1. 航天772所-时代民芯
成立于2005年11月,是由中国航天时代电子公司和航天电子技术股份有限公司(原长征火箭技术股份有限公司)重组航天微电子资源而成立的股份有限责任公司,现为航天电子技术股份有限公司的全资子公司。专业从事集成电路设计、开发、生产(不包括晶圆加工)和服务;半导体二极管、三极管和mems惯性器件的设计、开发、生产和服务。
公司在adc方向的主要产品如下所示:
adc最高精度16bit,最高采样率1g sps,与国外企业相比,产品属于中低端。高速产品采样率仅突破1g。从产品性能来看,公司的产品方向主打高16bit分辨率低采样率、8bit分辨率高采样率。属于中等分辨率低采样率,低分辨率中等采样率的产品范围。
以adi的产品为对标分析,公司的产品性能指标相对于adi在2014年左右的产品性能相当,按照摩尔定律来看,相差了2-3代。
2.苏州云芯微
2010年5月创办于江苏省昆山市花桥经济开发区,致力于高速高精度数模混合集成电路芯片(adc/dac)和集成中射频、模拟、数字功能等集成芯片(soc&sip)的设计、开发、生产及销售。产品涵盖高性能模数转换芯片(adc),数模转换芯片(dac),直接数字式频率合成芯片(dds) ,正交数字上变频芯片(qduc)、多频多模射频收发芯片(soc、sip)等多个门类。公司产品广泛用于无线通信、遥测遥控等领域。
从公司目前已经发布的产品来看,分辨率最高16bit,采样率最高达到250m sps。相对于国外公司来说相差很大,从高速、高精度来定义仍然具有很大的差距。
3. 苏州迅芯微电子
成立于2013年,以集成电路及软硬件系统的设计、研发、销售为一体。团队在超高速数据转换器(adc/dac)芯片、高速串并/并串转换(demux/mux)芯片,以及微波单片集成电路(mmic)领域具有丰富的研究经验。
aad06s032g,采用si基工艺,4路交织技术,子adc采用folding & interpolation架构,可对输入信号做6bit转换,功耗10w。主要针对高速数据采集、宽带通信以及示波器等方向。
从公司的发布的产品来看,迅芯微在adc方向注重于高速adc,采用多路交织技术,集成folding & interpolation子adc,用多路架构提高采样率,实现高速。但是缺乏高精度的adc产品。
4. 苏州纳芯微
成立于2013年,专注于围绕各个应用场景进行产品开发,由传感器信号调理asic芯片出发,向前后端拓展了集成式传感器芯片、隔离与接口芯片、驱动与采样芯片,形成了信号感知、系统互联与功率驱动的产品布局。
在adc方向主要产品为隔离adc,高性能隔离δ-σ调制器,可在隔离高压下将模拟信号转化为数字信号进行传输。发布产品仅有两款:nsi1306m25、nsi1306m05。
5.北京核心互联
公司创立于2017 年,团队来自于清华北大以及北美名校,有着多年国内外大厂的工作经历,如amd、英伟达、华为等。2018 年获得5000 万元个人投资者种子轮投资。公司同时掌握adc/dac、时钟芯片、运算放大器、高速接口和risc-v ip 等多项技术,具备信号链全链芯片及相关ip 设计研发能力。目前公司主要芯片产品为高速高精度adc,工业级mcu以及高性能risc-v+ai+dsp异构soc。
从公司已发布的产品可以看到,公司是少数能够研制24bit高精度adc的企业,同时其在高速adc方面也能够达到3g采样率,同时保持14bit的分辨率。
在高速、高精度adc方面具有较明显的技术优势,属于国内技术领先的民营企业。
对比adi的相关产品,相对比于国外的产品平均落后了5-10年。
6. 重庆吉芯科技
重庆吉芯科技成立于2019年06月21日,是中国电科声光电公司旗下的公司。公司在2021年发布两款高性能多通道16位adc系列产品——gad3642me和gad3681me,分别是4通道16位250msps adc和8通道16位125msps adc。
两款产品具有多通道、低功耗、高速串行数据输出(最高6.4gbps)等特点,可满足医疗成像、高速成像、无线电接收机以及便携设备等应用领域需求。
其中,gad3642me采样率最高可达250msps,采用jesd204b高速串口输出(最高6.4gbps),使用时间交织结构,专门针对低功耗(支持独立关闭内部各通道功能)、小尺寸和使用灵活性设计开发。gad3681me采样率最高可达125msps,采用jesd204b高速串口输出(最高6.4gbps),专门针对低功耗(支持独立关闭内部各通道功能)、小尺寸和使用灵活性设计开发。
7.上海贝岭
