⼀⽂看懂ADC芯⽚，国产如何突围？
芯⽚世界中的ADC，全称是Analog-to-Digital Converter, 模拟数字转换器！它是连接模拟世界与数字世界的桥梁，说的⽂艺⼀点，是ADC为这两个世界带来了爱情。
从宏观上看，⾃然界产⽣的信号，都是模拟信号，⽐如我们说话的声⾳，我们看到的图像，我们感受到的温度等等。但是这些模拟信号都得最终放在数字领域进⾏处理，存储或者传输，那如何把模拟信号转换成数字信号呢？对的，机智如你，我们需要⼀个转换器，它就是芯⽚界的⽼牌贵族—ADC！
说它⽼牌，因为第⼀个ADC芯⽚是由IBM的M. Klein于1974年发明，到2019年，已经整整45年的历史，它的基本架构、设计⽅法、原理已经⾮常之成熟!之所以称它为贵族，是因为这玩意很⾼冷，技术含量很⾼，卡脖⼦中的战⽃鸡。在ADC的技术和市场上，美帝企业如亚德诺（ADI），德州仪器（TI）等⼀骑绝尘！在全球市场份额上，其中ADI占有率最⾼，约为58%，TI的占有率约为25%。不幸的是，在不平等条约—《⽡森纳协议》下，⾼性能的ADC芯⽚在美帝的出⼝管控之中，⾼端ADC芯⽚甚⾄完全禁运到中国。
什么是⾼端ADC芯⽚呢？简单来说，它是区别于消费电⼦市场的ADC芯⽚，主要应⽤在军⼯、航空航天、有线⽆线通信、汽车、⼯业和医疗仪器（核磁共振、超声）等对⼯艺、性能、可靠性要求极⾼的领域。
ADC的基本指标
ADC芯⽚主要看两个基本指标，⼀个是速度—Speed，⼀个是精度—Resolution。顾名思义，速度代表着ADC可以转换多⼤带宽—Bandwidth的模拟信号，带宽对应的就是模拟信号频谱中的最⼤频率。精度就是衡量转换出来的数字信号与原来的模拟信号之前的差距。
ADC第⼀步操作是对模拟信号进⾏采样，说到采样，⼩麒要先引⼊⼀个20世纪信息论中伟⼤的⾹农-奈奎斯特采样定理：为了不失真地恢复模拟信号，采样频率应该⼤于等于模拟信号带宽的2倍。换句话说，如果ADC的采样频率是
Fs（Hz），那么它可以转换的模拟信号带宽⾄多是Fs/2（Hz）。对应采样频率为Fs（Hz）的ADC，它在时域⾥1秒中可以采集（1/Fs）点的信息。对于ADC的速度指标，我们通常⽤单位SPS（Sample Per Second）来表⽰，⽐如
1MSPS代表着1M Samples Per Second,对应的ADC的采样频率就是1MHz，可以转换的模拟信号带宽⾄多是0.5MHz。ADC第⼆步操作就是把采样的模拟信号量化成数字信号。数字信号代表的数值与模拟信号的真实数值之间的差距越⼩，代表着ADC的精度越⾼，我们通常⽤N-bit来表⽰精度，⽐如10-bit代表着数值之间的最⼤差距是1/(2^10)。精度越⾼的ADC，转换出来的数字信号越接近于原来真实的模拟信号。
ADC的应⽤场景及性能要求
记住，ADC芯⽚的速度和精度指标是相互折中，此消彼长的。对应于不同的应⽤场景，⽐如测量仪器、医疗电⼦、汽车电⼦、⼯业电⼦、有线/⽆线通信等，对ADC芯⽚的速度和精度都有着不尽相同的要求。在这⾥，⼩麒针对不同的应⽤场景做⼀下⼩⼩的总结。
1. 超低的信号带宽:
