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    全球模擬芯片行業格局相對分散,各種類型ADC的速度與精度關系如何?

    發布時間:2022-01-19    欄目行業:行業新聞    瀏覽次數:

      各種類型ADC的速度與精度關系


      眾所周知,信號鏈芯片主要包括放大器、數模轉換、接口等品類,其中轉換器屬于其中技術壁壘最高細分品類。轉換器是由模擬電磁波轉換成0101比特流最關鍵的環節,具體又可以分為ADC和DAC兩類,ADC作用是對模擬信號進行高頻采樣,將其轉換成數字信號;DAC的作用是將數字信號調制成模擬信號。


      其中ADC在總需求中占比接近80%。ADC/DAC是整個模擬芯片皇冠上的明珠,核心難度有兩點:抽樣頻率和采樣精度難以兼得(高速高精度ADC壁壘最高)以及需要整個制造和研發環節的精密配合。


      ADC關鍵指標包括“轉換速率”和“轉換精度”,其中高速高精度ADC壁壘最高。數據轉換器主要看兩個基本指標,轉換速率和轉換精度。


      轉換速率通常用單位sps(Samples per Second)即每秒采樣次數來表示,比如1Msps、1Gsps對應的數據轉換器每秒采樣次數分別是100萬次、10億次;轉換精度通常用分辨率(位)表示,分辨率越高表明轉換出來的數字/模擬信號與原來的信號之間的差距越小。高性能數據轉換器需具備高速率或高精度的數據轉換能力。


      數據轉換器的速率和精度指標往往是相互制約、此消彼長的關系,例如亞德諾目前最快的商用模數轉換器的轉換速率為26Gsps,但其分辨率僅為3位,而具有24位分辨率的模數轉換器的轉換速率僅為26Msps。


      根據這兩大指標,ADC可以分為高速高精度、低速高精度、高速低精度以及低速低精度四種類型,其中高速高精度壁壘最高。


      進口廠商主導的行業現狀


      ADC芯片的產業鏈和半導體產業的一樣,其產業鏈龐大而復雜,可以分為:上游支撐產業鏈,包括半導體設備、材料、生產環境;中游核心產業鏈,包括 IC 設計、 IC 制造、 IC 封裝測試;下游需求產業鏈,覆蓋工業、通信、消費電子、航空、國防及醫療等。


      數據統計顯示,2019年全球轉換器市場規模接近36億美元,預計未來4年CAGR近10%。隨著5G基站、IoT等驅動ADC需求落地,預計2023年全球轉換器芯片市場空間有望擴張至近50億美元。


      從格局分布來看,全球模擬芯片行業格局相對分散,美歐大廠處于領跑地位。由于模擬芯片具有品類豐富、產品系列深等特點,各細分產品規模小、市場間跨度大,因此全球市場整體呈現分散的格局,頭部廠商難以取得壟斷優勢。最為知名的廠商包括ADI、TI、Maxim、Microchip、NXP、Xilinx、STMicroelectronics等。具體來看,歐美廠商由于起步早,憑借資金、技術、客戶資源、品牌等方面的積累,目前在全球范圍內仍處于領跑地位。


      國內ADC產業發展仍處在追趕狀態。1996年,以西方為主的33 個國家在奧地利維也納簽署了《瓦森納協定》,規定了高科技產品和技術的出口范圍和國家,其中高端ADC 屬于出口管制的產品,中國也屬于受限制的國家之一,禁運范圍主要是精度超過8 位且速度超過10Msps的ADC。


      2019年華為被納入實體名單后,TI、ADI等美國模擬IC大廠向華為供貨受限,進一步加速國內模擬芯片領域的國產替代節奏。聚焦ADC領域,全球主要供應商仍是TI、ADI為首的幾家國際大廠,而高性能ADC在軍用領域、高端醫療器械以及精密測量等領域起著至關重要的作用,因此ADC技術的國產替代對于我國各下游產業的發展意義重大。自華為事件以后,國內的設備廠家逐漸開始采購國產ADC芯片。


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