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半导体ADC芯片的行业技术及发展

更新时间: 2024-01-18 15:34:31
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  当今时代,互联网技能发展以肉眼不可见的速度飞快发展,在国内,电子行业正在加紧追逐国际集成电路行业先进水平的脚步,具有广阔的使用和发展空间,而在高功能模拟器材方面,还处于学习阶段,就像现在的5G技能逐渐开始普及,未来100G光通信、5G基站、测验丈量仪器设备,以及数字雷达技能更是指日可待

  半导体ADC芯片是将模拟信号转换为数字信号,依照不同的架构,ADC能够分为Flash、SAR、Pipeline、以及混合架构等类型,分段式电流舵型是高速、高精度DAC的首选架构。但为了更好地兼容速度、精度以及功耗,混合架构成为了半导体职业研究的重要目标。

  现在,国际上ADC、DAC市场份额分别被ADI、TI、MAXIM、MICROCHIP等大企业独占,其中,ADI市占率约为58%,TI占比约为25%,MAXIM占7%,MICROCHIP占3%,随着市场的需求不断上升,对高速ADC、DAC的需求量越来越大,2018年由仅占6%出货量的高速数据转换器,创造了近50%的职业销售额。

  目前。随着市场使用的普及和技能的发展,半导体ADC与DAC呈现出越来越明晰的发展趋势,高采样率、高分辨率以及低功耗是未来超高速ADC和DAC的发展方向。在ADC方面,采样精度和速度是相互限制的联系,大致契合1bit或6dB(以SNDR衡量)/倍频的规则。超高速ADC、DAC已经成为各大公司和闻名科研院所的重点研发项目

  因ADC是测验丈量仪器的核心器材,所以多数仪器厂商都采取自行研发ADC的方法,以满意测验丈量仪器的特别需求,而在微波元器件中,精度和速度永远是矛盾的,总是相互限制的,ADC的位数和仪器的带宽之间,总是需要权衡,是此消彼长的联系。

  与国际高水平产品相比,我国在ADC方面处于追逐阶段。现在,国内在元器件行业方面处于领先地位的企业和科研院所包含:复旦大学,在2011年研发出了1Gsps、7bit的产品;中电集团24所于2011年研发了2Gsps、8bit的;中科院微电子所则于2016年开发出了32Gsps、6bit的;年代民芯(航天772所)于2013年研发出了3Gsps、8bit的,并于2016年推出了1Gsps、12bit的ADC;而最新的研究成果是,2018年,中科院微电子所研发成功了10Gsps、8bit的ADC。

  除了以上企事业单位以外,华为海思也在进行相应的DAC/ADC芯片研发作业,但略显奥秘,曝出的产品和技能信息很有限。

  在DAC方面,国际上的先进企业首要包含:EUVIS,其在2010年研发出了8Gsps、12bit的产品;NTT公司则于2011年推出了60Gsps、6bit的;Ciena公司在2011年研发出了56Gsps、6bit的;日本富士通公司也在2011年推出了65Gsps、8bit的产品;而职业老大ADI公司,在2017年开发出了一款AD9172,采用28nm制程工艺,精度很高,达到12Gsps、16bit。国内整体水平与国际先进企业也有着2~3代的距离

  为了满足市场的使用需求,国际相关企业和科研院所都在高速ADC、DAC的研发方面增加投入,以开创更新、功能更好的技能和架构,目前来看,根据先进的微纳米半导体工艺技能和立异的系统架构规划,是业界开发超高速ADC、DAC的干流道路。

  要想立异,就必然要克服各种阻碍和应战,在ADC方面,业界正在攻坚多路并行采样技能这一难题,而在DAC方面,则需要良好的高速、高线性度规划技能。

  目前,业界正在研究用于超高速ADC的时刻交错技能,而多通道时刻交错ADC是完成高采样率的干流架构,该技能的首要应战在于:通道间的失配对时刻交错ADC的功能有着较大影响,如SNR、SFDR的恶化,输出频谱的杂散大,分辨率变差,ENOB减少,输出波形存在失真和抖动。因此,通道间的失配校准是完成TI_ADC架构的关键技能。

  在国内,电子元器材技能水平和市场影响力还是有限的,但我国的市场和使用空间巨大,且数据转换器是衔接现实模拟国际和虚拟数字国际之间的桥梁,具有多个关键参数,相应的技能发展永无止境,还需要不断努力。