隨著 IC 的迅速發展， IC的使用增長了混合電路和模塊的優勢，可以保證產品穩定性和長期可用性、可靠性等。ASIC 技術的出現帶來了行業革命，從全定制到如今的 COTS，在軍用系統中繼續使用混合電路和模塊的觀點仍然有效。

50 多年來，混合電路和模塊技術一直在發展，現在，模塊采用了 COTS （商用現成有售） 形式，為縮短設計周期、減輕過時淘汰問題以及應對 SWaP （尺寸、重量和功率） 挑戰做出了重大貢獻。我們來回顧一下這種技術的發展歷史，探索一些對航空航天和國防行業而言非常重要的因素。

1早期的混合電路

上世紀 50 年代后期，運用分立式晶體管的計算領域取得了巨大進步，但是電路板變得日益復雜了，有時有數千個互連的晶體管、二極管、電阻器和電容器。因此，需要一種解決方案來提高密度和可靠性。政府機構為嘗試各種混合電路理念提供了資助。

在這一領域，軍方興趣濃厚，尤其活躍。1958 年，美國軍方資助的 RCA 公司開發“微型模塊”概念。這種概念采取的方法是，使用從外部配置、統一大小的立方體，以便這些立方體能夠相互固定在一起。在內部，各種分立式組件的小芯片垂直疊置，在其邊沿處互連。從體積上看，組件密度提高了多于雙倍，可靠性則提高了 6 倍，軍方很高興，在接下來的幾年中又進一步投資。在 1962 年，一個 10 組件模塊的價錢為 52 美元，大約是常規分立式 PCB 解決方案價錢的 2.5 倍。

盡管價錢很高，但是 RCA 的微型模塊非常成功，不過生命很短，集成電路 （IC） 的誕生無疑促成了這種模塊讓位。早期 IC 的價錢是混合式解決方案的 9 倍，這些 IC 常常是軍方或政府資助項目的受益者，1962 年的一個著名項目是，雷神 （Raytheon） 公司為美國航空航天局 （NASA） 建造的“阿波羅制導計算機 （Apollo Guidance Computer）”。

隨著 IC 的迅速發展，人們不久就認識到 IC 相對于混合電路和模塊的優勢。從這方面來看，混合電路技術依然存在似乎令人驚訝。不過，軍方常常有更廣泛的考慮，包括相對于創新和復雜運行要求，考慮產品穩定性和長期可用性、可靠性、實用性等。這些因素與混合電路和模塊的特定技術優勢相結合，無疑是混合電路技術在過去 50 年得到持續使用的原因之一。

2集成

在本文涵蓋的這段時間，ASIC 技術帶來了行業革命。最初，數百個門的門陣列為軍方提供了一條提高數字化集成度的途徑，隨著門密度的迅速提高和開發工具的改進，混合電路的日子似乎屈指可數了。上世紀 80 年代后期，軍用設備設計師認識到了數字 ASIC 的成功性，嘗試將相同的方法應用到混合信號電路。他們的動機主要由小型化需求主導，因為軍方需要越來越復雜的系統，那時這樣的系統預算很大。但是，調整為客戶使用而完全定制的設計工具很難，模擬設計也很復雜，這種困難和復雜性意味著，對于實際上完全定制的設計而言，混合信號 ASIC 仍然會非常密集地耗費資源，而且高度依賴半導體制造商的設計團隊。盡管模擬 ASIC 設計工具和技術已經取得了巨大進步，但是真實世界的模擬問題范圍寬廣，仍然難以用現成有售的半定制電路一一解決。因此，當現成有售的產品發揮不了作用時，混合電路為將各種采用不同工藝技術制造的高性能模擬和信號鏈路功能集成到單個封裝中提供了一條途徑。

3性能

軍用和航空航天系統一般是以模塊化子系統為基礎設計的。例如，現場可更換單元 （LRU） 簡化了服務和運行支持。LRU 互連依靠 MIL-STD-1553 總線接口等標準。用混合電路、模塊、ASIC 宏或在標準格式的電路板上實現這些功能已經成為首選方法，實際上，它們就是專用標準產品 （ASSP） 和基本構件。

這凸顯出兩個重要因素。首先，無謂的重新發明是沒有什么可取之處，而且讓設計師專注于系統的核心知識產權才是更有效的用人方式。其次，按照如今的標準，軍事和航空航天業是半導體的小用戶，與開發單片 IC 級 ASSP 相比，開發模塊或電路板級解決方案是更加現實的主張。

傳統上，電源模塊的性能要求也很好地與混合模塊技術保持了一致，這種技術所使用的密封金屬罐封裝滿足高溫、高可靠性軍事應用的功率密度和熱量管理需求。隨著大型 FPGA 和微處理器的電源要求越來越高，對更高效的電源架構和負載點 （POL） 調節的追求已經導致出現了新的模塊解決方案。

長久以來，雷達等應用也一直依靠混合電路和模塊實現 RF 和微波解決方案。只是近年來，才出現了開始滿足這類需求的單片 IC 產品，但是現在，新式高度平行的相控陣雷達再次將注意力集中到模塊解決方案上。

4安全性

產品過時淘汰對軍工業而言是個非常嚴重的問題。30 到 50 年的項目壽命很常見，因此軍事和航空航天設備供應商不斷尋求降低風險的方式。混合電路和模塊一直是一種嘗試隔離國防行業與半導體行業快速變化的方法。存儲器模塊是一個引起興趣的特定領域，因為 DRAM 和 SRAM 技術的壽命尤其短。可以保持標準外形尺寸和引腳布局的概念，同時可以更新模塊內的存儲器芯片。這件事寫起來比實際做起來容易得多，部分是因為，在存取時間、架構和電源電壓方面不斷取得進展。另一方面，如果空間允許，使用標準格式的嵌入式處理器板卡可提供一種更高級的方法。不過標準外形尺寸的概念是很多過時淘汰管理戰略的核心，無疑也是影響混合電路和模塊解決方案壽命長短的一個主要因素。

混合電路和模塊也有優勢，因為全定制模塊可用來隱藏與硬件設計有關的寶貴的知識產權，使逆向工程更加難以實現。僅查看封裝上的器件數量不足以對硬件設計解碼。此外，有些半導體芯片也不容易在公開市場上買到。