转换频率很低，时间上变化很慢的信号，如应⽤于⾼精度的体重计，温度计等测量仪器，ADC精度需求通常在20bit以上。
2. 低信号带宽:
转换频率低，带宽100Hz或者更⼩的信号，如应⽤于⽣物信号的测量，精度在8bit-18bit左右。
3. ⾳频带宽:
转换⼈⽿可以听到的20Hz-20KHz的声⾳信号，如应⽤于⽿机，Hi-Fi上⾯，精度在8bit-18bit左右。
4. 视频和图像带宽:
在此，⼩伙伴们回想⼀下这些年电视画⾯的变化，从⼩时候看的有雪花点的模拟电视到现代的⾼清数字电视⾥⾯，图像是越来越清晰了，ADC的性能需求也是越来越⾼了。模拟电视⾥⾯的ADC⼤概需要20MSPS，8bit的ADC，⽽现代的⾼清数字电视则需要80MSPS，12bit-14bit左右ADC。ADC在成像中应⽤除了电视，相机等消费类电⼦，也包括医疗电⼦、如X射线、超声波、核磁共振等。
5. 通信带宽:
⾼⼤上的⽆线通信领域可以划分为两个部分，⼀个是⼿机终端，⼀个是基站。从3G到4G，再到⽬前⽕热的5G通信，模拟信号带宽要求越来越⼤，但转换精度要求基本保持不变，显然易见，这两个部分对于ADC芯⽚的设计要求越来越⾼。5G通信下，⼿机终端需要160+MSPS，12bit的ADC芯⽚，基站⾥⾯需要250MSPS-1GSPS，14-16bit的ADC芯⽚。
美帝管控下的ADC芯⽚
好了，介绍完ADC的基本指标和不同的应⽤需求，现在⼩麒就带着各位看官⼤⼤看看哪些指标的ADC芯⽚在美帝出⼝的管控之中。点击进⼊美国商务部旗下安全⼯业署的⽹站:
我们可以看到9⼤类的商品管控名单，妥妥地都是硬核⾼科技领域，好吧，乐观向上的我，不得不承认，这是给中国的科研事业指引道路。
在对应的电⼦类的名单中，我们就可以找到ADC芯⽚的相关描述，指标总结如下，
从美帝管控的ADC芯⽚指标中，我们可以看出⾼速ADC⽬前有着相当⾼的技术壁垒。这些⾼速ADC芯⽚虽然每年出货量不到10%，但却创造了接近50% 的⾏业销售额。随着5G、汽车电⼦、⼈⼯智能、物联⽹等的持续发展，预计到2022年，全球ADC芯⽚市场规模接近750亿美⾦。
⽽对于中国公司来说，想独⽴研发出上述性能指标的ADC芯⽚，没有数⼗年的长期积累和持续投⼊，基本都是在划⽔！
中国ADC哪家强？
⽬前中国有哪些公司以及科研院所有研发上述规格的ADC芯⽚的能⼒呢？⼩麒好好地搜集了⼀番，但实在受制于有限的⽹络信息，⼩⼩总结如下，给各位看官⼤⼤做个参考：
1. 华为海思：作为国内芯⽚龙头企业，⾸先还是要聊⼀下华为海思。菊⼚在今年发布了海思研发的5G终端的巴龙5000和5G基站的天罡系列, 这些⽤于5G的基带SOC芯⽚⽏庸置疑都需要⾼速ADC转换接收到的射频信号。虽然海思关于ADC的研发相当神秘，⽹上并没有什么信息，但从海思发布的5G基带芯⽚以及ADC⼈才招聘上⾯，⼩麒我⼤胆推测海思已具有很强的⾼速ADC研发能⼒，并且极有可能已经做到⾃给⾃⾜，假以时⽇，或许还会对外销售呢。
