ADI公司定制模块满足系统供应商最具挑战性的需求

应对航空航天和国防工业的趋势和挑战需要打破行业中以前不同的能力与前所未有的整合之间的障碍。美国国防部 （DoD） 继续挑战市场，要求以更快的速度进行更大胆的创新，以及具有明确路径的创新，以超越商业领域的国防目的。为了应对这些挑战，航空航天和国防系统供应商需要确保其系统（1）满足其中的关键性能参数，（2）不断减少的占地面积，以及（3）能够实现满足当今和未来市场需求的价格。为了实现这一目标，系统供应商越来越多地要求合作伙伴公司超越半导体，为其设计提供整个子系统。ADI公司（ADI）拥有多样化的功能和系统级专业知识，可确保通过此类定制模块为系统供应商提供支持，并作为一站式商店从概念到创建与他们合作。

超越半导体

ADI公司目前市场上有20，000多种产品，是业内最多产的数字、模拟、RF、微波和毫米波半导体元件供应商。收购凌力尔特以及增加7500个电源管理、数据转换和接口半导体IC，将为ADI提供当今最广泛的半导体知识产权产品组合。

ADI公司还因其超越半导体知识产权，将其产品组合用于高度集成的模块、产品和子系统的能力而获得认可。

参数	典型
输入频率范围 （千兆赫）	1 至 2
输出频率范围 （千兆赫）	29 到 31
增益平坦度 –1 GHz （dB）	3
输入功率（分贝）	–30 至 +5
输出线性功率器 （PSK） （dBm）	+37
相位噪声 –100 KHz （dBc/Hz）	–66
杂散 （分贝）	–60

ADI的集成解决方案业务于2014年夏季作为Hittite Microwave Corporation收购的一部分被收购。自1985年公司成立后不久，Hittite一直在开发定制的微波组件。在多芯片模块中集成同构 IP 和异构 IP 是客户要求在不影响性能的情况下以更小的外形尺寸实现更强大功能的自然演变。最高水平的集成度和性能需求首先由军事应用主导。该公司利用自己的半导体技术以及第三方组件制作到各种高可靠性产品中，从超低相位噪声频率合成器到用于军事和太空应用的千瓦级高功率放大器解决方案。其中许多产品都包含专门为满足客户的性能、尺寸和成本要求而定制的组件。

有影响力的创新传统

ADI在多个层面进行创新。例如，ADI在高性能频率合成器和激振器解决方案方面的创新使客户能够为其平台带来新的性能水平，并在少数情况下打开新市场。图4显示了为解决特定系统级问题而开发的数百个定制MMIC芯片中的四个。这四个MMIC的开发是为了提供更小、更坚固的激振器解决方案。该合成器模块专为需要实现成本和性能正确平衡的中等容量市场而设计。

图4.用于解决合成器问题的定制 MMIC 创新示例。

这些设备使体积和价格减少了50%以上，重量减轻了近70%。这反过来又允许客户为其系统添加其他功能，并从政府那里获得数十年的生产合同。

ADI创新的另一个例子是开发专用介质谐振器振荡器（DRO），该振荡器组装成减震和减振配置，可在极端环境中实现最先进的性能。

图5显示了扩展温度范围内的超低相位噪声性能，同时在现场保持出色的性能。因此，客户能够增强其系统的动态范围并扩展其任务能力。

图5.X波段DRO相位噪声在整个温度范围内，具有冲击和振动隔离功能。

ADI集成解决方案的工作扩展到各种调谐器和变频器应用，涵盖毫米波范围的频率。此外，还为要求苛刻的军事应用开发了信号调理、放大和定制测试设备组件。

图6.ADI HMC-C070 5.5 GHz至10.5 GHz微频率合成器产品。

ADI集成解决方案还在开发基于氮化镓（GaN）的定制和标准全集成高功率放大器（HPA）解决方案。ADI继续推进新的GaN器件，以满足广泛的市场消费，并致力于开发集成解决方案，以开发更有针对性的器件，以满足特定的客户需求。ADI公司的HMC8113如图7所示。这款机架安装式HPA采用ADI器件开发，集成了一系列故障监控器、电源排序算法和负载保护功能，可在现场部署时保护设备。该装置能够在 2 GHz 至 6 GHz 范围内提供超过 500 W 的 CW。HMC8114是另一款HPA，能够在6 GHz至18 GHz范围内提供超过90 W的功率。这两款功率放大器都受益于定制的MMIC设计，以及利用创新的数字和控制解决方案、机械和散热解决方案以及低损耗微波功率组合技术。

