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            中國為什么造不出主流的高精度ADC芯片?

            2018-09-25 15:54:15來源:OFweek電子工程網已被 146 人閱讀

            內容摘要:隨著國家對集成電路產業的重視,近年來中國的芯片產業發展迅速,也出現了華為、紫光、中星微等具有一定知名度的芯片企業。但以目前的發展現狀,中國芯片技術離歐美等企業仍有差距,而這個差距在ADC芯片上表現得尤為顯著。
            隨著國家對集成電路產業的重視,近年來中國的芯片產業發展迅速,也出現了華為、紫光、中星微等具有一定知名度的芯片企業。但以目前的發展現狀,中國芯片技術離歐美等企業仍有差距,而這個差距在ADC芯片上表現得尤為顯著。

            目前ADC芯片主要的供應商是德州儀器、亞德諾等公司,中國是全球最主要的ADC芯片需求方,但是國內能造出高精度的ADC芯片企業微乎其微,即便造出來了,性能和價格也無法跟上市場的節奏。可以這么說,在核心的ADC芯片供給率上,國產占有率幾乎為零。

            芯片有幾千種,ADC芯片就是最難造的幾種之一

             
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            ADC也叫模數轉換器,是指將連續變化的模擬信號轉換為離散的數字信號的器件。真實世界的模擬信號,例如溫度、壓力、聲音或者圖像等,需要轉換成更容易儲存、處理和發射的數字形式。模/數轉換器可以實現這個功能,在各種不同的產品中都可以找到它的身影,在實際應用中,為了實現微型化,通常做成ADC芯片。

            造芯片是非常精密的工藝,通常芯片單位為納米,一納米也就是十萬分之一毫米,這對設計、制造工藝都有非常嚴格、高標準的要求。僅從產品種類來說,芯片的種類就有幾十種大門類,上千種小門類,如果涉及設備流程的話就更多了。

            以通信基站為例,里面有上百顆芯片,基站發射回收信號,收回信號后首先要有芯片濾波;然后還有芯片將這種特別小的信號放大;再有芯片進行解析、處理;然后是芯片負責傳輸、分發等等,每個過程都需要芯片處理。

            ADC芯片市場的重要性和前景

            中國為什么造不出主流的高精度ADC芯片?

            由于系統的實際對象往往都是一些溫度、壓力、位移、圖像等模擬信號,要使計算機或數字產品等能識別、處理這些信號,必須首先將這些模擬信號轉換成數字信號,這就需要ADC。而經計算機分析、處理后輸出的數字量也往往需要將其轉換為相應模擬信號才能為執行機構所接受。

            據相關數據顯示,2017年ADC芯片銷售額為545億美元,預計到2022年,全球ADC芯片市場規模可達748億美元,市場前景非常可觀。未來幾年支撐ADC芯片增長的主要驅動力是5G、人工智能、物聯網、汽車電子等新興應用,這些相關的產品或技術對信號處理的需求大漲。

            作為一名普通的工程師,曾經無數次這樣問自己,既然ADC芯片這么重要,為什么中國不去加大研發,讓中國的產品用上屬于自己的ADC芯片呢?直到后面工作了幾年,才真正明白,造芯片可不是靠“豪言壯語”就可以的,造芯片難,造ADC芯片難上加難。業界有人曾表示,如果把造普通芯片比作造飛機,那么造ADC芯片就是造航母,難度甚大。

            ADC芯片國產化為什么這么難?

            中國為什么造不出主流的高精度ADC芯片?

            高精度的ADC芯片難造:目前幾乎一半的電子產品中,都有ADC芯片,隨著客戶對電子產品信號要求越來越高,高精度的ADC芯片成市場剛需。全球能生產出高性價比的高精度的ADC芯片的企業不到十家,而又以美國企業為主。一款好的ADC芯片體現在高精度、低功耗、轉換效率等指標上,目前制造ADC芯片的溫度傳感器和高精度振蕩器非常緊缺,這也是國內企業的一大痛點。

            除此之外,隨著全球微型化工藝的進步,ADC芯片在尺寸上越來越小;同時客戶對芯片的耐操性逐漸提升,這要求芯片在選型上更加精確,這給芯片的通道選擇、PGA選擇、輸出速率等選擇上增加了很大的難度,對于初創企業而言,進軍ADC芯片就是一個不斷挑戰的“巨坑”。

            ADC芯片產業更新換代快:芯片產業遵循摩爾定律,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍,也就是每一美元所能買到的電腦性能,將每隔18-24個月增加一倍。ADC芯片產業比普通的芯片更新迭代更快。據悉,全球ADC芯片行業大致以4-6年為一個周期,更新的速度與宏觀經濟、下游應用需求及自身產能庫存等因素密切相關,電子產品更新快,那么ADC芯片性能必然也快。

            ADC芯片生產工序多:芯片制造本來涉及的工藝多,幾千道工序想想就可怕。ADC芯片相對于普通芯片,生產的工序非常復雜。ADC芯片一般包含操作寄存器、中斷寄存器、轉換存儲控制器,在工藝制造過程中,ADC芯片有一個步驟需要消除ADC發泡劑工序產生的酸霧和雜質,這樣才能保住轉換信號的精度,在制造上,對機器和環境的要求頗高。

            綜述:中國有著全球最大的電子應用市場,這幾年物聯網、AI、大數據、云計算等發展非常快,ADC芯片在中國大有可為。ADC芯片不同于普通的芯片產業,有著自己的特點,下游應用廣泛但生產技術工序多、產品種類多;技術更新換代快企業投資高風險大;產業鏈集成化、垂直度高等。不管有什么難度,我們已經看到了中國造ADC芯片的決心和行動。

            雖然中國目前仍無法造出高精度的ADC芯片,但隨著國家和企業的重視,已經出現了中科院微電子所、上海貝嶺等ADC企業,它們已經能造出小批量的ADC芯片,在不久的未來,中國一定能造出屬于自己的ADC芯片。
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            [責任編輯:wangmengbing]
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