上海贝岭(600171)成立于1988年,是集成电路设计企业,提供模拟和数模混合集成电路及系统解决方案。公司专注于集成电路芯片设计和产品应用开发,是国内集成电路产品主要供应商之一。重点发展消费类和工控类两大产品板块业务,公司集成电路产品业务细分为电源管理、智能计量及 soc、非挥发存储器、功率器件和高速高精度 adc 等 5 大产品领域,主要目标市场为电表、手机、液晶电视及平板显示、机顶盒等各类工业及消费电子产品。
从贝岭官网中可以看出贝岭主要生产14bit与16bit的adc芯片,主要用于电量采集,常用的型号有:
高速模数转换器(高速adc),该系列产品包括双通道高中频adc (80msps -125msps)、四通道高频adc(125msps)。
8. 芯海科技
芯海科技(688595)成立于2003年9月,专注于高精度adc、高可靠性mcu、测量算法以及aiot整体解决方案的研发设计。公司2020年营收3.628亿,净利润9034.53万;2019年营收2.584亿,净利润4295.61万。
图片来源:芯海科技2020年报
目前在adc方面的产品仅有高精度adc,9款产品。
多款产品初次发布时间在2014年,并于2018年进行修正,对其中相关指标进行校正设计;标称分辨率为24bit,实际使用有效分辨率在19.5-22bit变动;对应采样率最高仅为1.28k sps(与sps相同)总体性能与adi、ti、maxim相差几个数量级,从发展代数来看,相当于2-3代之前的产品。
9.芯佰微
成立于2014年,目前已达3大类100余款,已经研发的主要产品为放大器、接口电路、电源管理,时间数字转换器、dac数模转换、adc模数转换等。产品广泛应用于手持移动终端、消费类电子产品、个人电脑及周边,网络、电信设备、医疗设备、办公设备、汽车电子及工业控制设备等领域。
五、关于adc行业的几点看法
adc属于模拟芯片中的一类,模拟芯片相对于数字芯片设计难度更大,对于研发人员技术能力要求要更高。模拟芯片一类的平均学习成长时间是数字芯片的3-5倍,需要非常扎实的学科基础,相较于数字芯片来说,对于工具的依赖较小。因此这是一个技术人才优先的领域,技术团队中如果缺少经验丰富的研发力量,对于公司的产品研发将会造成严重的滞后、成本增加甚至是白白投入;相对于数字芯片追求摩尔定律极限的加工工艺(追求5-7nm的先进工艺),模拟芯片的制程一般采用0.18um、0.13um,以及28nm的工艺。成熟的工艺有助于提高产品良率,同时在客户端更愿意使用成熟的工艺。新的工艺需要经过长时间的工程验证、使用反馈迭代才能够很好的进入市场;adc属于基础的、核心的、关键的元器件级芯片,对于性能的要求是应用的首要原则。虽然各个厂家都会有各种不同性能的产品,但是在对应的使用领域中,性能的绝对优势对市场的占据会起到决定性的因素。这里面包括了一些基本的性能参数、尺寸、功耗等等。因此,能够通过技术领先做到产品突破的公司,将会赢得差异化的竞争,在推广市场的时候也会有很大的优势;国内外企业之间差距巨大:国外企业起步时间早、技术能力强,加上国外企业在idm模式中能够很好的做好技术迭代、成本控制,早期形成了很高的护城河,占据了国内大部分的市场;国内企业起步时间晚,但是在大环境的影响下也有很多企业逐步走入市场的视野,通过政策利好、人员积累不断追赶着。总体来说,在中低端产品方向目前国内与国外企业的产品至少相差了2-3代,在高端市场的差距更大。从市场占比方向来看,目前国外三巨头ti、adi、maxim占了90%的市场,高端市场国内企业几乎找不到影子。在国产替代的大背景下,国内的adc市场空间巨大。中低端切入,逐步过渡到高端:国内企业需要从难度较小,国产替代容易,客户接受度大的中低端市场切入,做好技术、资金的双重积累,实现企业自身研发力量、研发资金的滚动迭代升级,再朝向高端市场逐步迈入。如果一开始来进入高端市场,将会直接与三巨头面对面竞争,从技术、市场、客户应用等方向会有非常大的难度;国家引导,资金持续助力:想要突破国外adc的垄断限制,需要不断的政策引导、资金注入。adc一定是一个需要不断升级、迭代才能够做到突破的,这个过程需要大量资金的投入用来维持企业投入研发力量。参考文献:
1.各个公司官网;
2.卢宇晓. 髙速低功耗逐次逼近式adc研究与实现.上海交通大学博士学位论文.2014年;
3.宋壁若. 高精度σ-δ adc设计. 西安电子科技大学工程硕士学位论文.2013年;
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