adc 一文看懂ADC芯片，国产如何突围？

ADC在芯片界，全称是模数转换器。它是连接模拟世界和数字世界的桥梁。说好听点，ADC给这两个世界带来了爱。

从宏观的角度来看，自然界产生的信号都是模拟信号，比如我们说话的声音，看到的图像，感受到的温度等等。但这些模拟信号都要在数字领域进行处理、存储或传输，那么如何将模拟信号转换成数字信号呢？是的，和你一样机智，我们需要一个转换器，这是芯片行业的老贵族————ADC！

说它老，是因为第一个ADC芯片是IBM的M. Klein在1974年发明的，2019年至今已经45年了，它的基本架构、设计方法和原理都已经非常成熟了！之所以叫贵族，是因为它很冷，技术含量高，脖子里夹着斗鸡。在ADC技术和市场上，ADI、TI等美帝都是骑虎难下！在全球市场份额中，ADI的市场份额最高，约为58%，TI的市场份额约为25%。遗憾的是，在不平等条约《瓦森纳协议》下，高性能ADC芯片处于美帝的出口管制之下，甚至高端ADC芯片对中国完全禁止。

什么是高端ADC芯片？简单来说就是一款不同于消费电子市场的ADC芯片。主要用于军工、航空空航天、有线无线通信、汽车、工业和医疗仪器等对工艺、性能、可靠性要求较高的领域。

模数转换器的基本指标

ADC芯片主要看两个基本指标，一个是速度-速度，一个是精度-分辨率。顾名思义，速度代表的是ADC能把带宽的模拟信号转换到多宽，带宽对应的是模拟信号频谱中的最大频率。精度是测量转换后的数字信号和原始模拟信号之间的差异。

ADC的第一个操作是对模拟信号进行采样。说到采样，小七首先应该介绍20世纪信息论中的一个伟大的香农-奈奎斯特采样定理:为了恢复模拟信号不失真，采样频率应该大于等于模拟信号带宽的两倍。换句话说，如果ADC的采样频率为Fs，那么它能转换的模拟信号带宽最多为Fs/2。对应于采样频率为Fs的ADC，它可以在时域内一秒钟内采集点的信息。模数转换器速度指数通常以每秒采样数表示。例如，1MSPS代表每秒1M个采样，对应的模数转换器采样频率为1MHz，可转换的模拟信号带宽最多为0.5MHz..

ADC的第二个操作是将采样的模拟信号量化为数字信号。数字信号表示的数值与模拟信号的真实数值之差越小，ADC的精度越高。我们通常用N位来表示精度。例如，10位表示数值之间的最大差值为1/。ADC的精度越高，转换后的数字信号越接近原始的真实模拟信号。

模数转换器的应用场景和性能要求

记住，ADC芯片的速度和精度是相互妥协的。对应不同的应用场景，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芯片的速度和精度有不同的要求。在这里，小七对不同的应用场景做了一个小小的总结。

1.超低信号带宽:

对于转换频率低、时间变化慢的信号，如高精度电子秤、温度计等测量仪器，ADC的精度要求通常在20位以上。

2.低信号带宽:

对于低转换频率和带宽为100赫兹或更低的信号，如果应用于生物信号的测量，精度约为8-18位。

3.音频带宽:

转换20Hz-20Hz人耳能听到的声音信号，比如耳机，高保真，精度在8位-18位左右。

4.视频和图像带宽:

在这里，朋友们回忆一下这几年电视画面的变化。从雪花点的模拟电视到小时候的现代高清数字电视，画面越来越清晰，对ADC的性能要求也越来越高。模拟电视中的ADC大约需要20MSPS，8位ADC，而现代高清数字电视大约需要80MSPS，12位-14位ADC。ADC在成像方面的应用不仅包括电视、相机等消费类电子产品，还包括X射线、超声、核磁共振等医疗类电子产品。

5.通信带宽:

无线通信领域可以分为两部分，一部分是手机终端，另一部分是基站。从3G到4G，再到目前火热的5G通信，对模拟信号带宽的要求越来越高，但对转换精度的要求基本不变。显然这两部分对ADC芯片的设计要求越来越高。5G通信下，手机终端需要160+MSPS，12位ADC芯片，基站需要250MSPS-1GSPS，14-16位ADC芯片。

