我國(guó)消費(fèi)類電子產(chǎn)品是指用于個(gè)人和家庭與廣播、電視有關(guān)的音頻和視頻產(chǎn)品，主要包括：電視機(jī)、影碟機(jī)（VCD、 SVCD、DVD）、錄像機(jī)、攝錄機(jī)、收音機(jī)、收錄機(jī)、組合音響、電唱機(jī)、激光唱機(jī)（CD）等。而在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，則把電話、個(gè)人電腦、家庭辦公設(shè)備、家用電子保健設(shè)備、汽車電子產(chǎn)品等也歸在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。隨著技術(shù)發(fā)展和新產(chǎn)品新應(yīng)用的出現(xiàn)，數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、PDA等產(chǎn)品也在成為新興的消費(fèi)類電子產(chǎn)品。從二十世紀(jì)九十年代后期開始，融合了計(jì)算機(jī)、信息與通信、消費(fèi)類電子三大領(lǐng)域的信息家電開始廣泛地深入家庭生活，它具有視聽、信息處理、雙向網(wǎng)絡(luò)通訊等功能，由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件（如顯示卡、存儲(chǔ)介質(zhì)、IC卡或信用卡的讀取設(shè)備）、嵌入式操作系統(tǒng)以及應(yīng)用層的軟件包組成。廣義上來(lái)說(shuō)，信息家電包括所有能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)交互信息的家電產(chǎn)品，如PC、機(jī)頂盒、HPC、DVD、超級(jí)VCD、無(wú)線數(shù)據(jù)通信設(shè)備、視頻游戲設(shè)備、WEBTV等。目前，音頻、視頻和通訊設(shè)備是信息家電的主要組成部分。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，電冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等也將會(huì)發(fā)展成為信息家電，并構(gòu)成智能家電的組成部分。

在消費(fèi)電子產(chǎn)品中，IC更高集成的主要障礙是不同類型電路-主要是數(shù)字、混合信號(hào)和電源管理電路很難用一種生產(chǎn)工藝生產(chǎn)。IC，即集成電路是采用半導(dǎo)體制作工藝，在一塊較小的單晶硅片上制作上許多晶體管及電阻器、電容器等元器件，并按照多層布線或遂道布線的方法將元器件組合成完整的電子電路。它在電路中用字母“IC”（也有用文字符號(hào)“N”等）表示。

在小小的硅片上集成更多的功能已經(jīng)成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最近幾十年來(lái)的重要關(guān)注點(diǎn)。這有幾個(gè)原因：首先消費(fèi)電子產(chǎn)品特別依賴于將多個(gè)分離芯片集成到一個(gè)IC中來(lái)減少成本；其次，集成使設(shè)備更小、更便于攜帶，這一點(diǎn)很重要；最后一點(diǎn)也是很重要的一點(diǎn)，就是通過(guò)減少系統(tǒng)中器件數(shù)量來(lái)提高可靠性。

今天，硅集成依然是形成具有新功能的產(chǎn)品以及以更低的成本實(shí)現(xiàn)更高性能的關(guān)鍵。在便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品中，摩爾定律不再是限制集成的因素。移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)和高端音樂(lè)播放器比最新的PC微處理器的晶體管更少，但依然需要三個(gè)或更多的IC。在這種便攜式系統(tǒng)中限制更高集成的主要障礙不是晶體管的數(shù)量，而是因?yàn)橄到y(tǒng)不同部分需要不同的晶體管。

然而，這些小的低電壓晶體管不適合其它類型的電路。一個(gè)例子就是電源管理：開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器（DC-DC變換器）、LDO線性調(diào)節(jié)器以及電池充電器都需要能承受相對(duì)更高的電壓和電流的更大晶體管?；旌闲盘?hào)功能，例如音頻編解碼器，是另外一類具有其特殊要求的電路，因?yàn)檫@些電路處理的是模擬信號(hào)，晶體管噪聲是關(guān)心的主要問(wèn)題，必須使噪聲最小化以獲得終端產(chǎn)品更高的性能。而且，混合信號(hào)電路不能僅僅由晶體管構(gòu)成-它們常常需要在片上集成高線性電阻和電容。這些不同的要求很難由一種芯片制造工藝來(lái)滿足，其結(jié)果是不同類型的電路將采用到不同的工藝。

