”

软件无线电系统，是ADI一个典型的以系统创新为导向的例子。“真正靠软件实现RF平台的配置是很难的，ADI是最早把滤波器、射频LNA、PA、高速DAC等集成在单芯片的公司，实现所有的RF频点、带宽、噪声水平都可以通过软件进行调节，加速射频系统的开发周期并提高其灵活性。”赵轶苗举例道。

针对通信应用的另外一个创新则是光通信领域，比如精密模拟微控制器，14位模拟I/O，带MDIO接口、ARM Cortex-M3处理器的ADuCM320以及精密模拟微控制器ADuC7023，就是为光通信应用提供了最高集成度的控制系统。

针对半导体ATE设备应用，ADI提供了诸如ADATE318、ADATE334等ATE单芯片方案，具有600 MHz双通道集成DCL，内置PPMU、VHH驱动功能、电平设置DAC和片内校准引擎，可以为ATE设备商提供一站式支持。    

汽车应用也是ADI的重点关注市场，主要关注的是电动化和智能化两大发展趋势，其中针对电动化主要是高精度、高压、多串数的电池监控芯片。赵轶苗透露道，2020年ADI将推出第五代BMS芯片Scout，支持12/8/6的不同电池串组合检测。此外，在电池化成应用中，ADI也是同多家电池供应商合作，间接帮助新能源车的发展。而针对自动驾驶等智能化的发展，ADI布局了包括毫米波雷达、激光雷达以及IMU三大块，通过提供更高精度、更小体积的产品，支撑L2以及未来更高级别的自动驾驶技术要求。

在电力应用中，ADI已经开始支持最新的泛在电力物联网，通过提供传感、监测等技术，为客户提供从发、输、配、用的全覆盖。

在消费电子领域，ADI推出的耳机去噪的ADAU1787，具有音频 DSP 的四 ADC 二 DAC 低功耗编解码器，ADI联合了多家声学和去噪算法供应商，为客户量产提供最有力支持。

在医疗应用中，ADI提供包括心率监测、心电监测、血氧监测以及X光等应用的模拟前端和其他信号链相关产品。

除了从技术上超越摩尔定律之外，ADI也在更多角度支持客户，为客户提供产品以外的更多支持。比如，在中国多个城市配备销售和应用工程师团队，为客户提供包括芯片支持、方案支持、软件支持的全系统支持；ADI也在三大城市布局了研发中心，为中国和全球客户开发最适合的产品。

欢迎国内企业竞争

针对当下最热门的国产化替代问题，赵轶苗表示，首先看到的是国内模拟半导体公司快速成长，这也证明了中国市场拥有足够的容量和发展空间。其次，从ADI角度来说，作为一家50多年的企业，发展过程中经历了各种各样的竞争。“竞争对ADI是有促进作用的，我们一直在竞争过程中，不断激励自己，从而实现持续的创新。”赵轶苗说道。2019年，ADI研发投入为11亿美元，接近公司总营收的20%。

正如ADI CEO Vincent T. Roche所说：“中国客户为确保供应链安全从而寻找替代产品很正常，但是这并不意味着我们会失去中国市场，鉴于技术的复杂性，我们仍然在模拟市场中具有深远的竞争优势，包括多样性、稳定性以及长生命周期供给等因素。同时，中国市场是ADI一直以来重视的市场，未来多年我们将继续深耕中国。”