ADC芯片是什么??
ADC(Analog Digtal Convert)芯片是將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的芯片,轉(zhuǎn)換的過程信號處理主要分為:采樣、保持、量化、編程四個步驟,而根據(jù)不同的信號處理方式,ADC芯片也分為七種結(jié)構(gòu):
1、FLASH & Half- FLASH ADC。其并行結(jié)構(gòu)在模擬信號采樣中,速率可達(dá)10GSps以上,但是其分辨率只能在8位以內(nèi),因此一般用于示波器等產(chǎn)品;
2、Folding 采用折疊型等結(jié)構(gòu)的高速ADC,其速率同樣可以達(dá)到10GSps以上,但是精度稍微高于FLASH,一般應(yīng)用于廣播衛(wèi)星中的基帶解調(diào)等方面。
3、∑-Δ型 ADC。其采樣精度可以達(dá)到24比特,主要應(yīng)用于高精度數(shù)據(jù)采集,特別是傳感器、多媒體、勘探、聲納等電子測量領(lǐng)域。
4、SAR ADC 逐次逼近型??梢赃_(dá)到16比特的精度,由于低成本和低功耗使其很受歡迎,主要應(yīng)用于中速或較低速、中等精度的數(shù)據(jù)采集和智能儀器中。
5、Pipe Lined 流水線型ADC。一般應(yīng)用在高速情況下信息采樣處理,例如瞬態(tài)信號處理、快速波形存儲與記錄、高速數(shù)據(jù)采集、視頻信號量化及高速數(shù)字通訊技術(shù)等領(lǐng)域。
目前ADC芯片的主要應(yīng)用形式有:傳統(tǒng)封裝片/集成電路、SOC芯片、數(shù)字傳感器芯片。ADC芯片的性能指標(biāo)主要有:精度(比特)、輸出的位數(shù)、采樣速率(SPS)、功耗(mW)、噪聲(Vrms)、溫漂ppm/oC、實(shí)際精度(比特)、信噪比(分貝)。ADC芯片以功耗、分辨率、采樣速率、噪音作為判斷性能品質(zhì)的主要依據(jù),例如精度超過8位1.3Gsps以及16位以上速度超過65MSPS的ADC芯片為高端ADC,也是國外禁止對我國出口的芯片之一。
ADC市場分析?
ADC芯片產(chǎn)業(yè)周期長,下游需求分布廣泛,近年來,5G、物聯(lián)網(wǎng)等下游新興應(yīng)用熱度不斷提高,電子消費(fèi)、智能家居等領(lǐng)域市場需求旺盛,同時ADC芯片也可運(yùn)用在軍工、航天技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域,未來其市場規(guī)模將持續(xù)增長。
根據(jù)Statistica、IC Insight數(shù)據(jù),2019年全球ADC的市場規(guī)模已達(dá)到24.4億美元,ADC市場規(guī)模年復(fù)合增長率達(dá)4.87%,預(yù)計至2021年將達(dá)到27.5億美元。
在5G時代,高速高精度的ADC是5G基站不可或缺的芯片。目前進(jìn)口的國外ADC芯片單價都在千元以上,單個5G基站的ADC芯片使用就高達(dá)兩位數(shù)。可見未來國產(chǎn)ADC的使用空間巨大。
國產(chǎn)ADC芯片現(xiàn)狀
國家骨干研究所(企業(yè))
其研發(fā)主要集中在高端技術(shù)領(lǐng)域,如軍工,國防科工等,但不能適用于工業(yè)通訊領(lǐng)域,如:云*微、迅*微,北京**民芯,華*貝嶺、2*所(吉*微),南京5*所,航天61*所,安徽21*所,華*微等。
國內(nèi)高校大學(xué)教授及碩博士學(xué)生
雖然在技術(shù)指標(biāo)上只有1-2代差距,但是市場化還較為遙遠(yuǎn),如:北京芯*微、蘇州納*微、北京核*互聯(lián)、奇*士技術(shù)、北京昆*微、芯*半導(dǎo)體、杭州*盟等。
外企海歸團(tuán)隊
目前是最受投資機(jī)構(gòu)的關(guān)注的一個團(tuán)體,以高速(1G以上)高精度ADC芯片自主研發(fā)為目標(biāo),如深圳靈*微、蘇州思*浦、上海韜*半導(dǎo)體、上海*精微、南京*思微、上海*比半導(dǎo)體等。
困難?
1、國內(nèi)大學(xué)模擬集成電路的教育水平比較低;
2、國外的封鎖:技術(shù)、人才,瓦森納協(xié)定、“實(shí)體清單”等;
3、投入大:一次投片的費(fèi)用最少也要數(shù)十萬元,先進(jìn)工藝高達(dá)一千萬到幾千萬;周期長:從電路設(shè)計開始,到投片,最少要半年時間,而投片送到晶圓工廠流片生產(chǎn),又一般要2個月到3個月;
4、人才成本高:目前市場上模擬芯片研發(fā)工程師薪水50-60萬薪起;、市場更迭快;
5、技術(shù)含量高,反向困難:對于高性能的模擬混合信號ADC芯片,對工藝又非常敏感,稍有不一致都可能導(dǎo)致芯片性能和良率的巨大差異;
6、供應(yīng)鏈趨于成熟,難以插足:民用市場更加看重產(chǎn)品性價比,對噪聲,功耗要求極高,技術(shù)升級快和供應(yīng)鏈響應(yīng)快,國家隊很難融入。
機(jī)遇?
人才:在美國政府和特朗普政權(quán)強(qiáng)力制裁以華為為首的中國高科技企業(yè)的背景下,芯片的爭奪和發(fā)展成為重點(diǎn)。2020年7月30日,在國務(wù)院學(xué)位委員會會議上,投票通過了設(shè)立集成電路一級學(xué)科,加快彌補(bǔ)30萬集成電路人才缺口。
資金:國家集成電路大基金,全力支持芯片的發(fā)展。同時,各級政府都在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)集成電路基金和芯片相關(guān)的上游產(chǎn)業(yè)投資,有關(guān)芯片生態(tài)產(chǎn)業(yè)的團(tuán)隊項(xiàng)目成了當(dāng)下資本市場最為關(guān)注的對象。
生態(tài):瓦森納協(xié)定和美國特朗普政府的制裁造成國內(nèi)大企業(yè)無芯可用的情況,國產(chǎn)adc芯片替代已經(jīng)成為了關(guān)鍵。在此背景下,在臺積電突破7nm,中芯國際突破14nm,擺在國產(chǎn)高端ADC晶圓流片面前的不再一道天譴。而國產(chǎn)替代,讓國產(chǎn)芯片有機(jī)會重新構(gòu)建屬于自己的生態(tài)鏈。