《電子技術(shù)應(yīng)用》
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高速ADC是國產(chǎn)芯的空白區(qū)?芯佰微獨(dú)家產(chǎn)品打破美企技術(shù)壟斷

2019-10-26

國內(nèi)ADC現(xiàn)狀

ADC,Analog-to-Digital Converter的縮寫,指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或者模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。是指將連續(xù)變量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的器件。真實(shí)世界的模擬信號(hào),例如溫度、壓力、聲音或者圖像等,需要轉(zhuǎn)換成更容易儲(chǔ)存、處理和發(fā)射的數(shù)字形式。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能,在各種不同的產(chǎn)品中都可以找到它的身影這就需要ADC。而經(jīng)計(jì)算機(jī)分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號(hào)才能為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所接受。

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與之相對應(yīng)的DAC,Digital-to-Analog Converter,它是ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換的逆向過程。ADC最早用于對無線信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換。如電視信號(hào),長短播電臺(tái)發(fā)接收等。

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我們其實(shí)生活在一個(gè)模擬信號(hào)遍布的世界,而模擬信號(hào)作為我們?nèi)粘=佑|最多的信號(hào),在傳輸中需要被我們的計(jì)算機(jī),通信設(shè)備識(shí)別,就需要使用到模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換,所以在很多設(shè)備中都可以見到模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)的器件的身影,而這個(gè)產(chǎn)品一直以來都被國際大廠ADI ,TI 壟斷。

精度

輸出速率MSPS

8BIT或以上 10BIT以下

500MSPS

10BIT或以上 12BIT以下

300MSPS

12BIT

200MSPS

12BIT-14BIT

125MSPS

14BIT以上

20MSPS

重災(zāi)區(qū)則是高速的ADC上,基本都被限制進(jìn)口, 可見我們國家高速發(fā)展的科技收到美國的掣肘。而和消費(fèi)類使用的ADC不同,什么是高端 ADC 芯片呢?簡單來說,它是區(qū)別于消費(fèi)電子市場的 ADC 芯片,主要應(yīng)用在軍工、航空航天、有線無線通信、汽車、工業(yè)和醫(yī)療儀器(核磁共振、超聲)等對工藝、性能、可靠性要求極高的領(lǐng)域。國內(nèi)的企業(yè)也對應(yīng)著幾家大型的國家企業(yè),航天,航空,基站,研究所,醫(yī)療行業(yè)也是幾家大的客戶

從美國管控的 ADC 芯片列表中,我們其實(shí)可以看出高速 ADC 不管是研發(fā)技術(shù)積累還是生產(chǎn)工藝商,都有著相當(dāng)高的技術(shù)壁壘。隨著 5G、汽車電子、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等的持續(xù)發(fā)展,預(yù)計(jì)到 2022 年,全球 ADC 芯片市場規(guī)模接近 750 億美金。市場巨大,而我們卻被美國依然卡的死死的,每年付出大量的美金去采購TI和ADI的產(chǎn)品。

中國是全球最主要的ADC芯片需求方,但是國內(nèi)能造出高性能的ADC芯片企業(yè)微乎其微,即便造出來了,性能和價(jià)格也無法跟上市場的節(jié)奏??梢赃@么說,在核心的ADC芯片供給率上,國產(chǎn)占有率幾乎為零。

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ADC的設(shè)計(jì)參考的架構(gòu)分別是以上幾種:Flash&Pipeline,SAR ,Σ-?幾種方式,而ADC的性能指標(biāo)分別有采樣精度和采樣速率。

ADC的基本指標(biāo)

ADC 芯片主要看兩個(gè)基本指標(biāo),一個(gè)是速度一個(gè)是精度。

速度代表著 ADC 可以轉(zhuǎn)換多大帶寬—Bandwidth的模擬信號(hào),帶寬對應(yīng)的就是模擬信號(hào)頻譜中的最大頻率。

精度就是衡量轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字信號(hào)與原來的模擬信號(hào)之前的差距。

以上兩個(gè)指標(biāo)也是工程師選擇芯片最關(guān)注的參數(shù)

在以上的圖中 縱坐標(biāo)代表分辨率,橫向坐標(biāo)則是代表采樣速率,而ADC就是這樣的一個(gè)產(chǎn)品,高分辨率則是采樣率低,而高采樣率則是低分辨率。

應(yīng)用和動(dòng)態(tài)范圍要求:

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而我們現(xiàn)階段16BIT分辨率以上的產(chǎn)品基本都來自于ADI TI兩個(gè)大廠,而國內(nèi)的一些模擬廠家現(xiàn)階段的能力只能做到12BIT分辨率的產(chǎn)品,架構(gòu)模型基本還是采用SAR的設(shè)計(jì),而對于Flash&Pipline和Σ-?受限于工藝和研發(fā)成本的各種原因一直是空白。

芯佰微電子

2017年芯佰微電子正式對外發(fā)布ADC/DAC產(chǎn)品,經(jīng)過公司上百名工程師歷經(jīng)10年的技術(shù)積累,現(xiàn)階段已經(jīng)量產(chǎn)并提供給客戶使用的ADC 產(chǎn)品。

公司產(chǎn)品以高速高精度產(chǎn)品為切入點(diǎn),推出從8BIT,12BIT,14BIT,16BIT,18BIT,從40MSps采樣率到1.5GSps采樣率,覆蓋SAR、Pipeline、Sigma-Delta架構(gòu)的全系列ADC。

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同時(shí)針對多款美國針對國內(nèi)客戶禁運(yùn)的產(chǎn)品,也可以提供給國內(nèi)客戶使用,一次性打破了美國對于高度ADC對于中國的技術(shù)封鎖。

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現(xiàn)階段芯佰微已經(jīng)提供多款A(yù)DC產(chǎn)品投放市場,其中CMB92AD68,CMB94AD34,CMB92AD88等多款產(chǎn)品已經(jīng)在多家客戶量產(chǎn)使用。

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而對于更高分辨率的產(chǎn)品18BIT以上的產(chǎn)品,芯佰微同樣有更深入的規(guī)劃,包括24BIT的產(chǎn)品同步也在開發(fā),在強(qiáng)有力的市場需求面前,芯佰微以客戶需求為己任,致力于高端模擬器件的深度開發(fā)。同時(shí)芯佰微電子也同步提供高壓運(yùn)放,常規(guī)運(yùn)放,USB1.1&USB2.0,電源類,接口類等多款模擬器件給到客戶。

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現(xiàn)階段芯佰微銷售網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)涵蓋中國多地區(qū)和城市,更好更快的服務(wù)客戶需求。

芯佰微公司創(chuàng)建于2008年,2014年正式成立芯佰微電子(北京)有限公司,2019年正式以芯佰微品牌推向市場,產(chǎn)品多達(dá)6大類300多顆型號(hào),,其中主要產(chǎn)品有ADC/DAC,USB,接口電路,常規(guī)運(yùn)放,高壓運(yùn)放,儀表運(yùn)放等產(chǎn)品。現(xiàn)階段代理商有威健,深圳易控,嘉德智能等,更多經(jīng)銷商信息和器件資料可以登陸獲取。


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