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国产模数转换 ADC コア片の状態、困難および历史机遇
2022-03-16 309

自然界が生み出す信号、すべては擬似信号であり、私たちが言うように音、目に見える景色、感じられる温度、湿度、圧力、流速、光、電気、そして人間の呼吸、血圧、体温、心拍、体重、血液、体脂など。

 

これらの模擬信号は最終的に電線、携帯電話などのデジタル領域で処理され、保存または転送されますが、どのようにして模擬信号をデジタル信号に変換するのですか?


   


01

ADC チップは、アナログ デジタル変換をデジタル変換するチップです。


模擬信号からデジタル信号への変換は、さまざまな処理方法に応じて、取得、保持、量化、処理の 4 つの段階で行われます。

ファルシュ(ハーフファルシュ)

折りたたみ(折叠型)、

シグマデルタ(Σ-δ)、

SAR(逐次逼近型)、

パイプライン(流水型)、


未知の構造。



1. FLASH & Half-FLASH ADC は、その構造により最高サンプリングレートが 10GSps 以上に達しますが、非線形であるため周波数制限が 8 ビット以内に制限されており、ディスプレイなどの製品に使用できます。


2、フォールディング型などの構造を採用した高速ADCは、FLASHに比べて高い精度と差のない速度を実現でき、放送中のベースバンド解読などに使用できます。


3、Σ-Δ型ADCは主に高精度のデータ収集、特にセンサー、デジタル音声システム、マルチメディア、地震探査機、音響などの電子測定分野で使用され、収集精度は24ビットです。


4. SAR ADC は逐次逼迫型で、主に中速またはそれより低速、中程度の精度のデータ収集およびエネルギー プロセッサに使用されます。 SAR ADC は同時に 16 ビットの精度も達成できます。


5、PipeLined 流水ライン型 ADC は、主に高速時の信号処理、高速波形の記録、高速データ収集、ビデオ信号の量子化および高速デジタル通信技術などの分野に使用され、現在の設定速度は Gsps に達する可能性があります。ワイヤレスレシーバー用途やコイル用途などの高性能が要求される用途。


02

さまざまな ADC チップをどのように迅速に区別し、ADC チップの性能の向上を実現していますか?


予めご了承ください:


1、精度、別名分率(分解能)、単位(ビット)比;精度が高いほど、ADC で変換されるデジタル信号はオリジナルの模擬信号に近くなります;一方、この精度は ADC のみを表します


出力されるビット数は、これらのビット数の実際の信号成分を表すものではありません。


2、サンプルレート(入力サンプリングレート)単位はSPSであり、ADCのサンプル周波数がFs(Hz)の場合、最大でFs/2(Hz)までの変換可能なサンプル信号帯域幅を表します。対応するADCのサンプリング周波数は1MHzで、最大1/1MHzまで切り替え可能です。


3、消費電力 Power Diss 单単位 mW;


4、噪音チップノイズ单位VRMS均方根;


5、温漂温度ドリフト单位ppm/℃;


6、実用精度 ENOB ADC 出力の信号ビット数 単位比;


7、信噪比SNR单位分贝;


ADCチップは、消費電力、周波数、サンプリングレート、音声を品質要因として決定し、消費電力を低減する方向に進んでおり、この課題は、モバイル通信分野での応用において顕著である。


   


現在、ADC チップにはさまざまな形式が存在します。

1、传统封片、集合電路;

2、ADC IPはさまざまなSOCチップ内に存在します。

3、ADC 集積モールド チップ (SIP) は、さまざまな種類のデジタル センサー チップに存在します。


03

高性能ADCチップチップとは何ですか?


厳密に言えば、消費電子市区の ADC チップであり、主に工場、航空天、有線無線通信、自動車、工業用車両、医療機器 (核磁気共振、超音波) などで使用されており、プロセス、性能、可用​​性の要求が非常に高いです。各電子システムは ADC チップを必要とし、ADC チップの設計技術は非常に高度です。


1996年,以西方为主的33个国家在奥地利维也纳签署了《瓦森纳协定》,规定了高科技产品和技术的出口范围和国家,其中高端ADC属于出口管制的产品,中国也属于受限制的国家之一,禁运范围主要是精度超过8位1.3Gsps以及16位以上速度超过65MSPS的ADC。



   

1. 各メーカーのディスプレイでは、使用される ADC チップはすべて米国政府の承認を必要とし、同時に転用されないことが認められています。


2. 相制御レイヤの側面では、高速 ADC チップはすべて必須であり、N 番目のパス経由でのみ入手できます。


3、中、外の通用基地局であり、回路基板上のデジタルベースバンドのチップは自作であり、その他の通信回路上のRF、PLL、ADC/DACから外部測定電源までのチップはすべて国内供給されていない商人の身影。