2. 苏州云芯微电⼦：在ADI⼯作数⼗年的海归博⼠，于2010年创⽴的公司，2016年被中国振华电⼦集团收购。该公司靠着⾼性能ADC研发起步，应⽤于通信，雷达市场。ADC产品速度在65MSPS-250MSPS，精度在12bit-16bit之间。其中65-125MSPS，16bit 和250MSPS，14bit的产品规格达到美帝出⼝管控的规格。
3. 苏州迅芯微电⼦：成⽴于2013年，背景略显神秘，该公司主攻超⾼速ADC，ADC产品速度在
2GSPS，10GSPS，30GSPS，精度在6bit-8bit之间。其中2GSPS，8bit和10GSPS, 10bit 都属于美帝出⼝管控的规格之中。
4. 北京时代民芯：于2005年，为航天微电⼦资源⽽成⽴的公司，现为航天电⼦技术股份有限公司的全资⼦公司。该公司出售的⾼速ADC芯⽚有两款，⼀款是精度8bit，速度800MSPS,另外⼀款是精度8bit，速度1.3GSPS。⼩麒仔细地看了这两款产品，⼆者结构基本⼀致，因为前者具有抗辐射的功能，所以速度相⽐于后者有所牺牲。⾮常有趣的是，后者的规格⼜刚好卡在美帝管控的ADC芯⽚性能上⾯。
5. 中电集团24所：坐落于美丽的江城重庆，是我国唯⼀的模拟集成电路专业研究所，是我国⾼性能模拟集成电路设计开发和⽣产的重要基地。主要产品有：ADC/DAC转换器、⾼性能放⼤器、射频集成电路、驱动器、电源以及汽车电⼦等，并⼴泛应⽤于航空航天、卫星定位、雷达导航、⾃动控制、汽车和通讯等领域。⼩麒我很早就听说24所的ADC玩的蛮好的，跑去看⼀下它的产品中⼼，ADC这条线的产品相⽐于上⾯⼏个公司确实丰富不少，明⾯上⼀共展⽰了16款产品，精度覆盖8bit-16bit。⾮常有趣的是，可能鉴于科研所的背景，⽹上⼏乎没有展⽰任何⼀款产品对应的速度，只是简单描述了下产品的应⽤领域。但从应⽤领域上，⼩麒已经深深地感受到24所低调强⼤的ADC实⼒。
简单描述了下产品的应⽤领域。但从应⽤领域上，⼩麒已经深深地感受到24所低调强⼤的ADC实⼒。
以上⼏家公司就是⽬前中国ADC实⼒的强⼒代表，数量上着实不多，当然，鉴于⼩麒有限的能⼒以及ADC的⾼度敏感性，⼀些低调或者有着军⼯背景的公司就没法在⽹上发掘了，期待各位看官⼤⼤的后续补充。
虽然信息有限，但是还是看的出来中国公司的ADC产品线很不完整，尤其是民营创业公司只专注于做⼏款ADC。原因也很明显，ADC技术壁垒太⾼，持续研发耗时耗⼒耗钱，市场竞争激烈，创业公司可以靠初始团队熟悉的ADC起步，但ADC⼀条路⾛到底并不现实，靠着ADC拿到第⼀桶⾦，转⽽做⼀些技术难度低的产品，不失为是⼀种明智之举！
为祖国做ADC的情怀，放在资本主义市场并不好⽤，没有⾯包，哪有情怀？毕竟，创业公司怎样活着才是王道。
相反，不差钱的中电集团24所更适合为情怀⽽奋⽃，持续地研发投⼊也带给了24所领先于全国的ADC实⼒。
对⽐美帝两⼤巨头ADI和TI的⽹站，从⾼精度ADC到⾼速度ADC应有尽有，查找⾮常⽅便，技术⽂档描述⾮常详尽，购物（芯⽚）体验完全不逊于国内某宝。
这就是⽬前的巨⼤差距！如何打破美帝的垄断，怎么玩好ADC？中兴华为事件⼀次次地激发国⼈的民族情绪。但在如今浮躁的社会，靠情怀来⽀撑造芯梦，然并卵！
如何玩好ADC？