美帝控制下的ADC芯片

好了，在介绍完ADC的基本指标和不同的应用要求之后，小七会带你去看看ADC芯片的哪些指标在美帝的出口控制之下。点击进入美国商务部安全工业管理局网站:

https://www . bis . doc . gov/index . PHP/regulations/export-administration-regulations-ear

我们可以看到9大类的商品管制清单，适当的说都是硬核高科技领域。嗯，我是乐观的，我不得不承认这是指导中国科研的方法。

在对应的电子类列表中，可以找到ADC芯片的相关描述，指标总结如下。

从美帝控制的ADC芯片指标来看，高速ADC目前技术壁垒较高。尽管这些高速ADC芯片每年的出货量不到10%，但它们却创造了近50%的行业销售额。随着5G、汽车电子、人工智能、物联网的不断发展，预计到2022年，全球ADC芯片市场将接近750亿美元。

对于中国公司来说，要想自主研发出以上性能指标的ADC芯片，基本上就是在划水，没有几十年的长期积累和持续投入！

国内哪家ADC比较强？

目前国内有哪些公司和研究机构有能力开发以上规格的ADC芯片？小齐家收集的很好，但确实受制于有限的网络信息。小总结如下，对读者很有参考价值:

1.华为海思:作为国内领先的芯片企业，首先要说的是华为海思。今年，聚昌发布了5G终端的巴龙5000和海思康开发的5G基站天钢系列。这些5G用的基带SOC芯片，无疑需要高速ADC来转换接收到的射频信号。虽然海思公司对ADC的研发相当神秘，网上也没有相关信息，但是从海思公司发布的5G基带芯片和ADC人才招聘情况来看，小七大胆推测海思公司有很强的高速ADC研发能力，很有可能海思公司已经实现了自给自足，很有可能会及时对外销售。

2.苏州云信微电子:海归博士，在ADI工作几十年，2010年创立，2016年被中国振华电子集团收购。公司从高性能模数转换器的研发开始，并将其应用于通信和雷达市场。ADC产品速度范围为65MSPS-250MSPS，精度范围为12位-16位。其中65-125MSPS、16bit和250MSPS、14bit的产品规格符合美帝的出口管制规格。

3.苏州迅鑫微电子:成立于2013年，背景略显神秘，公司专注于超高速ADC，速度为2GSPS、10GSPS、30GSPS，精度为6位-8位。其中2GSPS、8bit、10GSPS、10bit都是美帝出口管制的规格。

4.北京时代民信:成立于2005年，为航天微电子资源，现为航天电子科技有限公司的全资子公司..公司出售的高速ADC芯片有两种，一种精度为8位，速度为800MSPS，另一种精度为8位，速度为1.3GSPS，小七仔细看了一下这两种产品，结构基本相同，因为前者有抗辐射的功能，所以速度相对后者有所牺牲。有趣的是，后者的规格只是卡在美帝控制的ADC芯片的性能上。

5.中国电力集团24:位于美丽的重庆江城，是中国唯一的模拟集成电路专业研究所，也是中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、电源和汽车电子等。，广泛应用于航空空航天、卫星定位、雷达导航、自动控制、汽车和通信等领域。小七，我很早就听说24个模数转换器玩得很好。我去看了它的产品中心。相比以上公司，ADC线的产品还是比较丰富的。有16个产品展示在光明的一面，覆盖8-16位精度。很有意思的是，大概是因为科研院所的背景，网上几乎没有任何一款产品对应的速度显示，只是简单描述了下一款产品的应用领域。但从应用领域来说，小七已经深深感受到了24个低调而强大的ADC的强大。

以上公司是目前国内ADC实力的有力代表，数量确实不多。当然，鉴于小七能力有限，ADC灵敏度较高，一些低调的公司或者有军事背景的公司在网上是查不到的，期待大家的大后续补充。