4、これらの技術内容は高速高精度ADC/DACなどの分野で、完全に米国のプロバイダーに依存しています。


5. GS/s高精度の模数変換器(ADC)は、5G通信構築における高性能基地局の核心デバイスであり、逆相制御照明に必要なモジュールであり、さらに「瓦森纳荏议」によって禁止されていますチューブ制御のコアデバイスは、長い間国外で開発され、GS/s高精度ADCを突破する技術の壁に迫ってきました。


     


04

現在の国际上ADC/DAC市场份额個別にADI、TI、MAXIM、MICROCHIP等の国外計画独占、その中で、ADI市占有率約58%、TI占有率約25%、MAXIM占有7%、MICROCHIP占有、难觅国内企図。


関連するデータによると、2017 年の ADC チップの予想は 545 セル、2022 年までの予定、全球 ADC チップの市場モデルでは 748 セルと見積もられており、市場の最前線で確認できます。


   


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。中国模拟芯片市场占全球模拟芯片市场比例超过50%,且市场增速高于全球平均水平,按具体功能分,ADC/DAC市场规模占模拟电路市场份额比例达15%,所以大概推断出国内2022年ADC/DAC市场规模为56.1亿美元(约393亿人民币)。


ADC チップ最大の計画 — ADI;私は主に ADI 株式市場からデータを分析しました。


   


1、收入、毛利率および进利率总览

製品の平均毛利率は60%を超えています。

2、收入按エリア

中国地区收入がADI总收入の35%に由来。

3、收入-按应用フィールド

ADI は全球市场の交通局にあり、主に模倣情報の感覚、計測、接続、電源、解読、安全を重視しています。


この 2019 つのコア処理技術は、自動化、交通、電気、医療などの産業分野に全面的に適用されています。


05 是然ADCコア片これ重要、又これ么赚钱、必要要求量又これ大、我们何不自己设计及び生产呢?


他の国によるADCチップの発表面における重度の課題:


1、国内大学の模倣電気回路の教育レベルはかなり低い。


2、米国では、瓦森市の制限により、個人はADI/TI等公司の最核心のADC製品開発部に参入することになります。開発センターでは、国内工場の設計の大部分をネットワーク経由で見ることができますが、ADC 製品の設計は最高レベルではありません。


3. チップ設計、非フレームワーク設計、回路設計の開始からチップの出荷まで、最短でも 2 か月かかります。このように高い試行時間と時間は、フローを長引かせない限り、1回の成功に対する要求が非常に高く、多くの工程での緻密な調整が必要であり、3 人が作業を終えて 3 か月後に戻ってきたチップは、もしかしたら XNUMX か月経過した可能性があります。


   
  4. ADC チップを開発した最初の企業のために、50 ~ 60 万薪の模倣チップ開発工場を動かし、強力な資金サポートがなければ、ADC チップは途切れることのない「巨坑」に入るのと同じです。アップ ADC チップ トラフィックは、特定の期間内に製品を続行できない場合に、アップ マーケットの再生を回避するために非常に迅速に更新され、サポートされるように設計されています。

中国公司のために、高性能、低消費電力のADCチップを開発し、数十年間の蓄積と継続的な投入がなく、基本的には水にあります!


5、集積回路は逆方向設計、つまり切断も可能ですが、芯片は小さく、回路密度は非常に高いですが、微視的、照合等の方法ですべてのバージョン情報を取得し、その後、単一に加工して、工場に送信することができます。しかし、バージョン図は、パッケージが公開された後のマシンコードに相当するものであり、物理的に存在するものではなく、わずかな違いがある可能性があります。設計者は、この時点ではプロセスに非常に敏感であり、すべての不一致がチップの性能と効率に大きな差をもたらす可能性があります。原理的には、大海原の盲人のように位置決め問題を解決するのが一般的である。


長年にわたって、上記の高性能ADCなどの関連デバイスは、電気回路の比較的単純な送信および電力チップを除けば、逆方向設計に成功したが、エネルギー生成の例には及ばなかった。


6. 自然界、動く植物の生存には、必ず生物の柵に侵入する必要があります。計画された計画も同様です。ただし、この計画的な計画では、事前に優先権があり、さらに追加の有効なエネルギーの供給が行われ、他の計画が維持されるようになります。同時に、供給チャネルが通過する際には、さまざまな関係者が相互利益を享受し、国内での代替作業が非常に困難になります。開発された ADC チップは非常に優れた性能を備えていますが、民生用のパッケージは、消費電力、ノイズなどに対する性能、安定性、耐性を追求した小型の製品であり、感度が低いのが問題です。とはいえ、民生市場では、特性が高く、騒音、消費電力が非常に高く、技術の向上と供給の迅速化が求められており、国家はそのような生来の課題に積極的に取り組んでいます。