如何玩好ADC？想弯道超车美帝公司，不存在的，为什么呢？因为别⼈都在直⾏啊！变道超车才有可能！
1. 国家队引领，资⾦⽀持：
玩芯⽚烧钱，这是业内公认的事实。
2014年前，中国芯⽚市场完全效仿欧美国家，⾃由竞争，结果显⽽易见，芯⽚发展严重滞后。因为芯⽚研发⾼投⼊，⾼风险，社会资本⼤部分都在隔岸观芯，精⼒都放在分分钟就可以出只独⾓兽的互联⽹上⾯，500万投个APP创业已然有模有样，但要拿去投芯⽚公司，可能芯⽚影⼦都看不到。
2014年，中国芯⽚发展迎来历史性转折点—国家成⽴集成电路产业⼤基⾦，国家队开始主导投资，政府和市场双管齐下，推动芯⽚发展。
对于有⼼玩好ADC的初创公司，投资⼈要耐⼼孵化，当地政府要给予强劲的资⾦和补贴⽀持，让团队能够耐⼼克服技术难关，玩好ADC。
2. 科创板，并购重组，互通有⽆
罗马城不是⼀天建成的。
⼀骑绝尘的ADI和TI也是通过不停地收购其它的公司，来丰富⾃⼰的产品线，进⼀步地巩固⾃⼰的霸主地位。
⽬光回到国内，除了海思这种⼤⼚，国内有研发ADC能⼒的公司基本上都是专注在⾃⼰熟悉的⼩领域，做⼏款类型的ADC，没有持续研发的想法。直接原因当然是，没有⾜够的钱，市场竞争残酷！但对于任何⼀家科技企业来说，研发投⼊都是相当重要的⼀环，研发投⼊的多少某种程度上会决定⼀个科技企业的⾼度。
今年科创板的问世给科技公司带来了希望，相⽐于传统的A股，科技公司上市难度⼤⼤降低，有了资本的注⼊，科技公司将更加有动⼒和实⼒去做持续地研发。
另⼀⽅⾯，各⾃为战，相互消耗，并不有利于芯⽚公司的扩⼤发展，如果在上市前后，投资⼈可以撮合两家ADC公司并购重组，强强联合，互通有⽆，1加1是⼤于2的，才能更好地玩转ADC。
3. 国内整机系统开放，尝试国产化替代
世界⼯⼚中国有着全球最⼤的半导体消费市场，通信供应商华为中兴打败了欧洲之流，⼿机品牌华为，OPPO，VIVO，⼩⽶，魅族，⼀加等在国内和国外市场也都各领风骚。
但随着美帝对中兴华为的制裁，看似光鲜亮丽的整机产业，⾐服被扒的⼀⼲⼆净！⼤部分整机系统在⾼端芯⽚上，⼏乎没有⾃主产权，完全依靠进⼝。
痛定思痛，国产芯⽚代替进⼝芯⽚，已成必然趋势。幸运的是，国内的整机系统已经尝试着开放，慢慢地孕育还在襁褓中的国产芯⽚，虽然起步艰难，困难重重，但这⾄少给国内芯⽚公司打了⼀针强⼼剂。
通信基站的信号链、国产的⼤型医疗器械、国产的⽰波器等测试仪器都需要⾼性能的ADC芯⽚，华为海思，⽏庸置疑，⼀直在做ADC⾃主研发，慢慢地去美国化。国产医疗器械公司等整机公司可能没有芯⽚⾃主研发的能⼒，但⼀步⼀步地尝试使⽤国产ADC，陪着它们⼀起试错，中国ADC产业才有机会发展。
4. ⼈才培养
中国集成电路产业⼈才⽩⽪书（2017-2018）指出，到2020年前后，我国集成电路⾏业⼈才需求规模72万⼈左右，⽽我国现有⼈才存量仅有40万⼈，⼈才缺⼝将达32万⼈。
中国芯⽚领域⼈才不⾜，⼈员短缺，已是⽼⽣常谈的话题。中国优秀的⼤学⽣⾸选都是⾦融和互联⽹业⾏业，原因很简单，赚的多。清北复交顶级名校毕业的学⽣，哪怕本科专业是芯⽚领域，很多也会积极转⾏⾦融或者从事互联⽹。
