[原创] ADI并购Linear的收获

当下，每个公司都会追逐热点和新的市场机遇，最近几年耳熟能详的一些热点，如区块链、比特币，或者虚拟货币、自动驾驶、汽车电子等，以及下一代通信技术，还有中国现在说得最多的“智能制造”和“工业4.0”，还有很多沉浸式、虚拟现实消费类电子产品，以及医疗及其相关应用。这些热点推动着技术的发展，也是每个高科技公司都会发力、花时间去研究和追逐的。

2017年3月，ADI完成了与Linear公司的合并，缔造了一家高性能模拟技术的新公司，在电源的细分领域更是强上加强。合并以后，ADI推出了“POWER BY LINEAR”电源子品牌，旨在通过创新的高性能电源技术，帮助用户解决设计中棘手的挑战。

谈到ADI的电源产品，人们脑海中浮现的往往是那三个维度：小尺寸、非常高的效率，以及非常低的EMI。而在两家公司合并之后，电源产品达到了10000多。.对此，ADI电源产品中国区市场总监梁再信先生表示：“再怎么精简也不可能把所有产品都讲完，我们主要从市场的概念，技术的引导和公司未来的发展方向，给大家展现POWER BY LINEAR这个子品牌在ADI未来发展的方向。”

两家公司的合并，在工业，通信和汽车应用方面，是高度一致的，因为这三个方面的要求和半导体公司的要求十分吻合。要有非常好的可靠性、性能以及较高稳定性的支持。从这三个维度来讲。在电源方面，因为LINEAR的加入，增强了ADI在电源领域的实力和产品线。

工业应用

对于工业，梁再信表示：“工业应用在ADI整个版图中所占的比例比较大，大概40%多的电源生意来自于工业领域。从工业4.0的本质来讲，考虑更多的是如何提供实时的控制，软件可配制的I/O，还有所有这些设备的可靠性和安全性。所以ADI对工业有自己独特的理解。”

下图比较形象地展现了ADI在工业4.0方面涉足的几个方面，最重要的几个点是：灵活度，效率，通信，安全性，可靠性等等，工业4.0涉及到的范围和产品应用是多方面的，所有工业产品的应用都离不开一个基础，就是供电电源。

在工业领域，EMI是绕不开的问题，我们无法想象在一个使用大量机器人的工厂里，因为EMI的问题，系统死机了，造成的影响是非常巨大的。系统死机的原因有很多种，其中电磁兼容的干扰就是一个重要的原因。所以在传统电源上，ADI做了一系列的创新和探索，推出了一个开关电源系列产品，这个电源的设计从工程物理的角度做了突破和创新。

电源的EMI是最难抑制的，可能会产生电磁辐射，要考虑怎么样从工程物理的角度去解决这个问题，在芯片设计上做了两个反向的电优化，从物理学的定义来讲，两个反向的回路最大的好处是产生的磁力线是闭合的，对外界EMI的干扰就会小很多，这是基本的物理学的定理，梁再信表示，我们也做了很多优化，比如过去的电源、芯片内核，从微观来讲，一个机件的绑定也会产生磁场，我们在新的芯片里面修改和改进了功率，不再用金线去绑定内核，而是用导装的方式缩减电流板，能够让EMI降到最低。通过一系列工艺的优化，我们可以实现非常好的EMI性能，基本上不需要做任何太多的优化，都可以满足CISPR25 EMI的标准。

在中国市场推广的时候，该公司发现在机器人、工业控制领域，甚至在汽车领域，大部分客户对这个技术都非常感兴趣，因为在过去，所有工业客户，或者汽车客户，光是要解决EMI的认证问题都要通过半年的时间去做整改，通过之后才可以上市。Silent Switcher技术的出现，帮客户节省了大半年的时间。

据悉，Silent Switcher技术是过去几年ADI在电源技术方面最大的一个创新，这是一个技术平台，POWER BY LINEAR的产品在未来的电源芯片中，都会尽可能的往这个技术平台上迁移。

工业现场会有高压和低压，混合系统在同一个板级，如何隔离高压和低压？离不开开关电源，标准的隔离电源原理已经用了几十年，比如2500伏、3000伏，靠变压器，做输出的反馈。这样的电路看起来好像没有什么问题，但是一个电源要做这么复杂，可靠性怎么保证？那么，能不能通过技术把这部分东西通通拿掉，如果把这么多反馈机制都拿掉了，怎么保证输出的稳定性呢？对此，ADI，推出了一个新的概念：隔离电压控制器，一个控制器，一个变压器，没有反馈了，光耦也没有了，输出也非常简单，一个二极管和一个滤波电容，性能还不错，输出的调整率，从0毫安到400毫安，即使没有传统的反馈，输出也可以做到0.5%的精度，这是一个很大的突破，效率也达到90%以上，这在隔离电源领域是一个突破和挑战。

