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新聞中心

EEPW首頁 > 模擬技術 > 編輯觀點 > 芯片巨頭ADI是如何成長的?用“芯”架起物理與數字的橋梁,為科技向善“超越一切可能”

芯片巨頭ADI是如何成長的?用“芯”架起物理與數字的橋梁,為科技向善“超越一切可能”

作者:王瑩時間:2023-08-28來源:電子產品世界收藏

1. 2022年增長了46%

本文引用地址:http://www.cinargozlemevi.net/article/202308/449963.htm

2023年初,市場調研公司Gartner發布了全球前20名半導體廠商的排名,從營收漲跌幅來看,(Analog Devices, Inc.)2022年營收同比增長46%,在全球前20大半導體廠商中營收增長幅度最大(注:部分原因來自于2021年8月完成對Maxim的收購)。而2022年全球半導體業市場表現低迷,據Garner統計,2022年全球半導體收入僅增長1.1%。如此懸殊的數字差異,不得不讓人們凝視。

                                             

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成立于1965年,迄今已有58歲歷史(截至2023年)。2023年6月,ADI以上個財年120.14億美元營收,入選2023年《財富》美國500強排行榜,排名第344位。實際上,在500強排行榜上,成立這么久且從事高科技業務的公司已經為數不多。據一家研究機構對企業壽命的調查報告顯示,世界500強企業的平均壽命是45年,而500強高科技企業的平均壽命要比45年短很多。環顧整個半導體業,存活20年以上的公司已不多見。作為一家高科技半導體企業,ADI這50多年來都經歷了什么?為何能保持旺盛的生命力? 

ADI概貌(數據來源:ADI財報及網絡)

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圖源:網絡)

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2 一次偶遇擦出了火花

半個多世紀前的一天,27歲的麻省理工學院(MIT)學生Ray Stata (雷·斯塔塔)在波士頓的哈佛廣場閑逛時,恰巧碰到了學友——Matthew Lorber (馬修·洛伯),當時Matthew正在尋找一個室友。而志在創業的Ray Stata顯然是一個理想的“合租”對象。此后,兩人不僅是室友關系,更成為了并肩作戰的企業合伙人。

1965年,在麻省理工和哈佛大學的“學區房”——波士頓都市區劍橋市的一座公寓大樓地下室里,兩人開始了創業,并給公司起了一個很時尚的名字——Analog Devices, Inc.,因為當時剛剛開啟模擬器件時代。二人的創業初衷“只是希望有機會掌握自己的命運”,沒想到星火燎原,這家初創公司50多年后市值將達數百億美元(注:2023年8月約為900億美元),成為半導體業的跨國巨頭。

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圖?ADI兩位創始人 Ray Stata(前排右) 和 Matthew Lorber,后排是他們年輕時的照片(圖源:ADI公司2015年提供) 

創業之初,ADI做的并不是芯片,而是順應當時的新興市場,開發運算等分立器件,用于產生經過精確放大的改良型電信號。型號為101的通用運算是ADI的第一款產品,大小如同冰球,是適合實驗室儀器應用的模塊運放。 

到了1967年,ADI推出了第一個增益設定,標志著公司向半導體業務的轉變。在市場的驅動下,ADI迅速獲得了成功。1968年,ADI的銷售額已達到570萬美元,并于次年1969年作為“獨角獸”上市。ADI的圖形標志(logo)表明ADI是以放大器起家的(放大器在工程上用三角形符號表示)。 

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3 珍寶級人物——Ray Stata

在世界半導體之林,ADI的發展相對是比較順暢的,沒有遭遇過什么較大的戰略失誤或波折,即使在行業產業的低谷期,也往往能柳暗花明,又找到新的增長點。ADI的另一個特點是非常重視科研和創新,擅長做高精尖的芯片及解決方案,產品集中在“連接物理世界和數字世界的橋梁”產品。

這些特點的形成,離不開創始人Ray Stata的卓越遠見與魄力。

1934年,身為未來ADI聯合創始人的Ray Stata出生于美國賓西法尼亞州,并于1957年獲得麻省理工電子工程學士學位,1年后拿到碩士學位。但Ray不僅是“理工男”,還是一位技術商業化的高手,帶領ADI搭建起模擬與數字之間的橋梁。這讓他與硅谷那些通過不斷創辦和出售初創公司而迅速致富的人形成了鮮明的對比。