在消費(fèi)電子產(chǎn)品中，基于相似工藝技術(shù)的絕大多數(shù)電路已經(jīng)被集成。為進(jìn)一步減少這些系統(tǒng)中的芯片數(shù)，必須突破這些工藝之間的技術(shù)壁壘。最極端的做法是將系統(tǒng)的所有半導(dǎo)體器件集成到一個(gè)系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）上。 System on Chip的縮寫，稱為系統(tǒng)級(jí)芯片，也有稱片上系統(tǒng)，意指它是一個(gè)產(chǎn)品，是一個(gè)有專用目標(biāo)的集成電路，其中包含完整系統(tǒng)并有嵌入軟件的全部?jī)?nèi)容。它是信息系統(tǒng)核心的芯片集成，是將系統(tǒng)關(guān)鍵部件集成在一塊芯片上；從廣義角度講， SoC是一個(gè)微小型系統(tǒng)，如果說(shuō)中央處理器（CPU）是大腦，那么SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界一般傾向?qū)oC定義為將微處理器、模擬IP核、數(shù)字IP核和存儲(chǔ)器（或片外存儲(chǔ)控制接口）集成在單一芯片上，它通常是客戶定制的，或是面向特定用途的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。 然而實(shí)際上，這會(huì)導(dǎo)致一些不期望的折衷。使用“數(shù)字”工藝構(gòu)建的SoC的性能表現(xiàn)并沒(méi)有專用混合信號(hào)IC那么好，特別是對(duì)于高保真音頻應(yīng)用來(lái)說(shuō)。集成到這種SoC上的電源管理功能比專用的電源管理單元（PMU）需要更多的外部器件，因?yàn)樗鼈兊膬?nèi)部晶體管不能應(yīng)付高電壓。電源管理單元是一種高低集成的、針對(duì)便攜式應(yīng)用的電源管理方案，即將傳統(tǒng)分立的若干類電源管理器件整合在單個(gè)的封裝之內(nèi)，這樣可實(shí)現(xiàn)更高的電源轉(zhuǎn)換效率和更低功耗，及更少的組件數(shù)以適應(yīng)縮小的板級(jí)空間。

一個(gè)可選的策略是在一個(gè)芯片中集成混合信號(hào)和電源管理功能，而數(shù)字邏輯部分則獨(dú)立開來(lái)。這種方法可以將很多系統(tǒng)的芯片數(shù)量減少到兩片（那些需要專用電路類型的除外）。同時(shí)，它需要的折衷還比較少，因?yàn)榈讓拥募夹g(shù)很相似?；旌闲盘?hào)和電源管理都使用模擬器件同樣的晶體管，都關(guān)心模擬性能，而不是僅僅單純?cè)谝粋€(gè)芯片上可以集成的晶體管數(shù)量。

混合信號(hào)和電源管理電路在它們的設(shè)計(jì)方法上有很多共同之處，都需要基于每個(gè)晶體管的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型的詳細(xì)模擬仿真（即SPICE）。消費(fèi)者可以通過(guò)眼和耳來(lái)根據(jù)某些模擬特性對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行區(qū)分，模擬IC設(shè)計(jì)工程師很重視這個(gè)問(wèn)題，通常手動(dòng)精細(xì)調(diào)整它們芯片上電路單元的布局。

此外，外部器件和PCB布局通常像芯片本身一樣能決定最終產(chǎn)品的性能，因此一種系統(tǒng)級(jí)的方法不可或缺。另一方面，數(shù)字IC的設(shè)計(jì)與軟件的開發(fā)緊密聯(lián)系。數(shù)字電路和芯片布局通常從硬件描敘語(yǔ)言（如Verilog或VHDL）的抽象定義中自動(dòng)產(chǎn)生，這很大程度上將數(shù)字設(shè)計(jì)工程師從對(duì)電路中每個(gè)晶體管的考慮中解脫出來(lái)。數(shù)字電路仿真也不需要模擬電路仿真那樣的準(zhǔn)確度，因?yàn)閿?shù)字電路并不識(shí)別0和1之間的中間值。

然而，將電源管理和混合信號(hào)結(jié)合起來(lái)還是帶來(lái)一些新的問(wèn)題。只有采用開關(guān)電源才能獲得當(dāng)前便攜式設(shè)備的功率效率，而開關(guān)電源本身會(huì)產(chǎn)生開關(guān)噪聲問(wèn)題。將音頻或視頻功能放在同一個(gè)芯片上使得這些噪聲很容易影響模擬信號(hào)，降低終端用戶的聽覺(jué)或視覺(jué)體驗(yàn)。幸運(yùn)的是，混合信號(hào)設(shè)計(jì)工程師已經(jīng)找到了解決這種問(wèn)題的方法-他們的IC總是包含大量的數(shù)字電路，這些電路也產(chǎn)生開關(guān)噪聲。他們開發(fā)出保護(hù)敏感模擬信號(hào)的方法也能處理大量的噪聲。另一方面，電源管理電路很少會(huì)被來(lái)自其它電路模塊的噪聲或干擾所影響。

當(dāng)前，影響混合信號(hào)電路性能最普遍的問(wèn)題與電源的穩(wěn)定性和質(zhì)量直接相關(guān)。電源管理和音頻功能緊密地集成還能使電源響應(yīng)更快，或者甚至可以預(yù)見系統(tǒng)功耗的陡增。這樣的功率浪涌通常是由于音頻信號(hào)的聲音峰值造成。

縮短電源反應(yīng)時(shí)間減少了對(duì)存儲(chǔ)電荷的高價(jià)格大電容的需求。這樣一來(lái)，設(shè)計(jì)工程師可以采用更小、更輕和更便宜的電容。在一個(gè)模擬IC中集成電源管理和混合信號(hào)功能從經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上都有明顯的意義?？朔_關(guān)噪聲是這種集成器件成功的關(guān)鍵，系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)有助于使這種方案比分離器件有更大的優(yōu)勢(shì)。盡管部分集成的策略顯得比單片集成更保守一些，但在短期到中期具有較好的機(jī)會(huì)。