梁再信表示，我们做了非常多的工作，即如何通过变压器的波形去计算和分析输出负载的变化，能够让系统输出维持一定的稳定度。这样的电路，传统上可能需要五六十个隔离电源，而今天一个非常简单的电路只需要10个隔离电源，可见它的可靠性和稳定性已经大幅度提升了，这是我们在工业领域推动技术的一个创新。

现在，工业设计的密度和板卡的复杂程度越来越高，而且人机界面、控制、回路、软件的可靠性、系统的稳定性，花的功夫会越来越多，如何降低客户在工业领域和板卡设计时的难度，加快产品设计的迭代速度，如何帮助客户缩减电源电路板的尺寸和电路设计的复杂程度？一个复杂的系统对工程师来讲是非常麻烦的。ADI公司10年前推出了划时代的电源模块产品，今天在全世界也是非常普遍的技术，把过去非常复杂的电源系统集成在一个模块里，客户不需要关注电源的噪声、纹波，只需像LDO那样简单拿过来用就可以了，效率也非常高。

在工业领域，小体积是一个发展方向，像LTM4668，其高度集成是一个卖点，尺寸是6.25mmX6.25mm，厚度只有2.1mm。电压在电流反馈的模式，对整个环路做控制，把不同的输出并联在一起，可以得到不同电流的组合，这样做的好处是：第一个是对广大的工业客户和板卡设计来讲，不需要准备那么多的器件。从器件的采购，生产的可靠性，物料来讲都可以帮助客户节省，对工程师来讲，这是非常灵活的应用。

梁再信表示，我们有很好的隔离电源技术和集成电路分封装工艺，把电源封装很小的模块，基于这两种技术的组合，我们做了一个系列产品，叫隔离电源模块，集合了我们的电源模块的封装工艺，整合比较领先的隔离电源技术，做了非常小的封装隔离电源模块、变压器、MOS管、芯片，通通都在里面。

通信

从过去的2G、3G、4G，现在马上推5G了，在5G时代，还有固网的光模块、卫星、点对点的通信，构成了整个通信的回路。通信特别是5G的通信有几个挑战：首先是需要非常高的功率密度，如中国的三家运营商建三个基站会形成资源浪费，如果放在一起也是非常大的挑战，需要实现基站系统的开发，需要非常高的可靠性。

如果一个基站的电源发生了故障，影响的不是一个人，可能会导致这个区域里所有人都不能上网。效率非常重要，因为有MOS管和电感的存在，所以电源一定是有损耗的,一定不能做到100%的效率，从30年前到近两年，电源的效率慢慢的提高，但大概到94%的时候就推不动了。电感的损耗可以降下来，但是MOSFET管的损耗会增加，很难超过94%、95%的转换效率。

梁再信变瘦：“我们也做了尝试，在全球比较流行的区块链和虚拟货币里面，就是靠机器的运算消耗电能，然后转换成业界认为有价值的货币。我们在和比较重要的矿机厂合作的时候，他们提出非常严苛的要求，第一个挑战是能不能把一个矿机的电源，把效率做得尽可能的高，能不能从94%提高到97.5%、97.6%？我们可以配合做到这个程度，过去两年我们开展了非常多的电源设计。另外一个挑战，矿机为了提高效率和更大的挖矿能力，希望每一个芯片的工作电压越做越低，从过去0.8伏降到0.7、0.6，甚至0.5伏左右的内核电压。但在电源这个领域，有基准的存在，在过去传统电源上很难做到0.7伏以下的基准电压，意味着输出电压不会超过基准电压。怎么实现0.7伏以下的输出？ADI在这方面是有技术特长的，我们现在最新的技术可以做到0.42、0.45伏的输出电压，能够匹配他们的芯片。”

刚才说的是特定应用的挑战，通信领域的主要挑战是如何提高转换的效率，据悉，ADI过去几年研发了一个没有电感的变换器，开关频率不高的时候，电感感知就大，损耗就比较大，该公司开发了一项新技术，就是没有电感的开关电源，用电容通过4个MOS管做电压的变换，在2.8cmX2.8cm的面积上，可以输出48伏到24伏，500W。在全范围可以做到99%的效率。因为在这样的场景下，电感的损耗是最大的，通过新技术，可以把电感去掉，用电容来替代，优点是效率非常高，可以做到99%的效率，这是传统电源做不到的。

