凝视ADI近60年创业与壮大 探悉芯片巨头之如何成长（上）

用“芯”架起物理与数字的桥梁，为科技向善“超越一切可能”

01

2022年增长了46%

2023年初，市场调研公司Gartner发布了全球前20名半导体厂商的排名，从营收涨跌幅来看，ADI（AnalogDevices,Inc.）2022年营收同比增长46%，在全球前20大半导体厂商中营收增长幅度最大（注：部分原因来自于2021年8月完成对Maxim的收购）。而2022年全球半导体业市场表现低迷，据Garner统计，2022年全球半导体收入增长1.1%。这不得不让人们凝视ADI。

ADI成立于1965年，迄今已有58岁历史（截至2023年）。2023年6月，ADI以上个财年120.14亿美元营收，入选2023年《财富》美国500强排行榜，排名第344位。实际上，在500强排行榜上，成立这么久且从事高科技业务的公司已经为数不多。据一家研究机构对企业寿命的调查报告显示，世界500强企业的平均寿命是45年，而500强高科技企业的平均寿命要比45年短很多。环顾半导体业，存活20年以上的公司已不多见。作为一家高科技半导体企业，这50多年来都经历了什么？为何能保持旺盛的生命力？

02

一次偶遇擦出了火花

半个多世纪前的一天，27岁的麻省理工学院（MIT）学生RayStata(雷·斯塔塔)在波士顿的哈佛广场闲逛的时候，碰到了学友——MatthewLorber(马修·洛伯)，当时Matthew正在寻找一个室友。而志在创业的RayStata显然是一个理想的“合租”对象。此后，两人不仅仅是室友关系，更成为了并肩作战的企业合伙人。

1965年，在麻省理工和哈佛大学的“学区房”——波士顿都市区剑桥市一座公寓大楼地下室的简陋库房里，两人开始了自己的创业。他们的初衷“只是希望有机会掌握自己的命运”，没想到之后星火燎原，这家名为ADI的公司50多年后市值将达数百亿美元，成为半导体业的跨国巨头。

图ADI两位创始人RayStata（前排右）和MatthewLorber，后排是他们年轻时的照片（图源：ADI公司2015年提供）

创业之初，ADI做的并不是芯片，而是顺应当时的新兴市场，开发运算放大器等分立器件，用于产生经过精确放大的改良型电信号。型号为101的通用运算放大器是ADI的第一款产品，大小如同冰球，是适合实验室仪器应用的模块运放。

到了1967年，ADI推出了第一个增益设定放大器，标志着公司向半导体业务的转变。在市场的驱动下，ADI迅速获得了成功。1968年，ADI的销售额已达到570万美元，并于次年1969年上市。ADI的图形标志（logo）表明ADI是以放大器起家的（放大器在工程上用三角形符号表示）。

03

珍宝级人物——RayStata

在世界半导体之林，ADI的发展相对是比较顺畅的，没有遭遇过什么较大的战略失误或波折，即使在行业产业的低谷期，也往往能柳暗花明。ADI的另一个特点是非常重视科研和创新，擅长做高精尖的芯片及解决方案，产品集中在“连接物理世界和数字世界的桥梁”类产品。

这些特点的形成，离不开创始人RayStata的卓越远见与魄力。

1934年，身为未来ADI联合创始人的RayStata出生于美国宾西法尼亚州，并于1957年获得麻省理工电子工程学士学位，1年后拿到硕士学位。但Ray不仅是有“理工男”的专业，还是技术商业化的高手，带领ADI一砖一瓦地建筑模拟芯片大厦。这让他与硅谷那些通过不断创办和出售初创公司而迅速致富的人形成了鲜明的对比。

Ray将ADI的发展经历称为“随着技术商业模型的变化而不断自我改造的一个过程”。他成功地把握住了2个重要转折点。

●用极端方法向芯片转型

在创办后的第4年，ADI就迎来业务重点的巨大转变——从一个主要从事分立元件装配的公司变成集成电路制造商。这个迁移转换的过程，成为了ADI的第一个大挑战。

当时ADI的运算放大器是通过把晶体管等分立器件组装在印刷电路板上进行设计和生产。而在2年之后，市场上出现了首款集成放大器。虽然那时的集成电路性能不如ADI的手工电路，但是Ray意识到：“集成电路的技术每年都在提升，成本也越来越低，所以我当时决定一定要学会设计、制造集成电路，这样才可以取得长期成功，否则我们的成功只能是短暂的。”由此，RayStata决意要向集成电路转型。

但是，当Ray提议公司转为制造集成电路时，遭到了公司内所有阶层的反对：管理层和股东、工程师反对，因为他们不熟悉集成电路（芯片）设计；甚至公司的会计也说，公司没有钱来筹建晶圆厂。另外一个原因是：ADI在原有业务领域已发展得相当成功。

说服所有人相当吃力，于是Ray采取了极端的做法：将自身所持股票作为启动资金，建立一个完全独立于ADI的公司，并且ADI有权低价买下这个公司；如果这个公司最后失败了，损失由Ray来承担。