Ray將ADI的發展經歷稱為“隨著技術商業模型的變化而不斷自我改造的一個過程”。他成功地把握住了2個重要轉折點。

● 用極端方法向芯片轉型

在創辦后的第4年,ADI就迎來業務重點的巨大轉變——從一個主要從事分立元件裝配的公司變成集成電路制造商。這個遷移轉換的過程,成為了ADI的第一個大挑戰。

當時ADI的運算放大器是通過把晶體管等分立器件組裝在印刷電路板上進行設計和生產。而在兩年之后,市場上出現了首款集成放大器。雖然那時的集成電路性能不如ADI的手工電路,但是Ray意識到:集成電路的技術每年都在提升,成本也越來越低,所以一定要學會設計、制造集成電路,這樣才可以取得長期成功。由此,Ray Stata決意要向集成電路轉型。

但是,當Ray提議公司轉為制造集成電路時,遭到了公司內所有階層的反對:管理層和股東、工程師反對,因為他們不熟悉集成電路(芯片)設計;甚至公司的會計也說,公司沒有錢來籌建晶圓廠。另外一個原因是:ADI在原有業務領域已發展得相當成功。

說服所有人相當吃力,于是Ray采取了極端的做法:將自身所持股票作為啟動資金,建立一個完全獨立于ADI的公司,并且ADI有權低價買下這家公司;如果這個公司最后失敗了,損失由Ray來承擔。

2年后,Ray憑借著名為Nova Devices(新星器件)的初創公司證明了自己,Nova Devices被ADI收購。

1973—1996年,Ray成為ADI的CEO兼董事長。

● 扎心的事促成了消費電子業務

上世紀80年代中期,ADI又遇到了發展瓶頸。ADI所服務的儀器市場進入了上升后的平穩期,因此公司的銷售也開始放緩。當時正值索尼CD播放器上市,這種新型消費電子產品的設計需要用到一塊16位的D/A芯片,因此索尼四處尋找高性能且成本極低的芯片,并看上了ADI的一款芯片,但出價僅5美元,而這款芯片當時的售價為50美元。面對如此瘋狂的“大砍價”,ADI毫無疑問地拒絕了,也將這個機會送到了競爭對手Burr-Brown(注:2000年被TI收購)那里。

通過這件扎心的事,Ray開始意識到ADI不能一直依賴低產量、高溢價芯片的業務模式。于是,經過幾年的打磨,ADI重新開始以“一家生產低成本、高產量器件的大公司”形象恢復了增長。

機會再次光顧ADI,上世紀80年代末、90年代初,索尼再次找到ADI,希望有一款合適的ADC(模數轉換器)能夠跟其圖處理器結合起來,也是因為這個機緣,ADI用新研制的高精度、高速Pipeline ADC把數字圖像領域的門為消費者打開,使之后一度紅火的數碼相機進入千家萬戶。

● 世紀之交的挑戰

90年代末 ,Ray意識到了全球化是一個巨大挑戰,電子產品的制造業往亞洲轉移的大趨勢,為了貼近客戶,ADI也在關注亞洲,1995年,ADI正式進駐中國。

21世紀初,半導體業又面臨著新的挑戰??蛻舨辉贊M足于“僅是一堆元器件”的產品,他們需要的是盡可能完整的系統級解決方案。因此芯片公司要具備各種不同的能力,包括系統架構技術和在不同部門均適用的運營結構。

1996年Ray覺得有必要做一些新的事情(公益事業等),于是將CEO的接力棒交給了接班人。但此后多年,Ray仍然在公司董事會中擔任董事長一職。

Ray在全球范圍內都有很高的聲望,被公認為是半導體業的領導者之一。他作為麻省理工的校友,也是該校的捐贈者和贊助人之一,捐款資助了麻省理工學院的Stata中心建設。

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圖:Stata中心2004年開業,是信息與決策系統實驗室(LIDS)和語言學與哲學系的所在地。設計者稱該建筑像一群聚在一起慶祝的喝醉的機器人(圖源:Stata中心網站) 

4 創始產品“放大器”的發展歷程

ADI不僅開創了運算放大器,創建了半導體產業中第一款IC,還商業化了第一款大批量生產的基于微機電系統()技術的加速度計,并且取得了數字信號處理器()領域中的許多業界技術突破。 

在放大器方面,ADI的放大器設計師意識到,只有深入了解客戶的應用,才能創造出最佳產品,因此,將工程開發與商業上的成功產品很好地平衡。ADI在放大器領域的主要研發和創新如下。

早期(1965-1980):ADI主要開發和生產模擬信號處理產品,尤其是運算放大器。其產品被廣泛應用于音/視頻、通信和控制系統等領域。

● 1980年代:ADI開始開發更高性能的放大器,如精密放大器和高速放大器。這些放大器具有更高的精度和更快的響應時間,可以滿足更嚴格的應用需求。

● 1990年代:ADI推出了一系列低噪聲和低失真的放大器,適用于音頻和視頻應用。

● 2000年代:ADI開始開發更高級的放大器,如射頻(RF)和微波放大器,這些放大器可以處理更高頻率的信號。此外,ADI還推出了一系列低功耗放大器,適用于便攜式和電池供電的設備。

