什么是模拟信号
数字信号：离散的，只有 0 和 1 两种状态（实际是高低电平）。
模拟信号：连续变化的，比如声音、温度、光线强度、电压、电流。
真实世界是模拟的——声音是连续的压力波，温度是连续变化的。
模拟芯片做什么
一、信号采集与放大
传感器输出的信号极其微弱（如心电信号是毫伏级，热电偶输出是微伏级），需要放大器放大到可用范围。
二、模数/数模转换
- ADC（模数转换器）：把模拟信号转成数字信号，供数字芯片处理；
- DAC（数模转换器）：把数字信号转回模拟信号（如播放音乐、驱动显示器）。
三、电源管理
- 电压转换（DC-DC 降压/升压）；
- 线性稳压器（LDO）；
- 电池充电管理；
- 功耗监控。
四、信号调理与滤波
滤除噪声、限制带宽、阻抗匹配。
五、射频（RF）
无线通信中的射频前端：功率放大器、低噪声放大器、混频器、滤波器。
与数字芯片的区别
| 维度 | 数字芯片 | 模拟芯片 |
|---|---|---|
| 设计目标 | 速度、集成度、功耗 | 精度、线性度、噪声、功耗 |
| 工艺依赖 | 强（依赖先进工艺） | 弱（成熟工艺即可） |
| 设计自动化 | 高度自动化（EDA 成熟） | 高度依赖经验和手工设计 |
| 可复制性 | 容易（设计可复用） | 难（每个电路常需定制） |
| 产品寿命 | 短（迭代快） | 长（一颗芯片可卖十年） |
为什么模拟芯片难以被先进制程"碾压"
一、模拟性能不随工艺微缩而改善。
数字电路缩小晶体管能获得更快速度和更低功耗。但模拟电路中，工艺微缩带来的问题往往多于好处：
- 供电电压降低，信号的动态范围受限；
- 晶体管的本征增益下降；
- 器件的匹配精度变差；
- 漏电流增加。
因此，很多模拟芯片至今仍使用 0.18 微米、0.13 微米甚至更成熟的工艺节点。
二、设计依赖经验。
模拟电路设计有大量"技艺"成分：版图的对称性、器件匹配、寄生效应的控制、温度补偿……
一位资深模拟设计工程师的培养周期，远长于数字设计工程师。EDA 工具在模拟领域的自动化程度也低得多。
三、试错成本高。
模拟电路对寄生参数极其敏感，仿真结果与实测可能差异明显，往往需要多次流片迭代。
产业特点
模拟芯片市场相对分散（不像数字芯片那样被少数巨头垄断），产品线长、型号多、单品规模小但生命周期长。
这也是为什么模拟芯片领域的竞争格局相对稳定——先发优势和设计经验积累构成了壁垒。
一个趋势
混合信号（Mixed-Signal）芯片越来越多：在同一颗芯片上集成模拟前端和数字处理。
比如：
- 智能手机中的音频编解码器、电源管理芯片；
- 汽车中的传感器接口芯片；
- 数据中心的高速接口（SerDes）。
这种集成带来了新的设计挑战——模拟电路和数字电路在同一衬底上，数字部分的开关噪声会干扰敏感的模拟电路。
说明：本文为模拟集成电路的公开知识整理。