今天，類比特殊應(yīng)用積體電路(ASIC)已是手機(jī)、智慧家庭或醫(yī)療領(lǐng)域中產(chǎn)品開發(fā)的重要組成部分。 由於它們的架構(gòu)已針對(duì)特定任務(wù)最佳化，因此相較於微控制器中由軟體實(shí)現(xiàn)的相同功能，ASIC的工作效率更高，速度也更快。 低功耗特性使其適用於電信、工業(yè)和建築自動(dòng)化的電池供電裝置。此外，智慧型手機(jī)、平板電腦和健身追蹤器的大量採用感測器，也助長ASIC設(shè)計(jì)在消費(fèi)市場中的主流地位。

圖一 : 智慧型手機(jī)、平板電腦和健身追?器的大量採用感測器，助長ASIC設(shè)計(jì)在消費(fèi)市場中的主流地位。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的周期極不穩(wěn)定。在高度成長時(shí)期，亞洲晶圓代工廠的產(chǎn)能很快就會(huì)被填滿，唯有產(chǎn)量夠大的客戶才能獲得充分支援。對(duì)於那些能夠產(chǎn)出高密度和低功率控制器，完全滿足大眾市場需求的晶圓廠而言，高度專業(yè)化的類比技術(shù)太貴且獲利不足。因此，類比市場不太容易受到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起伏的影響。

此外，有時(shí)候類比ASIC的生產(chǎn)可以長達(dá)十年甚至更久的時(shí)間。長期存在的少數(shù)幾家製造商就能滿足量少的需求，進(jìn)而與客戶維持多年的關(guān)係，這絕對(duì)是互利的。經(jīng)驗(yàn)豐富的類比ASIC公司，能為客戶及其產(chǎn)品帶來明顯的好處。

開發(fā)新技術(shù)以客戶為導(dǎo)向

ams能夠服務(wù)龐大產(chǎn)量，特別是在類比領(lǐng)域，開發(fā)自定義的解決方案有其意義，這些解決方案的設(shè)計(jì)需儘可能薄型，並聚焦於對(duì)客戶真正重要的部分，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與眾不同的競爭差異化。這種以客戶為導(dǎo)向的新技術(shù)開發(fā)方法是ams的DNA一部分，與其他半導(dǎo)體公司的市場驅(qū)動(dòng)策略顯然大不相同。

ams的ASIC部門主要針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療和智慧家庭應(yīng)用提供服務(wù)。在這些應(yīng)用情境中會(huì)使用電容、電感或電阻量測的感測器，此外，ams還提供流量、溫度和光學(xué)感測器等方面的專業(yè)。自從在2014年底收購感測器專業(yè)公司acam-messelectronic以來，高精度、低功耗的TDC-IP已成為ams的產(chǎn)品組合之一。加上近期併購的恩智浦(NXP)濕度感測器部門，以及在2015年買下的高階面掃描(area-scan)和微型CMOS影像感測器供應(yīng)商 - CMOSIS，ams將己身定位為「感測器解決方案公司」，能為客戶提供旗下產(chǎn)品線的所有標(biāo)準(zhǔn)元件，以用於ASIC設(shè)計(jì)中。

IP模組互動(dòng)將雜訊降至最低

圖二 : ams的ASIC設(shè)計(jì)由四個(gè)元素組成 - 每一元素都配備客戶品所需的IP模組。(source:ams)

ams的ASIC設(shè)計(jì)由四個(gè)元素組成 - 每一元素都配備客戶品所需的IP模組。所有的感測器、處理器、電源管理和通訊介面都已由ams 針對(duì)尺寸、低功耗和高效能進(jìn)行最佳化。為了與所有IP模組完美互動(dòng)，ams的專家們已最佳化感測器的效能、功耗和外形尺寸，以滿足客戶的需求。

與採用「現(xiàn)成」元件的設(shè)計(jì)相較，ams提供的定製ASIC非常節(jié)省空間。利用TSV（穿矽通孔）和先進(jìn)封裝解決方案（例如晶圓晶片級(jí)封裝 WLCSP、系統(tǒng)級(jí)封裝 SIP、覆晶薄膜flex-CoF）等創(chuàng)新技術(shù)，讓客戶可以生產(chǎn)體積極小的模組。

超低功耗是另一個(gè)關(guān)鍵特性，特別是對(duì)採用電池供電的應(yīng)用而言。利用喚醒和輪詢(polling)等功能，ASIC的功耗最佳化，甚至已達(dá)到產(chǎn)品可在不更換電池的情況下工作10年或更長時(shí)間的程度。

ams大幅投資於製程開發(fā)，舉例來說，其所製造的微機(jī)電(MEMS)麥克風(fēng)，能提供較其他競爭對(duì)手更低的雜訊和更小的外形尺寸。 IP模組的持續(xù)最佳化能將雜訊降至最低並實(shí)現(xiàn)最高效能。不同系統(tǒng)要求的組合通常是以品質(zhì)因數(shù)（品質(zhì)因數(shù) - FOM）表示。Ams能為客戶提供高品質(zhì)量因子組合以及極為穩(wěn)定的參考和零偏移。

當(dāng)產(chǎn)品能提供高水準(zhǔn)的創(chuàng)造性時(shí)，它就可以在競爭中突顯己身的差異性。ASIC元件主要用於高度專業(yè)化的應(yīng)用，以創(chuàng)建市場前所未有的產(chǎn)品。「在ASIC設(shè)計(jì)，所有的一切都能搭配得天衣無縫，如此能開啟大量的差異化機(jī)會(huì)。唯有能在小體積中提供優(yōu)於其他應(yīng)用的更準(zhǔn)確、更高速及更佳功率效率的應(yīng)用，才有機(jī)會(huì)在現(xiàn)今市場上屹立不搖。」Ams工業(yè)及醫(yī)療行銷經(jīng)理Christian Feierl表示。

整個(gè)開發(fā)階段的需求

對(duì)ASIC的龐大需求，同時(shí)也導(dǎo)致了對(duì)供應(yīng)商而言幾乎是無法管理的市場，僅有少數(shù)廠商會(huì)在產(chǎn)品開發(fā)期間擁有較大的控制權(quán)。大多數(shù)製造商以所謂的資料庫向其客戶提供各種各樣的ASIC元件，然而這是不夠的。產(chǎn)品不僅僅是將個(gè)別元件組合在一起，還必需在正確的時(shí)間滿足市場需求，善於掌握整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程。

(本文作者Georg Jedelhauser任職於ams 集團(tuán)acam messelectronic公司)