● 2010年代至今:ADI的放大器產品線已經非常全面,包括精密放大器、高速放大器、射頻放大器、低噪聲放大器、低功耗放大器等各種類型。其放大器被廣泛應用于各種領域,如通信、醫療、汽車電子、工業等。 

5 成為“”的龍頭

在物理世界與數字世界之間,最重要的橋梁便是,而ADI是市場占有率上的霸主。

首先,ADI第一個捕捉到數據轉換器的商機。當今已是數字化時代,雖然數據轉換器對電子業的重要性是顯而易見的,但是早在1969年左右,也就是ADI公司推出其首款模數轉換器(ADC)和數模轉換器(DAC)的時期,許多業界觀察家并未認識到這一點。那時候,大型計算機主要限于大學校園、國防機構和大型企業,而PC(個人電腦)尚未問世。但是ADI的先見之明是大力開發這種能夠連接物理世界模擬信號和計算機領域數字信號之間的橋梁產品。

之后,ADI在數據轉換器上一發不可收拾,產品線非常豐富,包括ADC、DAC、數字電位計等。

其中,ADC和DAC號稱“模擬電路皇冠上的明珠”,ADC在兩者的總需求中占80%以上[1]。以下介紹一下ADC的發展簡史。

1969年,ADI公司推出了第一個模數轉換器(ADC),是12位的逐次逼近型ADC,當時的售價是800美元。

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圖 ADI公司推出的第一款模數轉換器(ADC) (圖源:網絡)

1971年,英特爾推出了全球第一個微處理器,開啟了信息時代,為數據轉換器的大發展帶來了機遇。在1970年代,ADI公司在模數轉換器領域取得了顯著的成就,例如推出了更快速、分辨率更高的ADC,用于滿足日益增長的數據處理需求。在此期間,ADI公司還開發出了一系列用于音/視頻和數據通信的模數轉換器。

1980年代,隨著個人電腦的普及,ADI公司的模數轉換器也應用到了計算機圖形和多媒體領域。為滿足這些應用的需要,ADI公司開發出了具有更高分辨率和更快轉換速度的模數轉換器。

1990年代,ADI公司的ADC被廣泛應用于數字信號處理、通信和醫療設備等領域。此外,ADI公司還推出了一系列用于無線通信的高效能模數轉換器。

2000年進入了數字化時代,是繼工業時代和信息時代之后的一個新時代。ADI的數據轉換器被用于越來越多的高技術產品中,包括智能手機、平板電腦、數字電視和汽車電子等。

2010年代,ADI已是數據轉換器方面的最大廠商。根據市場研究公司 Databeans, Inc. 2011年4月發布的數據轉換器市場研究報告,2010年,ADI 公司以47.5%的市場份額引領全球數據轉換器市場。

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圖 2010數據轉換器市場份額(來源:Databeans) 

6 一代天驕——

ADI直譯為“模擬器件公司”,很多人對于ADI的印象,可能還停留在“高性能模擬”這一層面。但其也是(數字信號處理器)的先驅和主要供應商之一,有過驕人的輝煌。

1982年世界上誕生了第一代DSP芯片——德州儀器(TI)的TMS32010及其系列產品。這種DSP器件采用微米工藝雖功耗和尺寸稍大,但運算速度卻比微處理器快了幾十倍。

ADI很快捕捉到了這個商機,于1983年開始技術研發,成為DSP的主要玩家之一。

ADI的DSP是從SHARC系列開始的,是一種非常純粹的浮點DSP內核,2106X,2116X,2126X,218X等,這些被業內稱為老SHARC。老SHARC很早就被用于工業領域,而這些領域的產品特點多是幾十年不變的型號和方案,所以直到今天這些在現在看起來即不先進又非常貴的DSP仍然有很大的市場。

●1997年,ADI又推出了TigerSHARC(虎鯊),將SHARC系列推到了極致?;Ⅴ徬盗幸云渚薮蟮钠蟂RAM和非常方便的芯片級聯技術(LinkPort),迅速獲得了高速、海量數據處理及應用者們的青睞。這類處理器主要應用于高性能數字處理,如高速信號處理,圖像處理等。例如ADSP-TS201系列。

●ADI接到了Microsoft的需求,需要一顆應用在相機上的高性能定點DSP,當時世界頭號軟件巨頭一塊巨大的餡餅拋了過來,促成ADI和Intel聯手,專門定制了一款商用、高性能、低成本的定點DSP內核,2001年推出芯片——Blackfin。(注:這也很好地解釋了為什么一個單核定點的DSP會擁有MCU的能力,因為MCU的鼻祖Intel加入了設計。)這類處理器在嵌入式處理,包括工業控制和消費電子產品中有著廣泛應用。幾個常見型號包括 ADSP-BF533, ADSP-BF609等。其中2003年3月底發布的ADSP-BF533具有600MHz時鐘頻率和1.2GMACS(每秒10億次乘法累加運算)運算速度,可以滿足嵌入式音頻、視頻和通信應用對高速運算和低功耗的要求。