虽然资料有限，但可以看出，中国公司的ADC产品线非常不完整，尤其是民营创业公司只专注于制作几款ADC。原因也很明显:ADC技术壁垒太高，持续研发费时、费力、费钱，市场竞争激烈。一家创业公司可以从最初团队熟悉的ADC开始，但ADC要一路走到最后是不现实的。靠ADC拿到第一桶金，转而做一些技术难度低的产品，是明智之举！

为祖国做ADC的情怀，在资本主义市场上不好用。没有面包，怎么会有感情？毕竟一个创业公司的生活方式才是王道。

相反，中电集团的24家并不缺钱，更适合拼情怀，持续的R&D投资也让24家ADC实力领先全国。

对比美帝两大巨头ADI和TI的网站，从高精度ADC到高速ADC应有尽有。找起来很方便，技术文档很详细，购物体验不亚于一件国宝。

这就是目前的巨大差距！如何打破美帝垄断，如何玩好ADC？中兴华为事件一次次激发了国人的民族情绪。但是，在当今浮躁的社会，做核心的梦想是靠感情支撑的，鸡蛋却死了！

如何玩好ADC？

如何玩好ADC？想要超车的美帝是不存在的。为什么？因为别人都是直走！有可能变道超车！

1.由国家队牵头，资金支持:

玩筹码烧钱是业内公认的事实。

2014年之前，中国芯片市场效仿欧美国家，自由竞争。结果很明显，芯片开发严重滞后。因为芯片研发的高投入、高风险，大部分社会资本都在从另一边看核心，所有的精力都放在互联网上，一个独角兽几分钟就能生产出来。投资500万在一个APP创业已经很不错了，但是如果要投资芯片公司，可能看不到芯片的影子。

2014年，中国的芯片发展迎来了一个历史性的转折点:国家成立了集成电路产业大基金，国家团队开始牵头投资，政府和市场采取了两项措施推动芯片发展。

对于立志把ADC玩好的创业公司，投资人要有耐心，地方政府要给予有力的资金和补贴支持，让团队耐心克服技术困难，把ADC玩好。

2.科技创新委员会，兼并与收购，相互交流

罗马不是一天建成的。

骑在尘土上的ADI和TI，通过不断收购其他公司，丰富产品线，进一步巩固统治地位。

回顾中国，除了海斯，国内有能力研发ADC的公司基本都是专注于自己熟悉的小领域，做几个类型的ADC，没有持续研发的想法。直接原因当然是钱不够，市场竞争残酷！但是对于任何一家科技企业来说，R&D投资都是一个非常重要的环节，R&D投资的多少在一定程度上决定了一家科技企业的高度。

今年科技创新委员会的出现给科技公司带来了希望。相比传统a股，科技公司上市难度要小得多。随着资金的注入，科技公司会有更多的动力和实力去做持续的研发。

另一方面，互相争夺，互相消耗，不利于芯片公司的扩张和发展。如果上市前后，投资者可以匹配两家ADC公司的合并重组，进行强强联合，交换所需商品。只有1加1大于2，他们才能更好的玩ADC。

3.国内整机系统开放，尽量用国产化代替

世界工厂中国拥有世界上最大的半导体消费市场。通信提供商华为中兴击败了欧洲趋势。华为、OPPO、VIVO、小米、魅族、一加等手机品牌也在国内外市场处于领先地位。

但是，随着美帝对中兴华为的制裁，看似光鲜亮丽的整机行业的衣服被扒得干干净净！整机系统大多在高端芯片上，几乎没有自主产权，完全依赖进口。

国产芯片取代进口芯片已经成为必然趋势。好在国产整机系统已经尝试开放，慢慢培育出了还处于起步阶段的国产芯片。虽然起步艰难，但至少给了国内芯片公司一记强心针。

通信基站的信号链、国产大型医疗仪器、国产示波器等测试仪器都需要高性能ADC芯片。华为海思康无疑一直在做ADC的自主研发，慢慢走向美国。国内医疗器械公司和其他整机公司可能不具备自主研发芯片的能力，但只有一步步尝试使用国产ADC，并伴随其尝试和犯错，中国ADC行业才有发展的机会。

