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全球模擬芯片行業(yè)格局相對(duì)分散，各種類型ADC的速度與精度關(guān)系如何？
各種類型ADC的速度與精度關(guān)系
眾所周知，信號(hào)鏈芯片主要包括放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換、接口等品類，其中轉(zhuǎn)換器屬于其中技術(shù)壁壘最高細(xì)分品類。轉(zhuǎn)換器是由模擬電磁波轉(zhuǎn)換成0101比特流最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，具體又可以分為ADC和DAC兩類，ADC作用是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行高頻采樣，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；DAC的作用是將數(shù)字信號(hào)調(diào)制成模擬信號(hào)。
其中ADC在總需求中占比接近80％。ADC／DAC是整個(gè)模擬芯片皇冠上的明珠，核心難度有兩點(diǎn)：抽樣頻率和采樣精度難以兼得（高速高精度ADC壁壘最高）以及需要整個(gè)制造和研發(fā)環(huán)節(jié)的精密配合。
ADC關(guān)鍵指標(biāo)包括“轉(zhuǎn)換速率”和“轉(zhuǎn)換精度”，其中高速高精度ADC壁壘最高。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器主要看兩個(gè)基本指標(biāo)，轉(zhuǎn)換速率和轉(zhuǎn)換精度。
轉(zhuǎn)換速率通常用單位sps（Samples per Second）即每秒采樣次數(shù)來(lái)表示，比如1Msps、1Gsps對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器每秒采樣次數(shù)分別是100萬(wàn)次、10億次；轉(zhuǎn)換精度通常用分辨率（位）表示，分辨率越高表明轉(zhuǎn)換出來(lái)的數(shù)字／模擬信號(hào)與原來(lái)的信號(hào)之間的差距越小。高性能數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器需具備高速率或高精度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換能力。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的速率和精度指標(biāo)往往是相互制約、此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，例如亞德諾目前最快的商用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率為26Gsps，但其分辨率僅為3位，而具有24位分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率僅為26Msps。
根據(jù)這兩大指標(biāo)，ADC可以分為高速高精度、低速高精度、高速低精度以及低速低精度四種類型，其中高速高精度壁壘最高。
進(jìn)口廠商主導(dǎo)的行業(yè)現(xiàn)狀
ADC芯片的產(chǎn)業(yè)鏈和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一樣，其產(chǎn)業(yè)鏈龐大而復(fù)雜，可以分為：上游支撐產(chǎn)業(yè)鏈，包括半導(dǎo)體設(shè)備、材料、生產(chǎn)環(huán)境；中游核心產(chǎn)業(yè)鏈，包括 IC 設(shè)計(jì)、 IC 制造、 IC 封裝測(cè)試；下游需求產(chǎn)業(yè)鏈，覆蓋工業(yè)、通信、消費(fèi)電子、航空、國(guó)防及醫(yī)療等。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2019年全球轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)規(guī)模接近36億美元，預(yù)計(jì)未來(lái)4年CAGR近10％。隨著5G基站、IoT等驅(qū)動(dòng)ADC需求落地，預(yù)計(jì)2023年全球轉(zhuǎn)換器芯片市場(chǎng)空間有望擴(kuò)張至近50億美元。
從格局分布來(lái)看，全球模擬芯片行業(yè)格局相對(duì)分散，美歐大廠處于領(lǐng)跑地位。由于模擬芯片具有品類豐富、產(chǎn)品系列深等特點(diǎn)，各細(xì)分產(chǎn)品規(guī)模小、市場(chǎng)間跨度大，因此全球市場(chǎng)整體呈現(xiàn)分散的格局，頭部廠商難以取得壟斷優(yōu)勢(shì)。最為知名的廠商包括ADI、TI、Maxim、Microchip、NXP、Xilinx、STMicroelectronics等。具體來(lái)看，歐美廠商由于起步早，憑借資金、技術(shù)、客戶資源、品牌等方面的積累，目前在全球范圍內(nèi)仍處于領(lǐng)跑地位。
國(guó)內(nèi)ADC產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處在追趕狀態(tài)。1996年，以西方為主的33 個(gè)國(guó)家在奧地利維也納簽署了《瓦森納協(xié)定》，規(guī)定了高科技產(chǎn)品和技術(shù)的出口范圍和國(guó)家，其中高端ADC 屬于出口管制的產(chǎn)品，中國(guó)也屬于受限制的國(guó)家之一，禁運(yùn)范圍主要是精度超過(guò)8 位且速度超過(guò)10Msps的ADC。
2019年華為被納入實(shí)體名單后，TI、ADI等美國(guó)模擬IC大廠向華為供貨受限，進(jìn)一步加速國(guó)內(nèi)模擬芯片領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代節(jié)奏。聚焦ADC領(lǐng)域，全球主要供應(yīng)商仍是TI、ADI為首的幾家國(guó)際大廠，而高性能ADC在軍用領(lǐng)域、高端醫(yī)療器械以及精密測(cè)量等領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用，因此ADC技術(shù)的國(guó)產(chǎn)替代對(duì)于我國(guó)各下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義重大。自華為事件以后，國(guó)內(nèi)的設(shè)備廠家逐漸開(kāi)始采購(gòu)國(guó)產(chǎn)ADC芯片。