但是这样做有一个缺点，用电容来做能量的转换，输出是不可调压的，你给我什么，我就给你二分之一的电源。这样对通信来讲，有好有坏。好处是转了24V的，有非常多的可选择DRFG的开关电源转换板上所有的应用。坏处是需要稳定电压的时候但是没有，怎么办？梁再信介绍说：“我们做了新一代的产品7821，混合的变换器，它集合7820，没有电感的变换器的优点，把一个用电容做能量传输的电路和标准的降压电路整合起来，变成一个混合的电路，我们也做了类似的模板，测试了一下，可以实现97%的效率。它的优点是：电感可能只有标准电路电感的一半大小，因为我需要解决的问题不是从48伏直接转，而是从24伏往下转，压差没有那么高了，所以用的电感的体积会小很多，效率在97%左右，在这么大的功率里面已经算是非常好了。PC机的开关电源，到87%、89%左右就算非常好的开关电源了，我们可以实现非常高的效率。”

通信还有另外一个应用，离不开高速的数据处理，刚才说了电源模块，也可以应用在这个领域，因为这样的系统对电源模块的要求可能会更高，因为DSP和FPGA内核的电压比较低，功率比较大，对输出电压的稳定性要求比较高。也针对这样的应用，ADI推出了一系列的电源模块，在基站和通信系统里面，跟工业领域的模块有点不同，在通信里面推的电源模块主要是带PSM（带数字接口的电源管理系统）的，有数字接口，可以通过处理器，当一个通信系统意外死机的时候，里面有黑匣子一样的设备可以把死机前一瞬间的电源每一路的工作状态记录下来，如电压、电流、温度等等，方便通信系统在恢复时对系统做分析，甚至可以支持远程调试和远程监控。ADI有一系列的产品是符合通信应用的，比如4677可以双路，可以用系统去控制，读取它的状态。4678是刚发布的，双路50A，单路25A。效率还不错，不同状况下可以做到94.5%左右的转换效率，也带数字接口，可以进行监控和控制。

PSM，就是带数字接口的电源管理系统，可以像飞机的黑匣子一样记录每一路电源的状态，如电压，电流，温度等等，甚至可以控制输出的电压。所以在通信系统里面，过去不重视PSM的功能，但是近几年越来越重视，在一个通信系统里面，电路非常多，通常一个大的板卡里面可能有十几路电源。当系统不稳定的时候，怎么知道是哪路出问题呢？PSM就是很好的解决方案，可以对每一路进行监控。

另外，因为通信板卡的工作环境、稳定性都不一样，通信系统面临的挑战也是不一样的，所以通信板卡在出厂的时候往往会做很多严酷的环境测试，在通信板卡里有非常重要的测试，就是把每一路电源的电压同时上调和下调5%，或者是10%，如果用到PSM芯片，在电脑上给一个指令，可以把所有电源同时上调和下调，看整个系统的稳定性。

这些应用在大的通信公司，现在是越来越普遍和常见了，因为它可以极大提升系统的稳定性。也可以理解为当系统在低负荷的时候，可以通过系统把电压降下来，可以自动变频、降低能源，电压是可以调整的，PSM的出现可以让系统非常容易的实现这样的功能。所以这里面有非常多的PSM的优点，不管是测量，输出的调整，都是PSM的强项，所以PSM在通信系统里面，应用会越来越普遍。

关于POE（Power over Ethernet）应用，POE既可以传数据，也可以供电。所以POE在通信领域的应用越来越广。目前，ADI的LTPoE++，可以提供90瓦，通过网线里面的四对双角线，能够把功率传输出去，这是非常完整的高功率的方案。

举这里有一个成功案例，在通信基站布局当中，由于小基站在楼宇里面要增强手机信号的覆盖，一个大厦里面可能会有小基站，对此，梁再信表示：“我们最成功的应用就是在小基站的应用，一根网线拉过去，整个基站的供电和通信问题全都解决掉。90瓦是不是到头了？也不是，功能越来越多，90瓦也不见得够，我们最近推出了150瓦的POE解决方案，国际标准刚刚超越25.5瓦，迈向60、70瓦的时候，我们已经推出了150瓦的方案。容量越大，需要的功率越大，150瓦可以提供非常完美的解决方案，这也是我们在通信上强有力的技术平台。”

汽车领域

在汽车，特别是自动驾驶领域，最重要的就是安全。无人驾驶技术、驾驶辅助系统都跟人类安全息息相关。这里面有很多核心的关键技术，如激光雷达、普通雷达、相关的测量测控单元。

