模拟半导体2015拼什么?工业与汽车电子是特别重点
2015/2/28 13:49:31
有研究数据表明，10年前通信、计算机和消费产品是模拟市场中应用的主体，所占比例将近80%。快进到今天，人们发现这一情况有了显著的变化，通信、计算机和消费产品的模拟市场份额缩减到了58%。而工业和汽车市场的成长抵消了这种下降，这两大领域在模拟市场的增长速度超过市场整体水平。
以全球知名的高性能模拟集成电路制造商凌力尔特（Linear）为例，除了通信和网络市场，工业和汽车市场是该公司未来特别关注的领域和最重要的增长领域。该公司在近期的增长中汽车市场从原来的1位数增长提高到如今将近20%；工业市场的情形与汽车市场类似，5年前工业市场在其业务中占比为35%，现在已经达到43%。
汽车市场：电源/电池管理——兵家必争之地
这一变化在中国市场表现得尤为突出，随着中国政府对于新能源的大力扶持，汽车电子尤其是在混合电动/纯电动汽车中呈现出明显的增长趋势。而在这其中，又以提供效率更高的电池系统（以向种类不断增加的电子系统供电）是最为关键的核心技术。此外，在混合动力/电动型汽车发展趋势的推动下，汽车中出现了对高效率电池监视系统的需求。凌力尔特就是是这个领域的解决方案先行者，推出了一整套的电池监控IC系列产品，起到了延长电池寿命、提高电池系统效率和汽车安全性的作用。
当然汽车中还有更多种类的子系统都变得更加电子化，例如安全系统、LED照明、车身电子系统、导航和娱乐、电池管理系统、排气系统、电子刹车、12V至48V电源转换、电子转向装置和引擎管理等。几乎所有混合动力汽车和电动汽车制造商近期推出的新车型都凸显了这一趋势，同时也展现了电子技术是怎样重塑汽车市场的。2015年3月17-19日在上海新国际博览中心举办的慕尼黑上海电子展上，凌力尔特（展位号：E3馆3318）将为大家展示一系列针对汽车电子的创新模拟产品方案。
图1：LTC6804的典型应用：在高电压电池串中实现每节电池的同时监视。
例如，凌力尔特的第三代多节电池的电池组监视器LTC6804是面向混合电动型和电动型汽车以及其他高压、堆叠式电池系统的高压电池监视器，能以16位分辨率和优于0.04%的准确度来测量12节高达4.2V的串联连接电池。利用一个亚表面齐纳电压基准(类似于高精度仪表中所使用的基准)，可在整个时间、温度和工作条件下保持高精度。当串联堆叠时，LTC6804允许在大型高压系统中测量每节电池的电压。该产品有6种工作模式可用，以优化更新率、分辨率和内置3阶噪声滤波器的低通响应。在最快速模式时，可在290µs内测量所有电池。
此外，凌力尔特还将在2015慕尼黑上海电子展上演示非常适合于汽车和工业电源应用的具有2.5μA静态电流的42V、5A同步降压型SilentSwitcherLT8640。该器件采用独特的SilentSwitcher®架构，整合了扩展频谱调制，即使开关频率超过2MHz时，依然能够将EMI/EMC辐射降低超过25dB，从而使该器件能够轻松地满足汽车CISPR25Class5峰值限制要求。同步整流在开关频率为2MHz时可提供高达95%的效率。其3.4V至42V输入电压范围使该器件非常适合汽车和工业应用。
工业市场：传感器接口首当其冲
工业市场：传感器接口首当其冲图2：5A、42V输入同步降压型开关稳压器LT8640。
10年前，工业市场在整个模拟市场上所占的份额仅为7%，现在则超过了20%。凌力尔特等模拟半导体厂商十分关注潜力巨大的工业市场，特别是与传感器(是呈现爆发性增长的物联网的关键)相关的各类工业应用市场。
特别值得一提的是其DustNetworks无线传感器网络产品和能量收集产品近年来越来越受到全行业的认可，这些产品广泛用于数据中心、建筑物能源系统、交通运输(例如监视火车轮毂轴承压力以确保实施预防性维护)、工厂自动化和工业控制系统等等。
DustNetworks无线嵌入式产品提供了具有高级网络管理及全面安全特性的可靠、适应性强和可扩展性，基于突破性的Eterna®802.15.4SoC技术，具有超低的功耗，因而适用于依靠电池或能量收集的无线操作。通过配合使用DustNetworks产品，就能将无线传感应用推广到任何可以搜集数据的场合，如下图与知名客户合作的应用案例，包括能源管理、智能泊车、过程监测管理、无线传感网(远程监控)。
图3：DustNetworks无线网络技术的部分经典应用案例。
温度传感器是五花八门的各种物联网应用传感器中最为常用的一种。凌力尔特不久前推出的多传感器高准确度数字温度测量系统LTC2983能以0.1ºC的准确度和0.001ºC的分辨率，直接实现各类温度传感器如RTD、热电偶、热敏电阻器和外部二极管的数字化。其高性能模拟前端整合了低噪声、低漂移缓冲ADC和每个传感器所有必需的激励及控制电路。测量是在数字引擎控制的情况下进行，结合每个要求的所有算法和线性化功能。
LTC2983提供了一个可与几乎任何传感器相连的多路复用型高精度接口。其可利用热电偶进行绝对微伏级信号的精确测量以及从RTD和热敏电阻实施比例式电阻测量，对测量结果进行线性化处理并以ºC或ºF为单位输出结果。可提供多达20个模拟输入，并能够以摄氏度或华氏度为单位输出数字化的测量结果。SPI接口可与几乎所有的数字系统配合工作，而一个具有下拉菜单的综合型软件支持系统则实现了LTC2983的简易定制。
后记
中国市场从来没有像今天这样鼓励创新，这也正是凌力尔特等领先模拟半导体公司的核心理念，他们强调的一个重要例子就是该公司不断壮大的微型模块(µModule)电源产品系列，这些产品是完整的系统级封装(SiP)电源管理解决方案，在一个紧凑的表面贴装封装中集成了DC/DC控制器、功率晶体管、输入和输出电容器、补偿组件以及电感器。客户运用这些完整的即插即用式微型模块电源解决方案，可使产品更快上市。其典型应用包括：1.电信、数据通信、网络和工业设备；2.医疗诊断设备；3.数据存储机架单元和板卡；4.测试和调试系统。
而除了电源管理及传感器接口方案，凌力尔特在其他领域同样拥有创新优势，包括不断壮大的尖端数据转换器系列、广泛的信号调理器件、高频RF产品和无线传感器网络产品。所有这些产品都是为了满足中国日益增加的创新型客户需求，成为未来拼杀模拟市场的利器。
更多信息，请关注2015年3月17-19日在上海新国际博览中心举办的慕尼黑上海电子展，展会官方网站：www.electronicachina.com.cn，展会官方微博/微信：慕尼黑上海电子展。注册成为展会观众，将有机会赢取限量精美礼品！
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田晓俊
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