尽管我们已经进入到数字时代，但模拟技术并没有显示出停滞与过时的迹象，恰恰相反，随着数字技术的进步，对高精度、高速度、低功耗模拟产品的需求越来越大，使得模拟IC市场成为当今半导体行业竞争最为激烈的领域之一。模拟产品一方面将沿着继续提高性能的方向前进，而与数字技术结合的混合信号器件则将是另一个主要发展方向。
在经历过一段严酷的寒冬之后，世界半导体行业从2003年已开始了缓慢的复苏，相对于数字产品，模拟市场无论在经济衰退期还是在高涨期表现都要稳定得多。根据美国半导体工业协会(SIA)的预测，到2006年，亚太地区市场将达到140亿美元而成为全球最大且增长速度最快的地区。
数字产品成为模拟技术的主要驱动力
目前各类基于数字技术的无线通信设备、数字消费产品层出不穷，已成为市场最大热点，而且传统的模拟产品如电视机等也开始加入数字处理功能，但高速发展的数字技术并没有阻挡模拟技术前进的步伐，正好相反，恰恰是新一轮数字化浪潮给模拟技术带来了更为广泛的发展空间。
我们生活在一个连续变化的模拟世界上，各种数字信号必须通过数模转换，并经过适当的调整与放大之后才能转化为人类能够感知的声音与图像等信息。美国德州仪器公司中国区模拟产品销售经理王剑表示：“过去的电器都是模拟的，用不到模数数模转换，而现在加入数字化内容以后，有很多地方都需要在模拟与数字之间进行转换。此外数字电路本身对元器件的要求比较高，而现代电子产品朝着小型化、便携式方向发展也需要高性能器件，正是这些需求推动着模拟器件向高性能方向发展。”
Maxim公司亚太区总经理张登益也持相同观点。他认为：“数字产品离不开模拟产品的配合，各种新型应用对模拟产品提出了新要求，同时也影响着模拟产品的发展方向。以目前市场热点3G手机为例，其实数字算法问题早已解决，但电源待机时间、声音效果、背光等还不能满足用户的需求，而这些都属于模拟技术的范畴。”
他进一步解释道：“一个数字产品往往会带来多个模拟产品的需求，有统计表明，电子产品上每投入1美元在MCU上，相应将需要1.5美元的模拟产品作为外围支持，这有点像植物果实里的核与壳一样，模拟产品的市场前景由此也可见一斑。”
向高性能与高集成度方向发展
毫无疑问，追求更高的性能将是模拟器件未来主要的发展方向，凌特公司中国区域业务经理李锦华简单地将其归纳为“三升三降”，即速度、精度、效率上升，而功耗、尺寸与外围元件数下降。他指出：“未来的模拟器件将会比现在包含更多的功能。典型的例子如便携式设备中的电源管理芯片，这类设备内部常常需要多个电源电压，因此要用到多个变压器与LDO调节器，另外像大屏幕LCD显示器也有同样的问题，最多时需要5个以上的电压，现在我们已经能够把这些功能用一个芯片来实现。”
不过李锦华也承认，功能的集中是以降低效率为代价的，而且由于线间干扰的原因会增加布线的困难。“有时候确实没有十全十美的办法，你必须根据需要进行折衷。”他说道。
尽管模拟技术数年来在工艺技术的进步明显较数字工艺发展速度慢，但模拟功能模块的集成，以及无源器件与模拟器件的集成却从未停止其发展的步伐。
Skyworks是一家由Alpha Industries和Conexant System的无线通信业务部合并而成的公司，致力于高集成度RF芯片的研发，该公司的集成策略是将以前由多家公司独立提供的分立有源有无源器件、功率放大器、RFIC、混合器、开关、SAW滤波器，甚至数字IC集成或组合成一个模组，最终形成以前端SiP或SoC以及基带处理器组成的完整解决方案，以最小空间和优化的性能提供给最终手机用户。在其提供的GSM/GPRS方案中，已实现将114个元器件缩减到43个部件，节省了2/3的体积，BOM费用也降低了5美元，其近期推出的4频段GSM/GPRS RF子系统 SKY 74117的面积只有250mm2。NEC在其计划生产的据称是全球最小的手机中采用了Skyworks的方案。