2年后，Ray凭借着名为NovaDevices（新星器件）的初创公司证明了自己，NovaDevices被ADI收购。

1973—1996年，Ray成为ADI的CEO兼董事长。

●扎心的事促成了消费电子业务

到了上世纪80年代中期，ADI又遇到了发展瓶颈。ADI所服务的仪器市场进入了上升后的平稳期，因此公司的销售也开始放缓。当时正值索尼CD播放器上市，这种新型消费电子产品的设计需要用到一块16位的D/A芯片，因此索尼四处寻找高性能且成本极低的芯片，并看上了ADI的一款芯片，但出价仅5美元，而这款芯片当时的售价为50美元。面对如此疯狂的“大砍价”，ADI毫无疑问地拒绝了，也将这个机会送到了竞争对手Burr-Brown（注：2000年被TI收购）那里。

通过这件扎心的事，Ray开始意识到ADI不能一直依赖低产量、高溢价芯片的业务模式。于是，经过几年的打磨，ADI重新开始以“一家生产低成本、高产量器件的大公司”形象恢复了增长。

机会再次光顾ADI，上世纪80年代末、90年代初，索尼再次找到ADI，希望有一款合适的ADC能够跟其图像处理器结合起来，也是因为这个机缘，ADI用新研制的高精度、高速PipelineADC把数字图像领域的门为消费者打开，使后面一度红火的数码相机进入千家万户。

●世纪之交的挑战

21世纪初，半导体业又面临着新的挑战。客户不再满足于“仅是一堆元器件”的产品，他们需要的是尽可能完整的系统级解决方案。因此芯片公司要具备各种不同的能力，包括系统架构技术和在不同部门均适用的运营结构。

1996年Ray觉得有必要做一些新的事情（公益事业等），于是将CEO的接力棒交给了其接班人。但此后多年Ray仍然在公司董事会中担任董事长一职。

Ray在全球范围内都有很高的声望，被公认为是半导体业的领导者之一。他作为麻省理工的校友，也是该校的捐赠者和赞助人之一，捐款资助了麻省理工学院的Stata中心建设。

图：Stata中心2004年开业，是信息与决策系统实验室（LIDS）和语言学与哲学系的所在地。

设计者称该建筑像一群聚在一起庆祝的喝醉的机器人（图源：Stata中心网站）

04

创始产品“放大器”的发展历程

ADI不仅开创了运算放大器，创建了半导体产业中第一款数据转换器IC，还商业化了第一款大批量生产的基于微机电系统（MEMS）技术的加速度计，并且取得了数字信号处理器（DSP）领域中的许多业界技术突破。

在放大器方面，ADI的放大器设计师意识到，只有深入了解客户的应用，才能创造出最佳产品，因此，将工程开发与商业上的成功产品很好地平衡。ADI在放大器领域的主要研发和创新如下。

●1980年代：ADI开始开发更高性能的放大器，如精密放大器和高速放大器。这些放大器具有更高的精度和更快的响应时间，可以满足更严格的应用需求。

●2000年代：ADI开始开发更高级的放大器，如射频（RF）和微波放大器，这些放大器可以处理更高频率的信号。此外，ADI还推出了一系列低功耗放大器，适用于便携式和电池供电的设备。

●2010年代至今：ADI的放大器产品线已经非常全面，包括精密放大器、高速放大器、射频放大器、低噪声放大器、低功耗放大器等各种类型。其放大器被广泛应用于各种领域，如通信、医疗、汽车电子、工业等。

05

成为“数据转换器”的龙头

在物理世界与数字世界之间，最重要的桥梁便是数据转换器，而ADI是市场占有率上的霸主。

首先，ADI第一个捕捉到数据转换器的商机。当今已是数字化时代，虽然数据转换器对电子业的重要性是显而易见的，但是早在1969年，也就是ADI公司推出其首款模数转换器（ADC）和数模转换器(DAC)的时候，许多业界观察家并未认识到这一点。那时候，大型计算机主要限于大学校园、国防机构和大型企业，而PC尚未问世。但是ADI的先见之明是大力开发能够连接物理世界模拟信号和计算机领域数字信号之间的桥梁的产品。

之后，ADI在数据转换器上一发不可收拾，产品线已经非常丰富，包括ADC、DAC、数字电位计等。

其中，ADC和DAC号称“模拟电路皇冠上的明珠”，ADC在两者的总需求中占80%以上[1]。以下介绍一下ADC的发展简史。

●1969年，ADI公司推出了第一个模数转换器（ADC），是12位的逐次逼近型ADC，当时的售价是800美元。

图ADI公司推出的第一款模数转换器（ADC）（图源：网络）

●1980年代，随着个人电脑的普及，ADI公司的模数转换器也应用到了计算机图形和多媒体领域。为满足这些应用的需要，ADI公司开发出了具有更高分辨率和更快转换速度的模数转换器。

●1990年代，ADI公司的ADC被广泛应用于数字信号处理、通信和医疗设备等领域。此外，ADI公司还推出了一系列用于无线通信的高效能模数转换器。

●2000年进入了数字化时代，是继工业时代和信息时代之后的一个新时代。ADI的数据转换器被用于越来越多的高技术产品中，包括智能手机、平板电脑、数字电视和汽车电子等。

