Leiterplatte Blog - Was ist der Unterschied zwischen analogem IC und digitalem IC?

IC ist der allgemeine Name von Halbleiterkomponentenprodukten. IC kann in digitale IC, analoge IC, Mikrowelle IC und andere ICs entsprechend ihren Funktionen unterteilt werden.

Digital IC ist der IC, der digitale Signale überträgt, verarbeitet und verarbeitet. Es ist die am weitesten verbreitete und am schnellsten wachsende IC-Sorte in den letzten Jahren. Es kann in allgemeine digitale IC und spezielle digitale IC unterteilt werden.

Analoge ICs sind ICs, die kontinuierlich natürliche analoge Signale wie Licht, Ton, Geschwindigkeit und Temperatur verarbeiten. Analoge ICs können je nach Anwendung in Standard-Analog-ICs und spezielle Anwendungs-Analog-ICs unterteilt werden. Analoge ICs können nach Technologie unterteilt werden in lineare ICs, die nur analoge Signale verarbeiten, und hybride ICs, die analoge und digitale Signale gleichzeitig verarbeiten.

Standard Analog IC umfasst Verstärker, Spannungsregelung und Referenzvergleich, Signalschnittstelle, Datenumwandlung, Komparator und andere Produkte; Der spezielle Anwendungs-Analog-IC wird hauptsächlich in vier Bereichen eingesetzt: Kommunikation, Automobil, Computerperipherie und Unterhaltungselektronik.

Fassen Sie kurz die Unterschiede zwischen den beiden zusammen:

Digital Circuit IC ist ein Gerät, das digitale Signale wie CPU, Logikschaltung usw. verarbeitet; Der analoge Schaltungs-IC ist ein Gerät, das analoge Signale verarbeitet und bereitstellt, wie Operationsverstärker, Linearregler, Referenzspannungsquellen usw. Sie sind alle analoge ICs. Die Signale, die von analogem IC verarbeitet werden, sind kontinuierlich und können für die Forschung in Sinuswelle umgewandelt werden, während diejenigen, die durch digitalen IC verarbeitet werden, diskontinuierliche Signale sind, die alle Pulsquadratwellen sind.

Verschiedene digitale Geräte haben unterschiedliche Herstellungsprozesse, so dass verschiedene Stromversorgungsspannungen erforderlich sind, so dass die analoge Technologie des Energiemanagements mehr benötigt wird. Mit der Entwicklung der digitalen Technologie wird analoge Technologie um digitale Technologie verteilt und ist untrennbar mit der digitalen Technologie verbunden. Der Vergleich zwischen Digitaltechnik und Analogtechnik ist wie folgt.

Lassen Sie uns den Unterschied zwischen analogem IC und digitalem IC aus den vier Eigenschaften des analogen IC erklären.

1.Der Lebenszyklus kann so lang sein wie 10 Jahre.

Digital IC betont das Verhältnis zwischen Betriebsgeschwindigkeit und Kosten. Ziel des digitalen IC-Designs ist es, die Soll-Betriebsgeschwindigkeit zu möglichst geringen Kosten zu erreichen. Designer müssen ständig effizientere Algorithmen zur Verarbeitung digitaler Signale anwenden oder neue Prozesse nutzen, um die Integration zu verbessern und Kosten zu senken. Daher ist der Lebenszyklus des digitalen IC sehr kurz, etwa 1-2 Jahre.

Analoge ICs betonen hohes Signal-Rausch-Verhältnis, geringe Verzerrung, niedrigen Stromverbrauch, hohe Zuverlässigkeit und Stabilität. Sobald das Produkt das Designziel erreicht, hat es langfristige Vitalität.

Es gibt viele analoge IC-Produkte mit einem Lebenszyklus von mehr als zehn Jahren. Beispielsweise ist der Audio-Operationsverstärker NE5532 seit seiner Einführung Ende der 1970er Jahre einer der am häufigsten verwendeten Audio-Verstärker. Fast 50% der Multimedia-Lautsprecher verwenden NE5532,mit einem Lebenszyklus von mehr als 25 Jahren. Aufgrund der langen Lebensdauer ist der Preis für analoge IC in der Regel niedrig.