另一个例子是高效、小体积和高线性度的半导体温度传感器。“温度精度的重要性体现在多个方面，例如蜂窝电话的温度变化会造成频率无法锁定，智能电池会随温度的升高缩短寿命；超薄便携电脑的过热会影响速度。”Andigilog的CEO Bill Sheppard表示,“传统的热敏电阻存在精度不够，要求高精度ADC和外接串联电阻的致命缺点。”这家新兴公司的产品概念是实现硅传感器的精度、性能加上热敏电阻的尺寸和成本。
集成化半导体温度传感器通过以下方式可以节约成本：一是将传统所需的12位ADC降低到8位；二是省略了查找表所需的EEPROM；三是无需外部串联电阻；四是无需外部校正网络。以Andigilog的最新SiMISTOR产品系列中的aSM121和aSM122分析，器件成本约在0.35至0.49美元之间，同时也大大简化了设计的复杂度和对外部其它器件的要求。其另一个特色是采用了极低的工作电流(14至35uA)，防止了器件自热带来的非线性问题。传统的热敏电阻采用无源工艺，而SiMISTOR采用了CMOS工艺。半导体传感器的最大益处在于利用CMOS工艺在制造阶段进行调整，确保输出的线性度指标大大提高，实现在室温下±1℃的精度，而在整个温度量程<0.8℃的线性度。
为了加快设计的速度，对模拟和混合信号IP的需求越来越大，尽管市场上数字IP仍然占据主流，但部分国外公司已开始提供模拟和混合信号IP的服务，以Artisan公司为例，他们可以提供振荡器、电压调节器和锁相环等IP。同时，业内人士普遍认为混合信号将成为未来集成电路的主流。“不久的将来，FPGA有可能集成ADC和DAC以及其它模拟功能。”Xilinx产品技术副总裁Vincent Tong在Electronics Summit 2004高峰讨论期间指出。同时，Synopsys的CTO Raul Camposano博士也强调“未来将有更多的混合信号设计，对模拟电路设计自动化工具的要求也会越来越高。伴随着CMOS工艺向数GHz领域进军的步伐，SiGe等技术也在不断地发展。”
工艺发展仍待突破
采用标准CMOS工艺设计制造数模模数转换器，RF电路等典型模拟电路和混合信号电路成为业内热点。但从工艺上来讲，由于模拟器件通常需要驱动马达、喇叭之类的外部设备，因此芯片内部线宽不能做得太窄，否则无法推动这些设备，从这个意义来说，其工艺先进性还无法与数字芯片相比。
美国模拟器件公司亚洲区市场总监Bill Murphy宣称数字器件与模拟器件在工艺上的这种差距将一直存在。他表示：“把数字电路与模拟电路集成在一起还是很困难的，这是由现实的物理原理限制所决定的，两者之间在工艺上的差距至少一年。这种差距在业界已存在了十多年，尽管模拟电路和数字电路尺寸都会不断缩小，但二者就像在赛跑一样，始终还是没有办法赶上。”
Maxim的张登益认为数字与模拟电路结合之后，还无法使两个系统都达到最优，只能根据应用需求而有所侧重，而且仅在有限的场合才能达到较好效果，在更为宽广的范围如现在市场的一些热点应用上则还做不到。不过领先的半导体厂商正在积极努力，探索新工艺与新技术，王剑介绍说，德州仪器专门开发了一种BiCom3工艺，可以实现SiGe与CMOS的融合，由于SiGe器件速度更快，因此相比于AsGa更容易与CMOS集成。