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2003年3月ADSP-BF533發布時的海報 

●Blackfin之后,ADI DSP的消費電子生意逐漸有了起色,ADI的投入也持續加大,于是就有了縱橫音頻市場的SigmaDSP。這類處理器主要用于音頻處理,包括汽車音響、電視、手機及音響設備等。例子包括ADAU1701、 ADAU1452等。 

不過,今天的數字時代,DSP芯片的市場份額正在縮減,主要原因有如下幾個:

①替代技術的發展:一些微處理器、FPGA等芯片已經可以處理一些曾經只有DSP才能處理的任務,這些設備的性能可以滿足多數應用的需求。

②芯片集成度的提升:隨著SoC技術的發展,許多芯片已經將DSP、微處理器、內存等集成在一個芯片上,這大大減少了對單獨DSP芯片的需求。

③應用的變化:隨著移動設備、云計算、人工智能等新興應用的出現,對數據處理的需求也在發生改變。這些應用需要的處理器不僅要有高性能,還需要有低能耗、小體積等特性,單獨的DSP芯片往往無法滿足這些需求。

7 出圈的傳感器

1990年,ADI開始了技術的研發。MEMS是微電子機械系統,家人們可以把它通俗地想象成一個安裝在芯片上的很小的機械。

從最早專供于汽車電子的安全氣囊、胎壓監測等應用,到手機等消費端的深入,再到如今AR/VR、自動駕駛、智慧場景等多個行業的大規模普及,MEMS傳感器技術在“出圈”路上愈行愈遠,做到了“遍地開花”!ADI的MEMS產品多年來已用于十多億個民品。

從1991年ADI發布第一顆High-G MEMS傳感器用于汽車安全氣囊碰撞監測,到1996年發布第一顆Low-G傳感器用于人體運動監測,再到2011年發布“能夠承受170℃高溫的MEMS加速計傳感器”,及至2022年三軸MEMS加速度計ADXL367問世,這種堅持,ADI傳承了36年(注:截至2023年)。

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ADI的MEMS簡史如下。

● 1991年ADI發布High-g MEMS器件,聚焦汽車安全氣囊碰撞監測應用,引領了MEMS傳感器研究新方向。引領了幾乎10年的MEMS傳感器研究。

● 1996年ADI發布Low-g MEMS傳感器,聚焦人體運動監測應用。ADI認為消費類應用目前已成為MEMS傳感器市場主流。

● 2000年推出MEMS陀螺儀,同時迎來了1億傳感器出貨!

● 2001年發布能夠支持175℃高溫的雙軸iMEMS加速度計ADXL206,可用于深井鉆探和發動機機艙等惡劣環境。

● 2007年研發出工業級慣性傳感器。

● 2012年推出低功耗3軸數字MEMS產品ADXL362,在運動檢測喚醒模式下功耗僅為300 nA!為低功耗樹立了標桿,可用于廣泛的可穿戴產品,例如手環。

● 2013年ADI無線振動傳感器推出,同時迎來10億傳感器出貨!

● 2022年三軸MEMS加速度計ADXL367問世,可用于廣泛的醫療健康和工業應用,包括生命體征監測、聽力輔助和運動計量等設備。相比于上一代明星器件ADXL362,新產品功耗改善了2倍,同時噪聲性能提高了30%以上,還提供更長的現場使用時間,最大限度地延長了電池壽命,并降低了維護頻率和成本,再次樹立了行業標桿。 

憑借適應不同應用需求參數的各類MEMS產品,同時針對某些特定領域開發專用產品,ADI MEMS傳感器技術的輝煌仍在繼續。 

迎接“后摩爾時代”

ADI的成立時間是1965年,恰好也是摩爾定律提出的那一年。40年后的2005年,ADI的事業興旺,但摩爾定律已趨于極限,產業界在探討如何延續摩爾定律?后摩爾時代電子技術的核心需求主要分成三個方向:即more Moore、more than Moore和beyond Moore或beyond CMOS。目前行業給出幾種可能的方案:包括大熱門的chiplet/3D封裝(即SiP),新興器件技術(自旋器件/量子)和新興架構(量子計算/神經形態計算)等。

● 多樣化摩爾(More than Moore)方案

模擬芯片需要什么樣的工藝,例如高壓、高頻或高精度的工藝;在射頻領域上需要什么樣的工藝;在傳感技術上要做什么樣的工藝準備?

