1. 模拟集成电路是什么？

对于初次进入模拟集成电路领域的同学来说，大家首先感觉到的是模拟集成电路很难，主要原因是因为它不像数字集成电路那样，基本就是写代码，和软件业颇有点相似，而是需要物理、电路、材料等知识，所以对设计人员的要求比较多；在业界一般有种共识，数字集成电路设计工程师一般2年就可以独立从事相关工作，而一名模拟集成电路设计工程师需要5年才能独立从事相关工作，这样大家就感觉比较难啦。我想，大家之所以有这种感觉，主要是大家对模拟集成电路是什么还比较模糊，由于看不清所以有恐惧心理。这一讲，我会首先聊聊模拟集成电路到底是什么？它和数字集成电路主要区别在哪？这样能让大家对模拟集成电路有一个较为清晰的入门级认识，消除对模拟集成电路设计难度的误解。

要想讲清楚模拟集成电路是什么，就需要先看看集成电路的历史。其实在集成电路出现以前，电路就早已存在，那时没有集成电路设计工程师这个角色，只有电子设计工程师，他们是采用分离的元器件（如三极管、电阻、电容、电感）在PCB板上来搭建一个电路。举个例子，如果大家能够拿到一个中国60-70年代的收音机的话，打开外壳后我们看到的电路就是一个典型的分离器件电路。如果追溯集成电路的源头，要从1958年说起，那一年一位美国德州仪器工程师，他的名字叫杰克·基尔比，他先做出了第一个实验室级别的“集成电路”，这个“集成电路”当时集成了几个器件，完成一个非常简单的功能。但就是这么一个让现在的人看起来非常不起眼的东西，在后面不断优化、迭代下，逐步形成了现在集成上亿个器件，功能复杂，甚至可以实现部分人脑功能的强大集成电路。

大家现在设计集成电路都是在非常好用的EDA工具下设计的，但是当年的集成电路设计工程师们却没有这么好的条件，他们是纯靠手工设计和绘制的，所以最开始大部分的设计都是模拟集成电路，当时的集成电路和我们现在的集成电路比起来，规模小、尺寸大，功耗高。后来随着逻辑数学的发展，并且和集成电路进行了有效结合，特别是图灵机的出现，在算法上可以更好的将计算能力和电路规模有机的结合，才让数字集成电路脱颖而出；后来集成电路工程师发现数字集成电路设计的最小单元可以标准化，这样使得数字器件设计可以统一，设计难度一下就降低了不少；加上集成电路的工艺从双极性工艺发展到单极性工艺，即CMOS工艺，使得摩尔定律开始生效。由于摩尔定律让器件的尺寸、功耗、延时等特性可以等比例的提升，于是才有我们看到的，在短短不到70年的时间，集成电路的数量提升了7个数量级。

在1971年，美国人通过手绘“数字集成电路”，做出了世界上第一颗手工设计的CPU 4004，能处理4位数字信号，晶体管2300个，频率为108KHz；别看它功能少，能力低，和现在的CPU比简直不值得一提，但是就是通过这样的CPU搭建的计算机和辅助设计软件一起，才为后续设计更大规模的数字集成电路成为可能。而设计出来的这些更大规模的数字集成电路又可以搭建更强能力的CPU，从而使得计算机的能力提升，为设计更更大规模的数字集成电路提供计算保障。如此，正循环开始，摩尔定律开始生效。大家可能觉得奇怪，这一节都说的和CPU啊，计算机相关，好像和模拟集成电路没有关系，其实主要是第一个CPU的数字集成电路是打引号的，因为实际上它就是用的模拟集成电路的设计方法来设计（因为当时没有CPU，没有计算机），所以可以看出数字集成电路是由模拟集成电路生成的，打个不恰当的比方，模拟集成电路有点像圣经里面的男人亚当，而数字集成电路则像是女人夏娃，在完成第一次生成后，就由女人来孕育后代了。

模拟集成电路和数字集成电路的区别有很多，我这边就不列举了，这次我想从另外一个角度来看这个问题。从功能上看，模拟集成电路的功能相对于数字集成电路来说不多，从规模上看，模拟集成电路的规模就比数字集成电路小，从性能上看，模拟集成电路比数字集成电路要求高。这样摩尔定律在模拟集成电路上不是那么明显，同时由于在模拟集成电路中有一个应用方向为电源管理，所以器件的尺寸不会大幅度的下降，有时候可能还会上升来提升电源电流能力。

最后大家请注意，我这边一直在谈的是模拟集成电路，不是模拟芯片，请大家注意。在专业领域，模拟集成电路和芯片其实并不是一致的。严格意义上来说，芯片是有标准外围引脚的一个或多个集成电路。有些模拟集成电路的封装是基于某些特殊应用来进行的，它和我们普通看到的芯片外围引脚不一样，这时我们通常会将这种有非标准引脚的集成电路称为器件，这个器件里面有集成电路、其他无源器件、有源器件。这样区分集成电路和芯片，主要是为了能对封装有一个比较好的理解。

所以综上所述，模拟集成电路ANALOG IC是具有模拟功能的集成电路，模拟芯片ANALOG CHIP是有标准引脚的一个或多个模拟集成电路。模拟器件ANALOG DEVICE是有非标准引脚的一个或多个模拟集成电路，它是模拟芯片的一种特殊形式。