曾经年少⽆知的我，⼼中⼀直困惑，既然芯⽚对于中国这么重要，那为啥从业⼈员的⼯资却没有想象中的那么⾼。玩芯⽚苦逼，同样都是996，⼲不过⾼⼤上的⾦融我们认了，毕竟⼈家是直接玩钱，但是和同样⾛技术路线的互联⽹同胞相⽐，也存在⼀定差距，不服啊。
Too YOUNG， Too SIMPLE。
现在是明⽩了，这⼀切都取决于市场。
听过清华⼤学王志华教授的讲座，才了解到整个中国的市场模型，其实是⼀个倒三⾓，半导体产业虽然贵为⾼科技经济的基⽯，但产值是有限的。相反，BAT等软件公司带来的⽆限增值服务却占据着倒三⾓的顶端，公司产值⾼，相关从业⼈员的⼯资⾃然会变⾼。
另外，半导体产业技术壁垒⾼，欧美⽇韩公司有着绝对霸主地位，占据着全球半导体产业绝⼤部分产值。在半导体⾏业，有这样⼀个说法，⽼⼤吃⾁，⽼⼆喝汤，⽼三基本没有存在感。
欧美公司⼤⼝吃⾁⼤⼝喝汤，⽽⽬前绝⼤部分中国公司只能⼩⼝喝喝涮锅⽔，公司营收体量⼩，相关从业⼈员的⼯资⾃然不会太⾼，毕竟我们没有核⼼技术。
现实很残酷，但是所幸，情况已经越来越好。
经历了中兴，华为事件的冲击，国家是越来越重视芯⽚，芯⽚领域的⼯资迎来了⼀波涨幅，地⽅政府也给予芯⽚从业⼈员不少的福利和优惠，科创板的问世更是带给了芯⽚从业⼈员更多的资本激励。
相信，明天会更好！
最后，我们再来谈⼀下⼈才储备，⾼校是⼈才最⼤的输出⼝，⽬前国内有培养微电⼦⼈才能⼒的学校基本结构是："10+17+2"。
10: 10代表着国内⽬前有⽰范性微电⼦学院的⾼校：清华⼤学，北京⼤学，上海交通⼤学，复旦⼤学，浙江⼤学，东南
10: 10代表着国内⽬前有⽰范性微电⼦学院的⾼校：清华⼤学，北京⼤学，上海交通⼤学，复旦⼤学，浙江⼤学，东南⼤学，中国科学院⼤学，中国科技⼤学，西安电⼦科技⼤学，电⼦科技⼤学。这10所⼤学代表了⽬前内地在微电⼦⽅⾯最为强悍的⾼校。
17: 17代表着⽬前正在筹备建设⽰范性微电⼦学院的⾼校，⼤部分都是985⾼校，包括，华中科技⼤学，同济⼤学，中⼭⼤学等，211的⼏所⼤学如合肥⼯业⼤学，北京⼯业⼤学在微电⼦⽅⾯也展现着不俗的实⼒，今年深圳新贵南⽅科技⼤学也成功加⼊联盟。
2：2代表着港澳的2所⾼校，⾹港科技⼤学和澳门⼤学。
⾹港科技⼤学作为顶级⼯科名校，在集成电路设计⽅⾯有着绝对的硬实⼒，师资⼒量也是⽆⽐强⼤，基本上都是早年毕业于美国的顶尖名校，堪称⼤中华第⼀。
澳门⼤学这些年微电⼦发展⾮常迅猛，早期师资依靠本⼟培养，中期吸引了不少外校的青年才俊加盟，从2011年获批国家重点实验室之后，就⼀路开挂到现在，在有着芯⽚奥林匹克美誉的顶级峰会ISSCC上，每年都刷新论⽂记录，在国内外⼤放异彩，已然成为⼤中华区最闪耀的明星。今年，依托于国家重点实验室和这些年的辉煌成果，澳门⼤学微电⼦研究院成⽴，扩⼤招⽣，进⼀步加强微电⼦⼈才培养。
相信在10个微电⼦⽼牌明星，17个蓄势待发的微电⼦新星以及2个港澳同胞的共同努⼒下，中国微电⼦⼈才，ADC⽅向的⼈才会越来越多，越来越好！
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