所以芯片技術存在多個維度: 一個維度是基于高密度的數字SoC工藝,它可以基于納米級的工藝做更多的系統集成;另一個維度可以把很多模擬工藝、不同的芯片封裝在一起,形成SiP的解決方案。

未來,SoC和SiP整合在一起的方案能夠在更多的維度上解決更多的問題,形成更高的價值。

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圖:多樣化摩爾戰略

基于這樣的考量,ADI有一些多樣性的產品和技術解決方案。舉例如下。

1)MEMS方案。包括4個關鍵的技術優化和技術演進方面。①陀螺儀、慣導類產品,會強調繼續拓展高精度,進行全面的校正,同時把體積做得更小。②超低噪聲,把加速度檢測的噪聲干擾抑制得最低,同時保證這類產品有10年以上的生命周期,這對于很多地質災害橋梁和房屋的損壞檢測非常關鍵。③超低功耗,希望這種產品在電池供電的環境下做非常長時間的運行,例如心臟起搏器,希望推出的產品在很小電池供電環境下能實現27~30年的工作水平。④高溫,拓展到175℃度,用于地質勘探的需求。

2)隔離。市面上有光隔離、電容隔離等,ADI是唯一一家提供磁隔離的芯片技術公司。磁隔離最大的兩個特點是:①可以把整個傳輸速度做得更高,除了把幾十MHz的信號做出來,甚至能夠把上GHz的信號做出來,例如ADN4654芯片;②能量的傳輸,不僅使能量更有效地傳遞,而且可以把EMI(電磁干擾)抑制到最低水平,可以用于汽車和工業領域。

3)磁感應器。AMR磁阻感應器,ADI早期有ADA4571產品,可達0.5°的誤差,可用于運動控制的角度監測等。 

● 超越摩爾(Beyond Moore)方案

ADI的組織架構經歷了3個階段。

1)1970年—1990年,ADI的組織結構是按照工藝線來分的,那時所有的生產制造也是每條產品線自己來負責的。

2)1990年以后,ADI開始根據產品劃分組織結構,包括高速ADC、高精度ADC等。

3)ADI意識到在器件級和核心技術上的創新出現了一定的瓶頸,更多的創新不僅來自于核心半導體的創新,更重要的是系統級的創新,即超越摩爾(Beyond Moore)。所以2008年以后,ADI推出了新的組織結構,關注在不同應用領域里,怎么把半導體技術和系統算法與應用結合起來。例如關注到消費電子、醫療、能源、汽車電子、通訊基礎設施、工業自動化方面,以此來形成ADI的發展模式。此時,ADI也開啟了并購戰略,以補齊產品線,擴展技術邊界。

ADI 在三個指標上不斷突破:一來是成為某項技術的領先者;二是關注垂直領域;三是具備系統思維能力。這三項能力結合起來將實現“超越摩爾定律”(Beyond Moore)。

9 并購時代

2013年5月7日,ADI任命Vincent Roche為公司總裁兼首席執行官(CEO)。如果說前任領導人是把ADI做強,那么Vincent在把ADI做大。

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照片 ADI的新一代掌門人Vincent Roche 

盡管之前ADI也有過十幾次的收購,例如在1980年—1983年,ADI投資了11家不同的高科技公司,以拓寬在數字信號處理電路、圖像處理系統和電信儀器等領域的產品線,這也是ADI進入新產品領域的典型擴張方式。

但Vincent領導下的ADI的收購力度更大。隨著收購戰略的加持,ADI 2022年營收達到了創紀錄的120億美元。而2014年的營收僅為逾34億美元,8年間成長了3.5倍!

Vincent在2015年慶祝ADI成立50周年時說,回顧歷史,每個10年ADI都有不同的增長點和市場熱點,比如1965—1975年發展的動力是航空航天,1975—1985主要是PC的發展,1985—1995是個人數字化,1995—2005是互聯網, 2005—2015是移動互聯網,這一切機遇都被ADI很好地抓住了。2015—2025乃至未來,ADI將專注于智能邊緣領域。通過自然發展與并購,ADI已經準備好所需的硬件技術,包括傳感器、信號鏈、處理器、無線連接以及電源等,未來會更多地推出結合模擬、數字和軟件技術的解決方案。

實際上,模擬行業自2000年以來就開始了頻繁的并購重組。但ADI近年的兩次超百億美元并購,累計并購金額最高,可謂投資最大。

表:2000年以來模擬公司的12起大型并購案(截至2023年8月)[2]

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ADI發展歷史上的三大半導體收購案,分別為2014年以20億美元收購射頻芯片廠商訊泰科技(Hittite);2016年斥資143億美元收購凌力爾特(Linear Technology),后者在高性能電源方面擁有成熟的技術經驗;2021年以209億美元收購美信(Maxim Integrated Products),后者在PMIC(電源管理芯片)、模擬集成等在內的模擬芯片方面具有強大的實力,對ADI的盈利能力和收入都產生了積極影響。[3]據Gartner統計,ADI 2021財年營收84.90億美元,收購后的2022財年達到123.91億美元,首次邁入了百億美元俱樂部。 

