我們都聽說過汽車芯片短缺；這就是為什么一些二手車的價值仍然是幾年前的兩倍。通常，當(dāng)討論芯片短缺時，即使是在汽車以外的行業(yè)，討論的也是微控制器單元 （MCU）。許多工業(yè)和汽車應(yīng)用依賴于基于 40 nm 以上制造工藝節(jié)點的 MCU，而這些 MCU 建立在專有設(shè)計之上，只能在經(jīng)批準(zhǔn)或簽約的晶圓廠制造。

這些通常是成熟甚至老化的 MCU，但不斷為某些不一定擁有資源或希望使用新技術(shù)構(gòu)建的行業(yè)提供動力。顯然，芯片短缺給其中一些行業(yè)帶來了壓力，要求它們轉(zhuǎn)向具有更現(xiàn)代工藝節(jié)點、供應(yīng)前景更好的 MCU。

更先進的工藝節(jié)點通常是可用的，因為大多數(shù)半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)開始接受這些節(jié)點和最高容量的應(yīng)用程序。這些應(yīng)用包括片上系統(tǒng) （SoC）、內(nèi)存和存儲。此外，更先進的 MCU 還可以支持更集中的系統(tǒng)，例如汽車，這通常需要大量的 MCU、傳感器和模擬處理芯片。

模擬芯片短缺

然而，這種向更先進處理節(jié)點的轉(zhuǎn)變并不一定適用于所有芯片組件。芯片短缺有一個經(jīng)常被忽視的方面，即模擬芯片短缺，它通常建立在更大/更老的工藝節(jié)點上：90 nm 到 300 nm。與 MCU 不同，許多模擬芯片（例如傳感器、模擬信號處理、放大器、音頻系統(tǒng)和 AM/FM 無線電技術(shù)）遷移到更先進的節(jié)點的壓力甚至更小。

事實上，對于許多模擬芯片和傳感器來說，遷移到更小的節(jié)點可能需要完全重新設(shè)計和生成一套全新的 IP。這可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這些技術(shù)的成本可及性。盡管如此，對使用這些模擬芯片構(gòu)建的汽車和其他工業(yè)電路的需求似乎只會增加。

考慮到汽車和工業(yè)電子產(chǎn)品中正在進行的電氣化和傳感器擴散，模擬芯片和傳感器的可用性問題可能只會變得更糟。這還有另一個方面：隨著越來越多的 MCU 轉(zhuǎn)向更先進的工藝節(jié)點，實際上可能會減少對這些構(gòu)建模擬芯片和傳感器的傳統(tǒng)節(jié)點的可用性和支持。

模擬芯片短缺的結(jié)果

這種模擬芯片短缺的結(jié)果可能是多方面的。一個結(jié)果是，依賴這些傳統(tǒng)模擬芯片和傳感器的汽車和工業(yè)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)會出現(xiàn)額外的延遲。另一個原因是，一些足夠靈活的應(yīng)用程序可能會轉(zhuǎn)向更集中和集成的解決方案，例如功能更強大的 MCU，它們具有更廣泛的模擬傳感器套件和板載處理能力。

避免追查和采購各種模擬傳感器和芯片的問題已經(jīng)成為一種趨勢。盡管前期成本可能有利于較舊且較便宜的模擬傳感器和芯片，但使用配備更廣泛模擬傳感器和處理的更現(xiàn)代的 MCU 可以幫助某些應(yīng)用避免重新設(shè)計或更換不可用組件的困難。

這種向具有集成模擬傳感器和功能的更現(xiàn)代 MCU 的轉(zhuǎn)變也意味著對傳統(tǒng)模擬電路板設(shè)計人才或服務(wù)的需求可能會減少，因為這些工作將轉(zhuǎn)向 MCU 實施。相反，某些模擬傳感器和芯片缺乏可用性可能需要額外的模擬電路設(shè)計服務(wù)來重新設(shè)計可能已經(jīng)使用了相當(dāng)長一段時間的遺留電路板和 IP。

對在更多可用工藝節(jié)點上運行的新模擬傳感器和芯片的需求也可能更大，盡管這可能只是一個短期現(xiàn)象，因為總體趨勢是提高集成度并消除許多外部分立元件的成本和復(fù)雜性應(yīng)用程序。對于不斷發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 和智能傳感器行業(yè)來說尤其如此，這些行業(yè)包含了大量新的傳感器類型和用例，以及這些傳感器平臺的增強集成和連接性。

Jean-Jacques （JJ） DeLisle是羅徹斯特理工學(xué)院的一名電氣工程專業(yè)畢業(yè)生，在該行業(yè)工作了六年后，擔(dān)任IC 布局和自動化測試設(shè)計工程師，轉(zhuǎn)而從事 RF 出版物的技術(shù)編輯和寫作工作。他為 Planet Analog 撰寫有關(guān)模擬和射頻的文章。