梁再信表示：“我们在考虑一个问题，POWER BY LINEAR到底怎么支持这个领域的发展？因为雷达和激光雷达所要探索的精度和性能、稳定性是非常重要的。所以我们针对雷达、射频、等应用，推出了噪声极低的几款电源，LT3042、LT3045，噪声到底有多小？下面可以看一下，开关电源的噪声大概是20、30毫伏，我们降低到5毫伏左右，就是微伏级别的。对一个标准的锂电池来讲，500毫安的时候，噪声大概是2.7微伏。干电池的噪声比锂电池的噪声要高，因为内阻不一样。此外，基准，精度和稳定性是很重要的，噪声比电池要高一点，大概12微伏。我们针对雷达和激光雷达的应用，推出的LDO噪声只有0.8微伏。该LDO比现在看到的电池的噪声还要小。正是这样技术的推动，令我们在自动驾驶领域能够提供更好的性能和可靠性，推动产业的发展。当然，在无人驾驶和智能工厂中，全新的Silent Switcher技术也是可以用得到的。”

据悉，该公司在汽车级应用里面做了一些新的尝试，在汽车的总线里面，车的走线，连接器，布线，会有非常多的电缆，有两种类型的电缆，一种是可供电的，另外是做通信的，在ADI的大家庭里面，有推过一个A2B，用于汽车音频，把声音传递到车上的每个单元。也推出了一个新的概念——PoDL，梁再信介绍，我们发起和主导了一个标准，意思就是Power Over  Data Line。在未来汽车里面，以太网是一个热点，在汽车网络连接中。我们可以节省非常多的电缆，提高可靠性，降低施工的难度。

PoDL的意义就是如何通过车身的总线去传递所需的能源，该公司一直在推动节省电缆的数量，相信未来车身的以太网，PoDL有可能变成一个标准，ADI认为这是新的机会和转折，因为这有别于传统汽车的概念。

从传统汽车到新能源汽车，现在还是交替的时代，汽车的变迁中，功率管理、汽车电源还有移动系统，都是非常重要的。电动汽车最重要的一点是BMS，梁再信表示，对汽车的电子单元去做监控的时候，如果汽车的电池不均衡，需不需要做主动均衡？我们有LTC3300和LT8584，可以让电动汽车驾驶得更安全。

另外还有一个热点，传统的油车的电瓶是12伏的，以前它是OK 的，但现在面临非常大的挑战。音箱系统动辙就是1500瓦的功率，还有一堆的移动设备，功率也越来越大，比如二极管的问题，二极管的压力也非常大，各大车厂在探讨一个问题，能不能从12伏直接提升到48伏？这样电流可以降低25%，还可以把安全性做得更好。该公司的3305，专门针对48伏做均衡的，因为我们标准的汽车是12伏，48伏就是把4个12伏串起来。

梁再信表示：“我们也对技术做了储备和探索，据我所知，奔驰S级轿车是有两个电瓶的，这两个电瓶的电压也是不一样的，48伏和12伏可能在一定时间内是共同存在的。那就有一个问题了：汽车如何处理48伏和12伏的系统？发电机可能是48伏的，又有12伏的系统，因为汽车工业发展这么多年，不可能所有系统全部都迁移到48伏，很多单元是12伏的，所以12伏的系统肯定会同时存在的。我们可以把一个48伏的电池组和12伏的电池组连接起来，可以做双向供电。48伏发电，可以降压给12伏的充电，可以保证整个轿车任何一个电瓶出现问题的时候，都可以解决系统的问题。”

基于汽车工业的发展和用电设备越来越多，所以系统的功耗越来越大，二极管是一定要用的，ADI公司推出了理想二极管的桥阵列，把理想二极管的技术从单个扩展到四路，这样可以得到非常低的功率损耗，不需要散热片，有非常高的可靠性和效率。在汽车里面，温度是非常大的挑战，因为功率降低了，温度也降低了，重量也降低了，不需要加散热片了，这也是我们在汽车领域的一些探索和应用。在不远的将来，我们会看到理想二极管的身影。

从系统的安全性和可靠性来讲，因为汽车的电瓶和整个系统越来越复杂，系统难免在启动时会有一些瞬间的高压出现，这种高压对系统是非常大的挑战，过去的汽车电子大部分是在12伏系统下工作的，在恶劣的条件下，有可能瞬间到70伏，可能把组件击毁，过去在汽车领域最常见的做法是加TVS管，但这有一个缺点，3000瓦、6000瓦的TVS管，体积比较大，比较难固定，稳定性和可靠性怎么实现？ADI推出了Surge  Stopper，把瞬间脉冲的干扰电源能够把尖的部分全部消掉，在设定的标准范围之内。所以在汽车领域，让系统更安全，当电压超过设定值的时候，整个系统能够把所有高压部分全部消掉，留给后面的就是可控的电源，这样，车身系统就能避免因为意外的干扰损坏汽车上的组件，因为这和人的生命安全是息息相关的，这也是该公司在汽车安全上所做的创新。