ASIC(Application Specific Integrated Circuits),，或稱專用芯片，是針對專門應(yīng)用而設(shè)計的集成電路,，與之相對的是通用芯片,，例如運(yùn)算放大器等,。專用芯片通常具有性能高,，可靠性高,，體積小,，功耗低等特點(diǎn),，特別在性能方面,，專用芯片往往遠(yuǎn)超通用芯片，比如：使用通用芯片設(shè)計的示波器只能做到1GHz帶寬,，而使用專用芯片設(shè)計的示波器帶寬可以達(dá)到幾十GHz,，而且通用芯片一般無法同時具備示波器所需的高輸入阻抗、低輸入偏流,、快速過載恢復(fù)等特殊性能,。正因如此，目前高性能示波器均使用專用芯片設(shè)計,。

　　為了研發(fā)性能優(yōu)異的示波器,，RIGOL一方面不斷挖掘通用芯片的潛力,，通過深厚的模擬電路設(shè)計能力彌補(bǔ)了通用芯片的不足，并于2009年推出了中國第一臺商用1GHz帶寬數(shù)字示波器;另一方面,，為了能夠設(shè)計更高性能的示波器,，RIGOL于2007年便開始投入芯片研發(fā)，致力于掌握示波器專用芯片這一核心技術(shù),。

　　中國第一臺商用1GHz帶寬數(shù)字示波器RIGOL DS6000

　　然而設(shè)計芯片并非易事,，特別是在毫無基礎(chǔ)的情況下便以打造業(yè)界先進(jìn)水平的示波器芯片為研發(fā)目標(biāo)，設(shè)計連ADI和TI這種世界頂尖模擬芯片廠商都沒有的芯片,，更是如同癡人說夢,。RIGOL從2007年開始至2017年發(fā)布首款示波器ASIC芯片組，歷時10個年頭,，中間無數(shù)個不眠的日夜,，闖過了一個又一個難關(guān)，在給芯片組命名的時候,，團(tuán)隊選擇了88個星座中的南天“鳳凰座”(Phoenix)，寄托的含義是“浴火而生”,。

　　研發(fā)一款手機(jī)SoC芯片大概需要2～3年,，而RIGOL研發(fā)一套示波器芯片組耗時10年。為什么需要這么長時間?首先,，決定示波器帶寬和采樣率這兩項關(guān)鍵指標(biāo)的芯片有三顆,，包括差分探頭放大器芯片、模擬前端芯片,、采樣和信號處理芯片,，它們在系統(tǒng)上依次串聯(lián)，三者共同決定了示波器帶寬,，因此它們的帶寬性能要均衡,，否則就會成為系統(tǒng)的短板。這3顆芯片的功能和電路結(jié)構(gòu)大不相同,，需要單獨(dú)研發(fā),。

　　其次，示波器測量的信號頻率范圍需要從直流到GHz,，測量電壓范圍需要從mV到幾十伏,。通常射頻放大器具有幾GHz甚至幾十GHz的帶寬，但是無法處理直流信號,，失真性能也很差;精密運(yùn)算放大器可以處理mV級到幾十伏的直流和低頻信號,，但是無法放大高頻信號;寬帶運(yùn)算放大器的帶寬可以達(dá)到幾GHz，但是無法滿足mV級直流精度的要求,。示波器的測量信號特點(diǎn)決定了示波器專用芯片既要具有射頻和寬帶放大器的帶寬性能,、又要具有精密運(yùn)放的精度,，還要具有非常低的諧波失真，設(shè)計難度不言而喻,。

　　另外,，示波器里面的放大器使用的是模擬半導(dǎo)體工藝，現(xiàn)在的數(shù)字半導(dǎo)體工藝都已經(jīng)到了10nm甚至7nm,，但是模擬半導(dǎo)體工藝還遠(yuǎn)沒有達(dá)到這個程度,，所以需要通過芯片設(shè)計將模擬半導(dǎo)體工藝的能力推向極限，來彌補(bǔ)其性能上的不足,?？上攵@對芯片設(shè)計的能力要求有多高,。

　　此前,，世界上只有4家企業(yè)在自主研發(fā)示波器芯片組，分別是: 是德,、泰克,、力科和羅德與施瓦茨。他們大多都是在集成電路誕生之初就開始做芯片,，已經(jīng)有了幾十年的設(shè)計經(jīng)驗(yàn),。既然示波器芯片設(shè)計的要求這么高，而RIGOL之前又沒有任何的芯片設(shè)計經(jīng)驗(yàn),，僅用10年就走過了前面幾個廠商20至30年才走完的一個路程,，到底是怎么樣做到的呢?敬請各位閱讀下篇。