值得一提的是,此前,ADI、Maxim和Linear是高性能模擬芯片領域的三家代表性廠商,規模比較相近,ADI在3年內收購其他兩家,可謂大膽且有一定難度的舉措,例如因為收購金額較高,可能會帶來較高的資產負債率[3]。但是好處也是顯而易見的,能夠形成優勢互補,產生規模效益等。

具體來看,2016年7月,ADI以現金和股票交易方式收購Linear,這筆交易價值143億美元,合并后公司總市值約為300億美元,鞏固了ADI高性能模擬技術公司的地位。Linear公司2014年的收入只有14.37億美元(如下表),利潤率卻達到了46.3%。據悉,Linear本來并無意出售,但ADI的出價實在太吸引公司股東。ADI瞄準的是Linear高性能電源技術。收購完成后,新成立的Power by Linear?子品牌強化了ADI的電源產品線,其中原來Linear的電源產品占到85%。此次收購使ADI 快速進入到了電源管理芯片的市場中,并在規模上一舉超越英飛凌,成為僅次于德州儀器(TI)的全球第二大模擬芯片廠商。

表:2015年十大模擬廠商(來源:IC Insights)image.png

2021年8 月,在模擬市場排名第二的ADI正式與排名第七的Maxim合并(如下表所示),交易金額約210億美元。據電子產品世界記者所知,早在2015年,外界已傳聞ADI可能會收購Maxim,因為ADI頻繁造訪Maxim,沒想到2016年ADI虛晃一招,收購了Linear?,F在看來,ADI通過曲折迂回方式,下了一盤大棋!這次合并,不僅豐富了ADI的產品組合,提高了解決方案的多樣性,同時也利用合并優勢增強自身的市場領導地位,為進一步擴大市場規模提供了有利保證。

表:2020年全球十大模擬廠商排行榜

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得益于整合的力量,ADI將具備提供更完善的硬件、軟件和系統解決方案的能力。這也為ADI 創造新價值打下基礎,這種價值不是單一的,而是多維的。ADI將從硬件創新、系統創新、生態創新3 個層面著手和發力,在持續提升硬件創新能力的同時,超越“零件”廠商的思維,從系統創新的角度,幫助客戶提升整體產品或者系統的綜合表現。

表:Vincent上任10年,ADI收購的主要公司(截至2023年7月)

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10 “超越一切可能

Vincent接過領導ADI的接力棒后,推出了新的Logo,在原logo下增加了一句話:Ahead of What's Possible(超越一切可能)。多么豪邁的話語,讓人聯想到電影大片中那些無所不能的英雄!但是科學與技術是講究客觀事實的,容不得半點主觀意愿,因此需要“硬核”技術來支撐。

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ADI有一個信條,判定自己成功的唯一標準就是客戶的成功。那么,如何幫助客戶“超越一切可能”?以下舉兩類產品的應用案例。

● 放大器與傳感器助力物理界創造奇跡

以ADI最早涉足的放大器產品為例,就在探索宇宙微弱信號的儀器方面做出了重要貢獻。ADI為激光干涉儀引力波天文臺 (LIGO)提供芯片,為探測引力波做出了貢獻,2017年,麻省理工的雷納·韋斯(Rainer Weiss)由于對LIGO探測器與引力波探測的決定性貢獻,與Barry Barish和Kip Thorne共享了諾貝爾物理學獎[4]。

愛因斯坦100年前就有對于引力波的猜測,但是他也指出,由于引力波太微弱了,并不認為可以探測到引力波。

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圖:愛因斯坦認為不可能探測到引力波

據悉,雷納·韋斯(Rainer Weiss)1932年出生于德國柏林,1964年加入麻省理工學院,1966年設想出一種探測引力波的方法:利用一種叫做干涉儀的 L 型儀器來探測引力波。該設備可以分離激光束,把兩束激光往相互垂直的探測器臂傳播(如下圖)。光束會在臂的末端反射回來,形成一個干涉的焦點,如果這兩束光完美干涉,不應該有任何的光漏到旁邊的傳感器上,但如果有引力波穿過探測器,光就會發生偏移,進入傳感器。通過這個實驗,可以驗證愛因斯坦100年前對于引力波的猜測。

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圖 LIGO的實驗裝置

2015年9月,在愛因斯坦提出廣義相對論100年后,1000名利用激光干涉引力波天文臺(LIGO)開展研究的物理學家在兩個巨大黑洞位于距地球10億光年的地方相互圍繞著旋轉時,探測到其輻射出的脈沖波,證實了愛因斯坦廣義相對論的最后一個預言。

