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Die Analogtechnik ist tot – es lebe die Analogtechnik

| Redakteur: Kristin Rinortner

Mit der Entwicklung des Siliziumtransistors und des integrierten Schaltkreises stieg Texas Instruments in die Halbleiterindustrie ein. Die Analogtechnik spielte im Unternehmen immer eine maßgebliche Rolle.

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Die Anfänge der Halbleiterindustrie: TI-Mitarbeiter überwachen das Wachstum von Silizium- und Germanium-Halbleitern, die reiner als in der Natur vorkommende Edelsteine sind. Im Bild zu sehen sind die komplexen Apparaturen in der neuen Halbleiterfabrik 1958.
Die Anfänge der Halbleiterindustrie: TI-Mitarbeiter überwachen das Wachstum von Silizium- und Germanium-Halbleitern, die reiner als in der Natur vorkommende Edelsteine sind. Im Bild zu sehen sind die komplexen Apparaturen in der neuen Halbleiterfabrik 1958.
(Bild: Texas Instruments)

Bevor sich die Digitaltechnik allgemein durchsetzte, war Texas Instruments im Bereich der analogen Technologie aktiv – so zum Beispiel bei der Erkundung von Erdöllagerstätten oder in den ersten Computern des Unternehmens. Doch auch nach dem Umstieg auf digitale Technologien gerieten die analogen integrierten Schaltungen keineswegs aufs Abstellgleis, sondern behielten ihre stabile und profitable Position innerhalb der Geschäftsstrategie des texanischen Unternehmens.

Als die Personal Computer in ihrer Rolle als Triebfeder für die technologische Entwicklung von den Kommunikations- und Unterhaltungs-Applikationen abgelöst wurden, trat Texas Instruments als ein Spitzenreiter im Bereich der analogen Halbleiterbauelemente hervor. Das Unternehmen kombinierte seine Fähigkeiten im digitalen und im analogen Bereich und entwickelte echtzeitfähige Signalverarbeitungs-Lösungen für Kunden in den Bereichen Kommunikation, Computer, Konsumelektronik, Industrie, Audio, Video und Automotive.

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Während der 1950er Jahre wurden die Transistoren des Unternehmens für die Signalverstärkung in Hörgeräten genutzt, bevor Radio- und Fernsehgeräte, Stereoanlagen und eine breite Palette weiterer Konsumprodukte als zusätzliche Anwendungsgebiete hinzukamen. Seit dem Jahr 1972 wurden lineare integrierte Schaltungen in Produktionsstückzahlen an wichtige Fernsehgeräte-Hersteller in den USA, Europa und Japan geliefert. Nach eigenen Schätzungen enthielten die meisten Farbfernsehgeräte lineare Schaltkreise des Unternehmens für die automatische Feinabstimmung der Bildqualität, die Verarbeitung des Tonsignals und die Farbverarbeitung.

Obwohl der Bereich der linearen Schaltungen stetig expandierte, wurde den analogen Technologien niemals die gleiche Aufmerksamkeit zuteil wie die Vorstöße von Texas Instruments bei Speichern und Mikroprozessoren. Ungeachtet dessen erwirtschaftete das Analoggeschäft weiterhin Gewinne. Viele der geschäftlichen Erfolge lassen sich den Ergebnissen zuschreiben, die mit DRAMs (Dynamic Random Access Memories) und Mikroprozessoren erzielt wurden. Beide Produktgruppen wurden an Großkunden vertrieben, die in der Computerwelt das Sagen hatten.

Bemerkenswert war allerdings die Tatsache, dass man im ganzen Land eine große Anzahl Kunden finden konnte, die weder DRAMs noch Mikroprozessoren erwarben, dass es aber keinen einzigen Kunden gab, der keine analogen Produkte kaufte. Schließlich benötigte man auch auf einer Speicherkarte analoge Spannungsregler für die Stromversorgung.

Grenzenloser Analogmarkt

Dem Analogmarkt waren keine Grenzen gesetzt. In finanzieller Hinsicht trug sich der Analog-Geschäftsbereich im Prinzip bereits von Beginn an selbst. Große finanzielle Zuwendungen aus dem Konzern gab es nicht, und so war dem Team klar, dass es mit seinen Projekten so viele Barmittel erwirtschaften musste, dass es für das jeweils nächste Vorhaben reichte.

Eine entscheidende Änderung ergab sich in den 1980er Jahren, als man den Bereich der Mixed-Signal-Prozesstechnologien zu entwickeln begann. Dabei wurde standardmäßige High-Voltage-Logik gemeinsam mit Hochstrom-Treibern auf ein und demselben Chip angeordnet. Es handelte sich hierbei um eine Technik, mit der die meisten Mitbewerber noch nicht aufwarten konnten, und durch die sich das Unternehmen ein Massengeschäft mit größeren Stückzahlen sichern konnte.

Im Jahr 1982 erweiterte man das Portfolio um 62 neue Linearprodukte. Etwa zur gleichen Zeit erkannte die Unternehmensführung die Notwendigkeit, seine fortschrittliche Technologie auch in Bereichen außerhalb der Speicherbausteine zu implementieren. So stellten die Spezialisten aus Texas im Februar 1983 ihren ersten Operationsverstärker in CMOS-Technologie (Complementary Metal Oxide Semiconductor) vor. Der Baustein kam mit einer einzigen Versorgungsspannung aus und kombinierte hohe Geschwindigkeit mit verbesserter Betriebsstabilität und geringerer Leistungsaufnahme.