●2010年代，ADI已是数据转换器最大的厂商。根据市场研究公司Databeans,年4月发布的数据转换器市场研究报告，2010年，ADI公司以47.5%的市场份额引领全球数据转换器市场。

06

一代天骄——DSP

ADI直译为“模拟器件公司”，很多人对于ADI的印象，可能还停留在“高性能模拟”这一层面。但其也是DSP（数字信号处理器）的先驱和主要供应商之一，有过骄人的辉煌。

1982年世界上诞生了第一代DSP芯片——德州仪器（TI）的TMS32010及其系列产品。这种DSP器件采用微米工艺NMOS技术制作，虽功耗和尺寸稍大，但运算速度却比微处理器快了几十倍。

ADI很快捕捉到了这个商机，于1983年开始DSP（数字信号处理器）技术的研发，成为DSP的主要玩家之一。

●ADI的DSP是从SHARC系列开始的，是一种非常纯粹的浮点DSP内核，2106X，2116X，2126X，218X等，这些被业内称为老SHARC。老SHARC很早就被用于工业领域，而这些领域的产品特点多是几十年不变的型号和方案，所以直到今天这些在现在看起来即不先进又非常贵的DSP仍然有很大的市场。

●1997年，ADI又推出了TigerSHARC（虎鲨），将SHARC系列推到了极致。虎鲨系列以其巨大无比的片上SRAM和非常方便的芯片级联技术（LinkPort），迅速获得了高速、海量数据处理及应用者们的青睐。这类处理器主要应用于高性能数字处理，如高速信号处理，图像处理等。例如ADSP-TS201系列。

图2003年3月ADSP-BF533发布时的海报

●Blackfin之后，ADIDSP的消费电子生意逐渐有了起色，ADI的投入也持续加大，于是就有了在通杀音频市场的SigmaDSP。这类处理器主要用于音频处理，包括汽车音响、电视、手机及音响设备等。例子包括ADAU1701、ADAU1452等。

不过，今天的数字时代，DSP芯片的市场份额正在缩减，主要原因如下：

01替代技术的发展：一些微处理器、FPGA等芯片已经可以处理一些曾经只有DSP才能处理的任务，这些设备的性能可以满足多数应用的需求。

02芯片集成度的提升：随着SoC技术的发展，许多芯片已经将DSP、微处理器、内存等集成在一个芯片上，这大大减少了对单独DSP芯片的需求。

03应用的变化：随着移动设备、云计算、人工智能等新兴应用的出现，对数据处理的需求也在发生改变。这些应用需要的处理器不仅要有高性能，还需要有低能耗、小体积等特性，单独的DSP芯片往往无法满足这些需求。

07

出圈的MEMS传感器

1990年，ADI开始了MEMS技术的研发。MEMS是微电子机械系统，大家可以把它通俗地想象成一个安装在芯片上的很小的机械。

从最早专供于汽车电子的安全气囊、胎压监测等应用，到手机等消费端的深入，再到如今AR/VR、自动驾驶、智慧场景等多个行业的大规模普及，MEMS传感器技术在“出圈”路上愈行愈远，做到了“遍地开花”！ADI的MEMS产品多年来已用于十多亿个民品应用。

从1991年ADI发布第一颗High-GMEMS传感器用于汽车安全气囊碰撞监测，到1996年发布第一颗Low-G传感器用于人体运动监测，再到2011年发布“能够承受170℃高温的MEMS加速计传感器”，及至2022年三轴MEMS加速度计ADXL367问世，这种坚持，ADI传承了36年（注：截止2023年）。

ADI的MEMS简史如下

●1991年ADI发布High-gMEMS器件，聚焦汽车安全气囊碰撞监测应用，引领了MEMS传感器研究新方向。引领了几乎10年的MEMS传感器研究。

●1996年ADI发布Low-gMEMS传感器，聚焦人体运动监测应用。ADI认为消费类应用目前已成为MEMS传感器市场主流。

●2000年推出MEMS陀螺仪，同时迎来了1亿传感器出货!

●2001年发布能够支持175℃高温的双轴iMEMS加速度计ADXL206，可用于深井钻探和发动机机舱等恶劣环境。

●2007年研发出工业级惯性传感器。

●2012年推出低功耗3轴数字MEMS产品ADXL362，在运动检测唤醒模式下功耗仅为300nA！为低功耗树立了标杆，可用于广泛的可穿戴产品，例如手环。

●2013年ADI无线振动传感器推出，同时迎来10亿传感器出货!

●2022年三轴MEMS加速度计ADXL367问世，可用于广泛的医疗健康和工业应用，包括生命体征监测、听力辅助和运动计量等设备。相比于上一代明星器件ADXL362，新产品功耗改善了2倍，同时噪声性能提高了30%以上，还提供更长的现场使用时间，最大限度地延长了电池寿命，并降低了维护频率和成本，再次树立了行业标杆。

凭借适应不同应用需求参数的各类MEMS产品，同时针对某些特定领域开发专用产品，ADIMEMS传感器技术的辉煌仍在继续。

（未完待续）