中国集成电路之殇:高精度ADC芯片国产化难度大

随着国家对集成电路产业的重视,近年来中国的芯片产业发展迅速,也出现了华为、紫光、中星微等具有一定知名度的芯片企业。但以目前的发展现状,中国芯片技术离欧美等企业仍有差距,而这个差距在ADC芯片上表现得尤为显著。

 
ADC即模拟数字转换器(英语:Analog-to-digital converter)是用于将模拟形式的连续信号转换为数字形式的离散信号的一类设备。一个模拟数字转换器可以提供信号用于测量。与之相对的设备成为数字模拟转换器。
 
目前ADC芯片主要的供应商是德州仪器、亚德诺等公司,中国是全球最主要的ADC芯片需求方,但是国内能造出高精度的ADC芯片企业微乎其微,即便造出来了,性能和价格也无法跟上市场的节奏。可以这么说,在核心的ADC芯片供给率上,国产占有率几乎为零。
 
芯片有几千种,ADC芯片就是最难造的几种之一
中国集成电路之殇:高精度ADC芯片国产化难度大
ADC也叫模数转换器,是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。真实世界的模拟信号,例如温度、压力、声音或者图像等,需要转换成更容易储存、处理和发射的数字形式。模/数转换器可以实现这个功能,在各种不同的产品中都可以找到它的身影,在实际应用中,为了实现微型化,通常做成ADC芯片。
 
造芯片是非常精密的工艺,通常芯片单位为纳米,一纳米也就是十万分之一毫米,这对设计、制造工艺都有非常严格、高标准的要求。仅从产品种类来说,芯片的种类就有几十种大门类,上千种小门类,如果涉及设备流程的话就更多了。
 
以通信基站为例,里面有上百颗芯片,基站发射回收信号,收回信号后首先要有芯片滤波;然后还有芯片将这种特别小的信号放大;再有芯片进行解析、处理;然后是芯片负责传输、分发等等,每个过程都需要芯片处理。
 
ADC芯片市场的重要性和前景
中国集成电路之殇:高精度ADC芯片国产化难度大
由于系统的实际对象往往都是一些温度、压力、位移、图像等模拟信号,要使计算机或数字产品等能识别、处理这些信号,必须首先将这些模拟信号转换成数字信号,这就需要ADC。而经计算机分析、处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信号才能为执行机构所接受。
 
据相关数据显示,2017年ADC芯片销售额为545亿美元,预计到2022年,全球ADC芯片市场规模可达748亿美元,市场前景非常可观。未来几年支撑ADC芯片增长的主要驱动力是5G、人工智能、物联网、汽车电子等新兴应用,这些相关的产品或技术对信号处理的需求大涨。
 
作为一名普通的工程师,曾经无数次这样问自己,既然ADC芯片这么重要,为什么中国不去加大研发,让中国的产品用上属于自己的ADC芯片呢?直到后面工作了几年,才真正明白,造芯片可不是靠“豪言壮语”就可以的,造芯片难,造ADC芯片难上加难。业界有人曾表示,如果把造普通芯片比作造飞机,那么造ADC芯片就是造航母,难度甚大。
 
ADC芯片国产化为什么这么难?
中国集成电路之殇:高精度ADC芯片国产化难度大