最近，ADI公司开始与有兴趣将先进收发器技术集成到芯片级集成解决方案中的客户进行谈判。ADI在该领域的专业知识使客户能够缩小外形尺寸，并将数字化转移到天线上或更接近天线。在芯片级集成AD9371可以实现超越一切可能的进步™今天。该器件本身是一款高度集成的宽带RF收发器，提供双通道发射器和接收器、集成频率合成器和数字信号处理功能。当与正确的RF、数字和电源芯片集成时，该器件可以实现通信、电子战和雷达应用的新前沿。

通过与客户合作取得成功

最成功的开发工作总是来自与客户的公开对话。了解关键性能参数 （KPP） 是强制性的第一步。这通常可以成就或破坏任何设计工作。设计人员经常尝试在许多相反的维度上同时优化性能，因此在大多数最先进的设计中通常需要考虑权衡。了解哪些参数是客户的关键差异化因素，使设计团队能够在整个产品开发过程中开始并保持正确的路径。

ADI利用集成产品团队模型来优化合作。

为了确保在整个开发活动中进行清晰的沟通并降低项目风险，ADI公司倾向于在新模块设计中采用集成产品团队（IPT）方法。通常，看似很小的决定会对发展计划产生积极或消极的巨大影响。通过IPT模型，来自多个设计和业务领域的利益相关者保持参与，以确保决策与所有目标一致，不断降低风险，并有效地满足计划需求。例如，生产额外控制/接口板的决定对成本影响不大，但它可能允许客户团队在初始硬件准备好集成前几个月消除某些系统级风险。

提供图纸、实体模型甚至空壳体也是如此：可以减轻或消除风险的小增量成本。与客户密切合作还使ADI能够将设计备选方案纳入讨论。

ADI设计和应用团队被设置为客户设计资源的延伸。模块设计人员能够利用各种常用工具和计算器对电气性能和物理属性进行建模，从而与客户的系统设计人员无缝协作。这些模块级模型可以导入到系统级模型中，以降低集成风险，并帮助确保最终产品在下一个更高级别的装配中无缝对接。这通常有助于首次通过成功。

预测分析用于优化信号链，并在需要时定义新的单片微波集成电路（MMIC）性能要求。在大多数情况下，模块和系统设计人员使用市售组件构建信号链解决方案。ADI公司可以依赖大量元件及其底层知识产权（IP）。ADI可以在多个层面上利用这种IP。ADI拥有数千种芯片，采用各种封装，但由于各种原因，无法提供芯片形式。ADI的集成解决方案事业部可以使用这些芯片，因此可以根据所采用的封装技术帮助减小尺寸和性能。

ADI公司还可以筛选、修改或创建MMIC，以满足先进模块的苛刻需求。虽然市售组件通常足以满足信号链的需求，但只需稍微修改性能即可提高效率。由于ADI公司拥有底层IP，因此可以筛选芯片或修改元件性能以实现这些效率。因此，系统设计人员可以享受到更高效率的性能、附加功能或两者兼而有之的竞争优势。

EM仿真工具用于对过渡和空腔进行建模，以最大限度地减少插入损耗和不匹配。仿真还确保空腔不会促进电磁模式。这些分析非常重要，因为组件被整合到模块设计中。

机械设计人员定期利用ADI的实体模型和CAD图纸来验证系统参数并确保正确拟合。热模型被移植到系统模型中，以验证在极端工作条件下保持适当结温所需的传导和对流冷却方案。这些相互作用对于系统可靠性和MTBF性能至关重要。

ADI始终高度重视提供满足最高可靠性水平的产品。为此，我们不仅在产品和工艺设计的所有领域，而且在制造过程中都纳入了质量和可靠性检查。ADI拥有多个先进的ISO9001和AS9100制造工厂，可满足对高度集成、经济高效的芯片、电线和表面贴装组件的需求。我们的制造和筛选标准符合 MIL-PRF-38534/5 和 MIL-STD-883。我们维护着用于组装和测试的 100，000 级洁净室和几个专门用于测试和检查空间级产品的 100 级工作区。

总之，了解客户的系统使ADI能够寻求针对其应用量身定制的解决方案。ADI公司不断推动技术前沿，使客户能够保持领先。ADI广泛的元件和集成专业知识支持开发定制模块，以满足最具创新性的设计要求。定制MMIC的能力使ADI能够优化信号链，而不必使用最接近的器件。集成片上、封装内和LRU级，使ADI公司能够同时满足最具挑战性的性能、SWaP和业务需求。由于ADI模块中关键组件的知识产权，可确保为客户提供前所未有的报废管理和产品生命周期支持。

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审核编辑：郭婷