Anfang der 1980er Jahre, als nur ungefähr 2% des Marktes linearer Schaltkreise auf CMOS-Technologie basierten, erweiterten und verbesserten die Texaner die Palette der Analogprodukte. Zwischen 1983 und 1985 wuchs die Zahl der Analogprodukte von 273 auf 600.

Analogtechnik, Mixed Signal und DSP

Im Jahr 1987 erkannte man den Einfluss, den die digitale Signalverarbeitung auf das Analoggeschäft haben würde. Im April meldete die Pressestelle von Texas Instruments: „Unlängst starteten wir unter dem Motto ‚Advanced Linear‘ einen neuen Vorstoß mit dem Ziel, vom wachsenden Trend zur Verschmelzung analoger und digitaler Funktionen zu profitieren. Dank unserer traditionellen Stärken im Bereich der analogen und der digitalen Schaltungen verfügen wir über hervorragende Voraussetzungen, um uns diesem Markt zu widmen.“

Dies war jedoch erst der Anfang: DSP-Lösungen zogen erheblich mehr Analoggeschäft nach sich, sodass die DSP-Technik insgesamt positive Auswirkungen hatte. Sie ebnete dem Unternehmen den Weg zur Herstellung analoger Schaltungen, die wohl noch komplexer waren als ursprünglich beabsichtigt. Das Wachstum auf dem Analogsektor war ein bewusstes Unterfangen, denn die Unternehmensführung hatte bereits damals erkannt, wie wertvoll der Analogsektor schon war und noch werden konnte.

Anfang der 1990er Jahre wandte sich das Unternehmen den wachstumsstarken Kommunikationsmärkten zu und begann damit, mehr Entwicklungsressourcen in Analogprodukte zu investieren. Von außen betrachtet mag es den Anschein gehabt haben, dass sich das Unternehmen auf digitale Systeme konzentrierte. Dennoch wurde auch bei den analogen Funktionen eine hohe Schlagzahl beibehalten.

Anfang der 1970er Jahre bewegten sich die Jahresumsätze, die Texas Instruments mit analogen Produkten erwirtschaftete, noch im zweistelligen Millionenbereich (in US-Dollar gerechnet). Bis zum Ende der 1980er Jahre stiegen sie auf rund 400 Mio. US-Dollar, um dann bis zur Jahrtausendwende auf 4 Mrd. US-Dollar zu steigen.

Firmenübernahmen bahnen den Weg zu hohen Margen

Firmenübernahmen trugen entscheidend dazu bei, den Weg in den hohe Gewinnspannen versprechenden Markt zu bahnen. Mit der Übernahme von Unitrode im Jahr 1999 bekam man Zugang zu einem bedeutenden Entwickler und Hersteller von Power-Management-Bauelementen, die das wachstumsstärkste Segment des Markts für analoge Halbleiterbausteine darstellten.

Diese Übernahme stärkte das Analog-Portfolio mithilfe von Standardprodukten, die an ein breites Spektrum von Kunden und Anwendungen auf dem Massenmarkt gerichtet waren. Im selben Jahr übernahm man mit der Firma Power Trends einen führenden Anbieter auf dem aufstrebenden und rapide expandierenden Markt für Point-of-Use-Power-Lösungen.

Im Jahr 2000 erwarb das Unternehmen die in Kopenhagen ansässige Firma Toccata Technology ApS, die zu den weltweit führenden Entwicklern von digitalen Audioverstärker-Technologien und Board-Lösungen gehörte. Mit diesem Schritt war es möglich, mithilfe der digitalen Lautsprechertechnologie aus dem eigenen Haus jeglichen Arten von Audio-Geräten die Klanggüte von High-End-Audiosystemen zu verleihen – von PC-Lautsprechern über Audio/Video-Empfänger und Auto-Stereoanlagen bis zu Heimkinosystemen.

Drei Monate später festigte man mit der Übernahme von Burr-Brown die Position bei den Digital-Analog- (D/A) und Analog-Digital-Wandlern (A/D) im höchsten Genauigkeits- und Geschwindigkeitssegment sowie im Bereich der Verstärker für neu entstehende Applikationen auf dem Gebiet der 3G-Mobiltelefone, der DSL-Modems, der Internet-Audioplayer und der digitalen Consumer-Audio-Systeme.

Im Jahr 2001 wurde das Mixed-Signal-Portfolio mit einer neuen Kategorie aufgewertet. Dies geschah mit dem Kauf der Firma Graychip, eines Technologieführers bei den rekonfigurierbaren D/A- und A/D-Wandlern für die Hochgeschwindigkeits-Kommunikation.

Übernahme von National Semiconductor

Im September 2011 schloss Texas Instruments die Übernahme von National Semiconductor ab. Rich Templeton, Chairman, Präsident und Chief Executive Officer des Unternehmens, erklärte dazu: „National ist damit jetzt ein strategischer Bestandteil des Analogsektors, der als Wachstumsmotor für TI fungiert. Gemeinsam konzentrieren wir uns darauf, die Innovation in der Halbleitertechnik zu beschleunigen und so die Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz der elektronischen Systeme unserer Kunden zu verbessern.“

„Der Abschluss dieser Transaktion gibt TI die Möglichkeit, seine Marktpräsenz weiter auszubauen – mit noch mehr Analogprodukten der Spitzenklasse, mit mehr Fertigungskapazität sowie mit dem größten Vertriebs- und Applikationsteam der Branche“, so Templeton weiter.

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