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國產ADC/DAC芯片模擬器
2022-11-08 2059次

  ADC/DAC芯片作為模擬電路的高地,其技術壁壘極高,毛利率極高、產業(yè)集中度極高、下游應用無數(shù),尤其是在軍事、通信、工業(yè)控制、醫(yī)療設備等領域有不可替代的作用,而且這一領域對人才資源的需求遠大于資金,在外部技術封鎖、高性能產品IP被保護的情況下,具有正向研發(fā)能力的核心人才決定了我國在這一黃金賽道發(fā)展的天花板。

 

  ADC/DAC芯片的技術難度

  ADC/DAC是用來測量/模擬聲光電信號的,可是這些自然界信號都是連續(xù)的,而測量/模擬出來的是一段段不連續(xù)信號。為了讓不連續(xù)信號最大程度的與連續(xù)信號一致,就要在采集不連續(xù)信號時把每一次采集得到的信號都做的足夠小、足夠密集,這樣把所有不連續(xù)信號拼接在一起,就能最大程度上模擬自然界的連續(xù)信號。

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  所以ADC/DAC就像一把刻度足夠小的尺子,我們的目的是用它來測量各種彎曲的信號(類似微積分的方法)??墒侨绻咦拥目潭炔粶试趺崔k?那測出來的結果還準確嗎?一般來說,尺子的刻度正常情況下一小格應該是標準的1mm。但是由于生產精度,材質,受力引發(fā)的形變啦等影響,尺子上上標注的1小格可能并不是標準的1mm了,可能是0.98mm,也可能是1.02mm。這樣我們在量取一個物件的長度時就會出現(xiàn)誤差。

  

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  ADC/DAC芯片作為一把尺子,其“刻度”十分微小,外界的溫度、濕度、電磁感應等等因素都可能影響ADC/DAC的“刻度”,體現(xiàn)為理想特性曲線因各種噪聲影響而形成的實際特性曲線,進而使ADC/DAC芯片測出來的數(shù)據(jù)失真。所以就要通過各種方法提前對可能影響其“刻度”變化的因素進行排除。但是這些影響情況接近無窮,各種環(huán)境下的影響因素、作用量都有其個性,需要用極其復雜的數(shù)學工具進行反復的模擬仿真。其底層難點是數(shù)學、物理、化學、EDA軟件等多個學科的集合,對一個國家的綜合科研實力有極高的要求,這就是ADC/DAC芯片設計的難點。

  

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  國內市場暴漲牽引強大勢能

  中國大陸是全球模擬芯片首屈一指的目標市場,根據(jù)IDC的數(shù)據(jù),已占比36%,且隨著中國制造業(yè)升級,其占比仍在不斷攀升,成為全行業(yè)重點關注的機會,中國市場也一舉成為該領域兵家必爭之地。

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行業(yè)龍頭TI(德州儀器)在2020年營收108.86億美元,保持了6%的增長,控制了業(yè)內20%以上的市場份額。中國是其最大的單一市場,2016年時曾達到峰值——公司當年134億美元的收入中,約有60億美元來自對中國內地和中國香港的出口。

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ADI(亞德諾)在兼并Maxim(美信)之后,收入規(guī)模已達到80億美元(2019),市場占有率接近15%,但仍低于TI的19%,其中中國大陸在多災多難的2020財年表現(xiàn)搶眼,是唯一保持增長的區(qū)域市場(增長2%),占比24%。

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國內市場除熟知的5G基站建設對ADC芯片產生剛需之外,軍工領域的客戶也在逐漸形成一股不可忽視的力量??紤]到ADI/TI等外資供應商無法直接進入我國軍工市場,導致軍工客戶對國內供應商十分友好,愿意給國產品牌足夠多的信任和耐心,是難得的藍海領域。相控陣雷達是ADC/DAC芯片重要的被集成對象。相控陣雷達使用一系列天線元件,每個元件的相對相位各不相同,從而控制輻射圖或波束。波束可以通過電子方式對準各個方向,從而克服機械控制天線所具有的速度受限和可靠性問題。因此,它可以極大地降低尺寸、重量和功耗 (SWaP),使其成為備受雷達、通信、航空航天和電子戰(zhàn)等國防應用的青睞。

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據(jù)不完全統(tǒng)計,未來一段時間內,ADC/DAC芯片在有源/無源相控陣雷達領域的軍方采購需求高達3000多萬只,市場體量上百億人民幣量級。同時,在各類軍用載具(飛機、艦艇等)上,雷達的使用也是十分充分的。不僅有進攻用探測雷達,也有防守用雷達信號接收機,使各類軍用載具的雷達使用率大幅度提高。未來五年軍民市場規(guī)模有望合計達到600億美元(約合人民幣3600億元),全球占比37.5%。2016-2020年我國軍用雷達市場有望達到170億美元。受益軍工電子信息化以及彌補差距,雷達軍用市場空間廣闊。隨著國家經費投入、裝備平臺建設及編制改革的推進,預計軍工電子信息化未來十年市場空間超萬億。軍用雷達搭載平臺包括軍機、艦船、坦克等。目前中國與美俄在軍機產業(yè)鏈、海軍力量、坦克數(shù)量上差距巨大,在規(guī)模擴大、更新?lián)Q代的驅動下,軍用雷達有望實現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展。

 

 

  國產供應商逐漸發(fā)力

  相比于起步于上個世紀60年代的國際競爭對手,第一批國產民營ADC./DAC芯片設計企業(yè)普遍于2003-2013年前后才開始創(chuàng)業(yè),目前已經有多家上市公司:如芯??萍?2003,于2020年登陸科創(chuàng)板)、天微半導體(2003)、昆騰微(2006,沖擊科創(chuàng)板失利)、海芯(2006)、思瑞浦(2007,于2020年登陸科創(chuàng)板)、圣邦微(2007,于2017年在創(chuàng)業(yè)板上市)、芯佰微(2008)、云芯(2010)、國石半導體(2011)、迅芯(2013);也有國企背景的改制企業(yè):如上海貝嶺(老牌國企,主板上市)、美辰微(中電14所,2010)、吉芯(中電24所,2019)、民芯(航天772所,2005);以及2016年以來的后起之秀,都有深厚的海內外知名高校背景和VC/PE的加持:如智毅聚芯(2016)、韜潤半導體(2016)、治精微(2017)、九天睿芯(2018)、靈矽微(2018)、類比半導體(2018)等。

 

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