この数年間、中国の半導体製造業界の最大の課題は、この問題をどのように取り込むかということである。



06

国内做ADCの企み其实も不少,归纳起来有三类群体


第一类是国家骨干研究所(企业)


如:云*微、迅*微,北京**民芯,华*贝岭、2*所(吉*微),南京5*所,航天61*所,安徽21*所,华*微等。从上世纪80年代末开始,国内已有ADC的团队出现,这个阶段主要以项目研发为主。


应用主要面向军工、航空航天、相阵控雷达设备等。经过几代人的努力今天也取得了不错的成绩,在一些应用上已经可以看到有国产ADC的芯片出现。中电集团某研究所于:2011年研制出了2Gsps、8bit的ADC,2018年研制出了5Gsps、10bit;航天某所于:2013年研制出了3Gsps、8bit,2016年推出了1Gsps、12bit的ADC。问题在于功耗大,噪音大,良率低,量产及产业链能力差,可用于军工,国防科工等领域,但不能适用于工业通讯领域。


 
  二番目は国内高校大学教授及び博士学生です
         


国内企业技术力量为主的创业团队,如:北京芯*微、苏州纳*微、北京核*互联、奇*士技术、北京昆*微、芯*半导体、杭州*盟等。在ADC研发方面也不断有成就报道出来,比如中科院微电子所在2009年就研发出4Gsps、4bit的ADC产品,2012年研制出了8Gsps、4bit,2018年这个指标上升到了10Gsps、8bit,该产品在eBiCMOS工艺平台实现。复旦大学正在联合第三方企业完成一项4Gsps、12bit的国家研发计划。从指标上看,这个离世界先进水平相差2代。以浙江大学为背景的杭州*盟公司,主要是以基础的SD-ADC和SAR-ADC为主。第三类是外企海归团队


深圳灵*微、苏州思*浦、上海韬*半导体、上海*精微、南京*思微、上海*比半导体等。近年来出现的以海归团队,都能知名投资机构的青睐,得到几千万元的投资,其目标是实现高速(1G以上)高精度ADC芯片的自主化研发。在长三角也有几家以ADC为方向的创业团队,其发展路径是针对市场壁垒不高的测量仪器等民品市场研发适销对路的ADC产品。指标参数都在65-250Msps、12-16bit范围,也有报道称苏州某公司研制出了10Gsps、8bit的ADC产品。


是人才最大的高校出口,目前国内有培养微電子人才能的学校基本構造:10+17+2"


10:10 国内を代表する現有性微電子学院の高校: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、西安電子科技大学、電子科技この 10 校の大学は、現在マイクロエレクトロニクスの分野で最も優れた高校を代表しています。


17:17 代表現筹备建立示范性微電子学院的高校,大部分都是985高校,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大学,北京工大在マイクロ電子の面でも非凡な力を発揮し、今年は深南方科技大学の加盟にも成功した。


2:2は港澳を代表する2つの高校、香港科技大学と澳门大学。世界的に認められた硬さ、ベルト力の量も比類なく、基本的には古くからアメリカで流通しており、耐え難い第一位です。


       


07

2000 年前、国家利用政策は多くの海洋研究者や国家の研究者を採用し、これらの海洋博士は、工業製品や関連する CPU などの開発も計画していましたが、急速な開発環境には適していませんでした。


那時候中国の整机も今天华に、小米、OPPO、VIVO 等より劣り、市场容量少、技適性要求高、设计周期長;この批判海归博士の企み业都は靠消费类市场和06一年後、一波山によって達成された元々の熱量は蓄積され、健全な循環に入った。


 
   

5G の時代では、高速高精度の ADC は 5G 基地局で使用できない、または高品質のチップです。空间巨大。


08

国产ADCコア片产业的历史机遇


政策面:在美国政府和特朗普政权强力制裁以华为为首的中国高科技企业的大前提下,芯片的争夺和发展成了重中之重。8月24日习近平总书记强调长三角三省一市要集合科技力量,聚焦集成电路、生物医药、人工智能等重点领域和关键环节,尽早取得突破。2020年7月30日,在国务院学位委员会会议上,投票通过了设立集成电路一级学科,上海复旦大学已经开了第一枪。有望弥补30万集成电路人才缺口。