ADI的多款高性能放大器與傳感器參與到LIGO解決方案中,其中,AD797是高精度放大器,對干涉光的正負檢測和正負控制起到了關鍵性作用;AD590是高精度的溫度傳感器,使4 km長的激光真空管的溫度控制得很好; ADA4700是高壓放大器,幫助把靜電接地控制得非常好。

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圖 俯瞰LIGO

● 數據轉換器助力中國創新

“超越一切可能“的另一個范例是其王牌產品——數據轉換器,ADI不僅創造了半導體產業中第一款數據轉換器IC,此后的發展更是一路開掛,助力包括中國在內的很多市場及應用。

ADC有很多分類:Σ-Δ(低功耗),SAR(高精度),flash(超高速,低精度),pipeline(高速,高精度)等,ADI在此都留下了探索與創新的足跡。

例如,ADC最早業界的起點是8位分辨率,逐漸演進到更高精度和速度的技術產品。ADI最早推出了12位、100 kHz的ADC,解決了運動控制的數字化問題。之后又實現了14位ADC,賦能超聲波、X光技術數字化。

ADI的ADC對中國的貢獻方面舉例如下。

早年, ADI發現Σ-Δ型ADC能夠提供更高的精度,所以率先推出了16位Σ-Δ型ADC。在中國,該類ADC最早用在國家電網里,通過ADE7755實現了電能計量的數字化,這也是16位Σ-Δ型ADC影響力最大的應用之一。

另一個經典應用是通過把16位Σ-Δ型ADC和高壓技術相結合,實現了對汽車電池管理的監測,為此,ADI推出了系列BMS(電池管理系統)芯片。BMS使汽車電動化有了關鍵的技術支撐,加速中國的汽車電氣化、電動汽車的發展。

之后,ADI推出了16位SAR ADC。這對于中國的國家電網應用非常契合。因為電網在電流、電壓的測量上需要同步性。ADI在這個領域開發了一系列的同步采樣SAR ADC。隨后,Linear(注:2016年被ADI收購)在SAR ADC也有了加持和突破,實現了20位1 MHz的SAR ADC,之后又拓展到了32位的精度。

由于Flash ADC的發展很快遇到了瓶頸,因此ADI最早開發出一種新的ADC結構——Pipeline ADC。Pipeline ADC精度更高、速度更快。ADI最先實現了40 MHz、12位的Pipeline ADC,在上世紀80年代末、90年代初,用于索尼的數碼圖像處理產品中。

隨后,ADI繼續把Pipeline ADC技術不斷提升,把帶寬做得更高,使很多設備可以用到相關的技術。還有更高精度——14位的Pipeline ADC,可以用到3G、4G、5G的基站里。Pipeline ADC的性能也繼續提升,進入了25 MHz、16位的精度,使雷達等技術在此基礎上得到支撐。

ADI的ADC還在不斷地拓展邊界,例如AD9213甚至到達10 G的采樣帶寬,可做直采。同樣,ADI的DAC——AD9172可以做到12 G的輸出帶寬。

11 在中國,為中國

ADI于1995年正式入駐中國,2000年在北京成立國內首個研發中心。2019年,ADI中國產品事業部成立,開始針對中國市場需求,開發本地自主決策的產品。2021年12月17日,ADI宣布加大對中國市場的投資,將亞德諾半導體技術(上海)有限公司升級為亞德諾投資有限公司,作為ADI在中國投資運營的總部型機構,這是對ADI 中國運營總部的升級,將核心的研發力量部署到中國,針對本地市場定義開發產品,并逐步完善本地供應鏈與生產合作體系。

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圖:ADI及在中國的成長簡史

時間推進到2023年,ADI如何看待中國市場?在中國的戰略如何? ADI中國產品事業部總經理趙軼苗在2023年初接受采訪時表示:在中國市場,產業現代化體系建設正在加速,幾乎所有產業都在進行數字化變革,并試著走出一條以科技創新推動產業轉型升級,實現綠色化、低碳化的高質量發展之路。這就為半導體產業發展帶來了新的機遇,那些契合當下產業發展需求的半導體技術及產品會被市場堅定選擇,尤其是支撐新能源汽車、醫療健康、數據中心、智能制造等產業發展的半導體產品及解決方案。在上述熱點應用場景低時延、高可靠性和高安全性的需要下,邊緣智能也將迎來高速發展。

面向中國市場,ADI 中國產品事業部秉承“技術先行,以客戶為中心”的理念,同時積極兌現“在中國,為中國”的承諾,深度了解本地市場趨勢,由本地團隊定義開發產品,并努力實現生產制造本地化。

