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物联网、人工智能、大数据和云计算等应用领域近年来快速发展，对高性能低功耗的集成电路的需求越来越迫切。同时，每年全世界集成电路规模超过了三千亿美元。
而我国的集成电路，近些) = [ / & # Q Y年来虽然已经取得了长足的进步，但在高端领域，大部分仍依赖于进口。中美贸易战，更表明可! c S E #以预见的未来集成电} i R 2 G B 3 {路在V K J E我国仍然是需要并且必须大力发展e P [ 0 / : O 8 k，并能取得很大突破的方向。
自然界中的信号，诸如光、电和声音等，都是模拟的信号。由于这些信号最终都必须在数字领域方面进F L G 4 # & #行处理，所以就要对它们进行转换。
而其中的传感器、发射器、接收器、滤* d *波、放大& U F B | T ?、转换等功能，都是属于模拟电路设计的9 J 8 p L + % s部分，需要经i 7 [ n H验丰富的模拟设计者来完成。
飞速发展的原因
在二十世纪五十年代后期，提出了同一3 h u衬底上摆放多个电子元件的思想。近几十年来，这种技术已经从生产只包含少量元件的芯片，发展到能容纳百亿以上晶体管的芯片。
正如intel公司的创始人之一戈登摩尔预言的，每个r k = G Y Z (芯片上晶s _ I } # Q k体管的数量大约每十八个月翻一番。
与此同时，晶体管的尺寸也从上世纪六十年代的二十五微米下降到如今) 5 I l _的七纳米，从而是集成电路的速度得到了巨大的提高。
信息的存储处理传输和量化等等的近乎所有的过程，都可以在小小的芯片上实现。这种基础性科技的大发展，必然会推动经济金融商业等等各行各业D S =的飞速发展。
那么CMOS技术为何能后来居上，在市场上占居主流的地位呢？根本原因是器件尺r S e r 8寸的按比例缩小。这样，器件工作的速度可以不断地加快，并伴随着成本$ C |和功耗的降低。相对比而言，双极器件则发展慢了许多。
为什么模拟集成电路设计难度大
模拟集成Z J ( : ^ A # 6 m电路设计，本质就是在速度、功耗、, = 9 ( G 1 : y增益、精度、电源x x f电压、线性度等多重因素间折衷。
不存在一劳永逸的设计方法。有时候对某一个指标要求极高，则可以舍弃其它的性能。Y H t V :有时候对其中的几个要求比较高，则根据这个新要求，又要重新设计。数字电路则不同，只需要在速度和功耗之间折衷。
模拟信号处理过程中要求速度和精g u R度的同时，对噪声、= ^ ; t x / ; ^串扰和其它干扰的比数字电路要敏感得多。
就好像有的人体质好，对温度适应范围宽，变个二三十度也没有一点问题。而有的人则不然，温度稍稍一变，就容易感冒。模拟信号就类似于后者。
数字电路中，基本不考虑器件的体效应、亚阈值效应及沟道长度效应等。
在模拟电路中，好多的时候，这些二级效应对电路的性能会有显著的影响。比如R a F 4 C D h C ]，是否消除沟道长度调制效应，一个带隙基准电路的温度系数可能有几倍. [ / E J的差异。
数字电路设计的自动化程度已经非常高，好多都可以自动综合和布局。
然而在高性能模拟电路中，很少能够自动完成，通常每一个元件都需要手工设计。这有点像汽车的生产，高端的豪车，如法拉利劳斯莱斯等，仍然需要大量的手工。
模拟电路中许多效应的建模和仿真仍然存在难题，这时H . { ( ) | m Y候经验和直觉就显得无比的重要。悟性也非常重要。
就好像鸣人教木叶丸螺旋丸之术，感觉连教都算不上，就提点了几下，而且也没说d f p # @到重点上。可能鸣人自己也不知道重点是什么。可就是这样的以其昏昏的老师，木叶丸竟然学会了。
现代半导体工业一个重要的目标，是用制造数字产品的主流集成电路技术来设计模拟电路。由于这种主流技术视为数字电路开发的，具有数字电路的特征，它不容易被模拟集成电路设计所利用。为了设计高性能的电路，需要开发新颖的电路和结构。_ i . H c & 4 f !
学习模拟集成电路的方法
学习集成电路的设计，一般m D y C有两种。
一种是从量子力学开始，通晓半导体物理、器件物理、器件模型、固体物理学、大学物理、电k u # N { M路、电磁场等等，最后是电路设计。
一种是把每个半导体器件都看做一个黑匣子，其行为用它的端电压和端电流来描述，忽略器件的内部工作原理。
在第一种方法中，物理现象与所涉及电路间的关系不太明显，而在第二种方法中，黑匣子的内容常常为人所R m V 7 G B %不解H B % B @ O，关键是还需要用到它内部的原理，这就很麻烦。
经验表明，综合使用两种方法，可能会有好的效果。单独用一种方法，都可2 , G q E K S C :能只见树木不见森林。
充分掌握半导体器件的知识，对于模拟电路设计比对数字电路更为重要。因为在模拟电路中，p V _ - i晶体管不能简单地等效为一个开关| T b n g [，许多二级效应也会直接影响电路g [ r z 6 2 8 v的性能。
同时随着技术的发展，/ ] A ; c r ; W E每一代都会有更小的尺寸，这些二级效应就更为明显。设计者往往必须确定哪些效应在给定的设计中可以被忽略，因此，深入了解器件和工作原理也是很有必8 C h 2要的。
好的模拟电路设计者，需要有敏锐的直觉、严密的态度和创新的精神。
必须以工程师的眼光快速而直觉地宏观上理解一个大的电路，以数学家的智慧量化其中难以捉摸而又重要的效应，以艺术家的灵感发明新的电路结构。
学习模拟集成电路，R N g & V有点像武侠小说中武功的修炼。
初学的时候，执着于招式和器械。自以为招式掌握了，器械也娴熟了，可以独当一面，一入江湖，发现打不过几个人。
慢慢地，看到了更多的精妙招式，果然人外有人天外有天，自己还是太嫩了。
带着经验教训，从此潜O ~ ^ p心修^ ~ $ w [ , C B X炼，到一定境界了，草木花石皆可为剑，可能还是原来的招式，但仔细看来又处处不同，此时已经不拘泥于套路，而是形随意转浑然天成了。
以上仅是$ . G 7 3 8 D U个人的一点浅见。
IC之K c Z路，
虽然任重而道远，
但我们，
一直在路上。
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