4.人才培养

《中国集成电路产业人才白皮书》指出，到2020年，中国集成电路产业人才需求规模将达到72万左右，而中国现有人才存量仅为40万，人才缺口将达到32万。

中国芯片领域的人才和人才短缺已经成为一个老生常谈的话题。金融和互联网行业是中国优秀大学生的首选，原因很简单，他们挣钱多。很多清北顶尖大学毕业的学生，即使本科专业是芯片领域，也会积极转行金融或者搞互联网。

曾经年少无知的我，心里一直很疑惑。既然芯片对中国这么重要，为什么员工的工资没有想象的那么高？玩筹码很辛苦，也是996，但是做不了高级金融。毕竟人直接玩钱，但是和同样走技术路线的互联网同胞相比，还是有一定差距的，所以不满意。

太年轻，太简单。

现在很明显，这一切都取决于市场。

听了清华大学的王志华教授的话，我意识到中国的整个市场模式实际上是一个倒三角。半导体产业虽然是高科技经济的基石，但产值有限。相反，BAT等软件公司带来的无限增值服务占据了倒三角的顶端。随着公司的高产值，相关员工的工资自然会增加。

此外，半导体行业技术壁垒高，欧美日韩公司占据绝对优势，占据全球半导体行业产值的大部分。半导体行业有一种说法，老大吃肉，老二喝汤，老三基本没有存在感。

欧美公司狼吞虎咽的吃肉喝汤，而目前大部分中国公司只能小口喝火锅水。公司收入少，相关员工工资自然不会太高。毕竟我们没有核心技术。

现实很残酷，但好在情况越来越好。

在中兴、华为事件的冲击下，国家越来越重视芯片，芯片领域的工资迎来了一波上涨。地方政府也给了芯片从业者很多好处和优惠，科技创新板的出现给芯片从业者带来了更多的资金激励。

我相信明天会更好！

最后，再来说说人才储备。高校是人才最大的出口。目前国内具有微电子人才培养能力的学校基本结构是“10+17+2”。

10点10分，国内有几所示范性微电子学院: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、中科院、中国科技大学、西安电子科技大学、中国电子科技大学。这10所大学代表了内地微电子学最有实力的大学。

17时17分，代表了目前准备建设微电子示范所的高校，其中大部分是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，比如合肥工业大学、北京工业大学，在微电子方面也表现出了不错的实力。今年，深圳新贵——南方科技大学也成功加入联盟。

2.2代表港澳两所大学，香港科技大学和澳门大学。

香港科技大学作为顶尖的工科院校，在IC设计方面有绝对的硬实力，师资力量极强。基本上都是早年毕业于美国顶尖大学，大中华区第一。

近年来，澳门大学微电子学发展迅速。前期其师资靠本地培养，中期吸引了很多其他学校的年轻人才。自2011年被批准为国家重点实验室以来，一直开放到现在。在享有芯片奥运美誉的顶级峰会ISSCC，纸质记录年年刷新，在国内外大放异彩，成为大中华区最耀眼的明星。今年，依托国家重点实验室和这几年的辉煌成就，澳门大学微电子学院成立，扩大招生规模，进一步加强微电子人才培养。

相信在10位老牌微电子之星、17位新兴微电子之星、2位港澳同胞的共同努力下，中国的微电子和ADC人才会越来越多。

插一个各大高校免费广告。如果你有兴趣报考高考微电子专业，请找“10+17+2”。

尾巴

写这篇文章，不难发现，中国ADC芯片与国外的巨大差距，只是中国高端芯片远远落后于国外的一个缩影。如何玩好ADC？如何玩好筹码？

国家政策、市场、资金、人才缺一不可。

中兴华为事件让我们认清了自己。虽然打击巨大，但塞翁失马，焉知非福。20年后回头看，这必将是中国芯片产业重生的转折点。

毛主席说过，帝国主义死了也不会死。但是东方狮子从来不怕纸老虎！

看了这个的都是真爱。感谢阅读官方。小七只是一个即将从模数转换器领域毕业的博士。他在这里一本正经地胡说八道。他的经验有限，认知有限，说的也不太对。希望大家多多理解，期待交流指正。