目前,ADI 中國產品事業部已相繼推出多款由本地團隊自主定義設計的產品,覆蓋上述的新能源汽車、儲能、健康醫療與光通信多個熱點市場,如適用于可穿戴健康監測設備的ADPD6000和ADPD7000、主動降噪芯片ADAU1860 和ADAU1850、面向工業儲能應用的18 通道電池管理芯片ADBMS1818,以及光模塊控制器ADuCM430 等,均已被客戶廣泛采用并獲得好評。

2023年及未來,ADI 會提供更多結合模擬、數字和軟件技術的解決方案,以實現智能邊緣領域的突破性創新,推動數字化工廠、汽車和數字醫療等領域的持續發展,從而應對氣候變化挑戰,并建立人與世界萬物的可靠互聯。 

12 科技向善

ADI的CEO Vincent指出:作為一家有社會責任的企業,要把有限的精力集中在那些對社會影響最大的、需要解決的問題上。ADI思考現在有兩個非常大的需要解決的問題:第一,自身的健康;第二,地球的健康。

在醫療健康方面,每一臺醫療設備的背后是一條條鮮活的生命,每一個健康產品的關系著人的生活質量。ADI不僅在技術研發上不斷突破,也在供應商上做到特事特辦。例如中國深圳的一家頂級醫療設備廠商,過去3年因為新冠疫情,他們對ADI產品的需求量激增,ADI在交付上專門開辟綠色通道,確保不會因為ADI的交付影響到客戶的醫療設備出貨。

     ADI也非常關注氣候問題。在技術方面,ADI致力于綠色節能環保,和太陽能/風能、儲能、新能源汽車等行業里領軍企業有廣泛的合作,希望通過創新的半導體技術和創新模式架構,讓綠色能源的時代早日到來。

“ADI的客戶也越來越多地關注到ESG(環境、社會責任和公司治理)”。ADI中國區銷售副總裁趙傳禹在2023年2月深圳新辦公室喬遷的新聞發布會上說,ADI與客戶交流的不僅是技術和產品創新,更多的是如何做到科技向善,和客戶一起用技術創新為我們的世界創造更多美好。

2023年7月,ADI發布《2022年環境、社會責任和公司治理(ESG)報告》,報告重點介紹了ADI的解決方案如何造福社會和地球,提出了全新的用水強度目標,并繼續踐行公司對透明度及準確披露的承諾。

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2022年ESG報告主要更新內容包括以下。

● ADI解決方案造福社會和地球:ADI已成為半導體設計和創新系統解決方案的領先企業,在現實世界與數字世界之間架起橋梁,造福社會和地球。ADI與客戶合作創新,改善生活品質,解決工業、汽車、通信、數字醫療健康、消費電子等終端市場的緊迫挑戰。2022財年,綠色營收約占ADI總營收的30%,較2021財年增長約34%;綠色研發投入約占總研發投入的30%,與2021財年持平。

ADI履行ESG承諾的關鍵進展包括: 

 ● 氣候:第一類和第二類溫室氣體(GHG)絕對排放量較2019年減少7.2%。按收入計,第一類和第二類溫室氣體排放強度較2019年下降37%。ADI還首次披露了完整的第三類排放情況,這是到2050年或更早實現整個價值鏈凈零排放目標的重要組成部分。

● 能源:2022年,ADI制造設施所用電力的54%來自可再生能源,并有望在2025年以前實現100%的目標。

ADI首席執行官兼董事會主席Vincent Roche(注:此時Vincent已是董事長)表示:"我們對自身在環境、社會責任和公司治理方面取得的成就及努力幫助客戶和合作伙伴實現其ESG目標深感驕傲。然而,我們仍面臨迫切問題,不容絲毫懈怠。我們將一如既往地憑借ADI的技術為人類健康和地球環境帶來積極影響。" 

小結

有強烈的創新精神,擅長技術商業化,秉持“科技向善”,這就是ADI持續向前的動力源泉。 

參考文章:

[1]模數轉換器ADC行業專題研究:模擬電路皇冠上的明珠.docx.(2022-9-4) .https://www.renrendoc.com/paper/219793786.html

[2] Steve Gu.21世紀全球模擬半導體12大并購案 - 知乎,(2021-11-17) .https://zhuanlan.zhihu.com/p/434392948

[3] 投資者稱收購Maxim Integrated提升了ADI在模擬市場中的領導地位.(2022-4-22) .https://baijiahao.baidu.com/s?id=1730817649570967820&wfr=spider&for=pc

[4]跨越時空的相遇 | 2017諾貝爾物理學獎. https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NDU1MDY5OA==&mid=2653188918&idx=1&sn=fb52827c3d227d76c907c4102ab82521&chksm=8435a673b3422f658f625a873ec2d2d23acc20cdf41757ebf440434db1ec6463c51532da8e59&scene=27

(注:本文登載于EEPW 2023年10月期)



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