2.Special Prozess, weniger CMOS Prozess

Digitale ICs verwenden meist CMOS-Technologie, während analoge ICs selten CMOS-Technologie verwenden. Weil analoge ICs normalerweise Hochspannung oder Hochstrom ausgeben müssen, um andere Komponenten anzutreiben, während CMOS-Technologie schlechte Fahreigenschaften aufweist. Darüber hinaus ist der Schlüssel zu analogen ICs eine geringe Verzerrung und ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis, die beide relativ einfach unter Hochspannung zu erreichen sind. CMOS-Technologie wird hauptsächlich in Niederspannungsumgebung unter 5V verwendet und entwickelt sich weiter in Richtung Niederspannung.

Daher verwendeten analoge ICs in der frühen Phase Bipolar-Prozess, aber Bipolar-Prozess hat einen hohen Stromverbrauch, so dass BiCMOS-Prozess wieder erscheint und die Vorteile von Bipolar-Prozess und CMOS-Prozess kombiniert. Darüber hinaus gibt es CD-Prozess, der CMOS-Prozess mit DMOS-Prozess kombiniert. BCD-Prozess kombiniert die Vorteile von Bipolar-, CMOS- und DMOS-Prozessen. Im Hochfrequenzbereich gibt es auch SiGe- und GaAS-Prozesse. Diese speziellen Prozesse erfordern die Zusammenarbeit der Wafergießerei und die Vertrautheit der Designer, während digitale IC-Designer die Prozessfragen grundsätzlich nicht berücksichtigen müssen.

3.Enge Beziehung zu Komponenten

Analoger IC muss gute Stromverstärkungseigenschaften, kleine Stromcharakteristiken, Frequenzcharakteristiken usw. im gesamten linearen Arbeitsbereich haben; Aufgrund des Bedarfs an technischen Eigenschaften im Design,ist es oft notwendig, die symmetrische Struktur des Bauteillayouts und die passende Form der Bauteilparameter zu berücksichtigen; Analoge ICs müssen zudem ein geringes Rauschen und eine geringe Verzerrung aufweisen. Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten erzeugen Rauschen oder Verzerrungen, und Designer müssen die Auswirkungen dieser Komponenten berücksichtigen.

Bei digitalen Schaltungen gibt es kein Rauschen und Verzerrungen, und digitale Schaltungsdesigner müssen diese Faktoren überhaupt nicht berücksichtigen. Darüber hinaus sollten analoge Schaltungen aufgrund der Einschränkungen der Prozesstechnik mit oder ohne Widerständen und Kondensatoren, insbesondere Widerständen mit hohem Widerstand und Kondensatoren mit großer Kapazität, ausgelegt werden, um die Integration zu verbessern und Kosten zu senken.

Das Layout einiger HF-ICs auf der Leiterplatte muss ebenfalls berücksichtigt werden, was im digitalen IC-Design nicht berücksichtigt wird. Daher müssen analoge IC-Designer mit fast allen elektronischen Komponenten vertraut sein.

4.Few Hilfswerkzeuge, langer Testzyklus

Analoge IC-Designer benötigen sowohl umfassendes Wissen als auch langjährige Erfahrung. Analoge IC-Designer müssen mit IC- und Waferfertigungsprozessen und -prozessen sowie mit den elektrischen und physikalischen Eigenschaften der meisten Komponenten vertraut sein. Normalerweise sind nur wenige Designer mit dem Herstellungsprozess und dem Fluss von IC und Wafer vertraut. In Bezug auf Erfahrung benötigen analoge IC-Designer mindestens 3-5 Jahre Erfahrung, und ausgezeichnete analoge IC-Designer benötigen 10 Jahre oder mehr Erfahrung.

Es gibt wenige Hilfswerkzeuge für analoges IC-Design, und die EDA-Werkzeuge, die verwendet werden können, sind weit weniger als digitales IC-Design. Aufgrund des großen Stromverbrauchs des analogen IC und vieler Faktoren, die beteiligt sind, und der analoge IC muss hohe Stabilität beibehalten, ist der Authentifizierungszyklus lang. Darüber hinaus ist der Testzyklus des analogen IC lang und komplex.

Einige analoge IC-Produkte müssen spezielle Prozesse und Verpackungen annehmen und müssen gemeinsam mit der Waferfabrik entwickelt werden, wie BCD-Prozess und 30V-Hochspannungsprozess. Darüber hinaus erfordern einige Produkte WCPS Wafer Level Verpackung.