アナログASICの特徴や用途

特定用途に最適化された設計によって高精度な信号処理を可能にすることから、幅広い分野で活用されるアナログASIC。この記事では、アナログASICの特徴や用途、設計を依頼する際のポイントについて解説します。

アナログASICとは

特定用途に最適化されたアナログ回路

アナログASICとは、ゴールとなる用途や機能に特化して設計された回路で、電圧・電流・周波数などの連続的（アナログ）な信号を直接扱います。

例えば、センシング信号の増幅やフィルタリング、基準電圧の生成、ノイズ除去など、目的に応じた性能を追求するためにトランジスタの動作点やレイアウト構造が細かくチューニングされます。汎用的なアナログ部品では満たせない微細な要求仕様に応えるために、設計の自由度を活かして最適化を図るのが特徴です。

デジタルASICとの違い

デジタルASICが0と1の離散信号を用いて論理演算やデータ処理を行うのに対し、アナログASICは電圧や電流といった連続量を直接処理する点が大きな違いです。デジタルは高速処理や大規模演算に強みがありますが、アナログは微小信号の検出や高精度の増幅、リアルタイムな波形制御などに優れています。デジタルASICとアナログASICは競合の関係ではありません。相互補完的に利用されることがあります。

アナログASICの主な用途

産業機器・IoT用途

産業機器やIoT分野では、アナログフロントエンド（AFE）がセンサー信号処理の要となります。微小なセンサーデータを高精度に増幅・変換し、デジタル回路へ正確に渡すことでシステム全体の性能を支えます。日本企業では製造プロセスやパッケージ技術を駆使し、多様な産業・IoT用途に適したカスタムソリューションが提供されています。

通信・OA機器

高速かつ信頼性の高い画像・信号処理が求められる通信やOA機器においては、アナログASICが不可欠です。複合機やカメラでは、高速レンダリングや動画圧縮処理などを担う専用ASICが活用され、日本の機器開発にも広く導入されています。用途特化による高性能化要求は、通信分野や画像処理機器でアナログASICが活用される大きな要因です。

アナログASICの設計を依頼する
際に気を付けたいポイント

仕様の明確化

設計者と発注者の間で認識のズレが発生しないよう、仕様を明確にすることが重要です。増幅、フィルタ、センサータイプなど要求される機能、入力レンジ／出力レンジ、帯域幅、ノイズ許容値、消費電力、温度特性、電源電圧、立ち上げ動作やパワーアップシーケンスなど、詳細な動作条件を設計依頼書（仕様書）に盛り込む必要があります。

信号遅延、クロストーク、リニアリティ、歪み、安定性などの性能指標を定量化すること、動作環境や寿命要件も含めましょう。

長期供給と品質保証

そのASICを製造するプロセスノードが将来もサポートされるか、標準プロセスの廃止やファウンドリの変更がないか、またパッケージの供給や試験設備、テストプローブ等が継続できるかなどをチェックします。品質保証として、信頼性試験をどのレベルで行うか、歩留まりや故障率保証、部品バラつきに対する対応、またアフターサポートの契約条件を交えておくことが望ましいです。