一方、中科大は複合肥市の成功様式、各階級の政府、および城市の未来につながる高校の新時代の恩恵を受けています。


各国政府は、国家集積回路基金の第一期、第二期などを全面的に支援している。


結論:国内製代替品は、瓦森市と米国政府の深層足場で、コアなしで使用できる場合、ADC チップの使用を考慮して国内で多くの有名な顧客を対象に作られています。プラットフォームの電気が7nmを突破し、国内のコアが14nmを突破した今日でも、国内のハイエンドADCクリスタルフローはさらに高い水準に達している。コアなしで使用できる場合、ADC チップの使用に関しては国内での代替品は採用されません。


この数年間、中国の半導体製造業界の最大の課題は、この問題をどのように取り込むかということである。

---国の代わりに、私たちは再生型の良い機械会議を持っています。

---新型コロナウイルス感染症により、国内製 ADC チップの供給が停止されました。


現在、アメリカはボール半導体都市の半壁を占領しており、明らかな先駆的な利益をもたらしている。

最近、中国の智能波士公社が独自の研究報告を発表し、中国の半導体製造業界における治療の立ち位置を示唆する単出口チップの制限を示唆した。

原子半导体应运而生!


08

原子半導体团队と製品案内


1、原子半導体は、港科長期の袁杰教授のチップ研究目標と技術蓄積に基づいており、港科大分から出た一軒の混合信号/模倣チップ設計設計高等科技術計画です。公司は主に名門研究家の博士によって構成されている。


2、原子半導体のチップ製品は、現在、携帯機器、ポータブル機器、エネルギー電気機器、消灯機器、医療機器、自動車機器、自動化機器、及び通信機器に応用されている。企業の製品には、パートナーとゲストの組み合わせが数多くあります。


   
  3、创始人-袁杰:港科大混合信号传感収集成電路实验室&国际领先的感受核片研究中心主任;港科大電子系副教授、清华本科微電子系、宾夕法尼亚微電子系博士、国际芯片计领域专家、公開表70多篇论この文書には、JSSC、TCAS1、ISSCC、VLSI、CICC、ISCAS など、および TI、Intel、台電気、中枢などの企てによる、すべてのチップ/センサー設計の定期刊行物および会議が含まれており、10 年にわたる計画が予定されています。  
  4、研発团队

? 1名港中文博士,前Marvell高级模拟设计工程师

? 7名港科大博士、来県全球名牌高校的顶尖大学生

? 团队発行表30多篇期刊会議议文、JSSC、TCAS1、ISCASなどのすべてのコア片設定表シリーズ期刊および会議録を含む


5、製品优势:


比較国内企业

? チップ設計技術体现在:高性能、高集積、高速、低騒音、低消費電力、低温漂;

? 製品ライン覆盖范围もっと广、增长潜力もっと大きい;

? 香港/台湾/海外の高质量的生産、

IC の設計レベルは中国国内よりも高くなっています。


相比国际企业

? 我们品線と中国市场更加契約,对手品線老朽化;

? 我们更贴近中国市场,对客户の响应速度がさらに速く;

? 相比国际企业技术在同一层次,我们产品集成度更高;

? 产品价格有优势;

? 国産代替の浪潮。


6. 現在の原子半導体チップ製品は、モデリングセンサー市場とデジタルセンサー市場の 10 つの分野で主に使用されています。当社は、XNUMXMSPS 以下のすべての高精度を満たすことができる高精度 ADC チップ製品を推進しています。新しい数字を適用する必要があります。我々は、センサ市場において、自主的に開発された集積型デジタルセンサの製品性能を国内最高レベルに達することを目指した。


   
  7、製品介绍:
         

高精度24bitΣ? ADC 製品ライン 

? AS1001:24bit、高速(32KSPS)、Σ?センサー用ADC

? AS1002:24bit、低速(1KSPS)、Σ?センサー用ADC

高精度 16bit SAR ADC 製品ライン 

? AS2001:16ビット、10MSPS、SAR ADC、データ収集用

? AS2002IP:12ビット、1MSPS、SAR ADC IP、MCU用

? AS2003IP:12ビット、3MSPS、SAR ADC IP、MC用

高速ADC製品ライン 

? AS3001: 14ビット、2.5GSPS、ADC、5G基地局向け


 
   

デジタル温度センサー 

? ATA10001:外数字温度センサー、温度センサー、ハンドマシン 

? ATA10002: 接触式デジタル温度センサー、智能手环

近接環境光センサー 

? ATA20001:環境光/近接センサー、手机 

TOFセンサー

? ATA30001:TOF画像センサー、電子機器

集成医学センサー 

? ATA40001:ECG/EEG デジタルセンサー、智能医学パッチ

智能咪表集成传感器 

? ATA50001:智能咪表集成センサー,智能咪表


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