国产高精度ADC芯片崛起：高速率技术实现突破

在电子信息产业的复杂生态系统中，模数转换器（ADC）如同桥梁般架起了模拟世界与数字世界的通道。作为电子信息系统的关键元件，它承担着将连续变化的模拟信号（如声音、电压、射频等）转换为离散数字信号的核心使命，其性能直接影响电子设备对外部信息的采集精度与处理效率。而高性能ADC的设计研发，正是集成电路领域的技术难点与热点，堪称最为精密复杂的模拟集成电路之一。

近期，新凯来子公司万里眼研发的90GHz超高速实时示波器引起业界瞩目，其采样率高达200 GSa/s，跻身全球顶尖水平。值得关注的是，示波器性能突破的背后，离不开ADC芯片技术的坚实支撑，这一成果标志着我国在ADC芯片核心技术领域取得重要突破。

高性能ADC面临进口限制

要理解ADC芯片的重要性，首先需要明确其技术分类与多样化应用需求。

根据采样定理，在模拟信号到数字信号的转换过程中，采样率需达到信号带宽的两倍以上，才能完整保留原始信号的全部信息。确保采样信号不失真的最低采样频率（即两倍信号带宽），被称作奈奎斯特频率。基于这一原理，结合信号带宽与采样率的对应关系，ADC可分为奈奎斯特型ADC与过采样型ADC两大类；若按结构和工作方式细分，又可分为SAR ADC、Delta-Sigma ADC等多种类型，不同架构的ADC在性能特点与应用场景方面各有侧重。

从应用特点来看，奈奎斯特型ADC通常适用于高速信号处理场景：其中Flash ADC主要用于对转换速度要求极高的应用，如高速通信系统；Pipeline ADC则在保证较快转换速度的同时，能实现中高精度转换，因而广泛应用于无线通信与部分图像传感领域；而SAR ADC兼具中等精度与较快转换速率的特点，其核心优势在于优异的能效表现，特别适合物联网设备、便携式医疗电子等对功耗敏感的应用领域；而由SAR结构改进的Pipelined-SAR ADC，能在保持较快速度的基础上进一步提升转换精度，有效拓展了其应用边界。

相比之下，过采样型ADC则更侧重于高精度信号转换：Delta-Sigma ADC是典型的过采样架构，在高精度测量领域优势显著，但在带宽和能效方面存在局限；Zoom ADC通过结合Delta-Sigma与SAR架构的优势，以较小的面积和功耗开销实现了高精度转换；NS-SAR ADC则是在SAR架构基础上发展的过采样技术，相较Delta-Sigma ADC更注重提升带宽性能，在精度、带宽和功耗之间取得了良好平衡，在图像传感和通信系统等场景均有应用。

随着5G通信、物联网传感、光传输系统、智能传感器等新兴应用领域的蓬勃发展，以及雷达制导、仪器仪表与医疗影像等传统领域的技术革新，对模数转换器的性能要求持续提升。在射频信号采集、电子对抗测量等领域，需要ADC具备宽带信号处理能力，同时兼顾高精度特性。具体而言，电子对抗系统需要采样率10+GS/s、精度12-14位的高速ADC芯片；高端示波器则需要采样率不低于10 GS/s、精度12位以上的转换器；光通信与有线通信设备通常需要中等精度、采样率达64+GS/s的转换器；而在精密工业控制与智能传感领域，对延迟和分辨率要求极高，往往需要24位以上的超高精度ADC。

然而长期以来，全球高端ADC市场始终被少数国际企业主导。值得注意的是，美国将部分高分辨率、高速ADC产品纳入出口管制清单，例如采样率400MSPS以上的12-14位ADC芯片。这一限制不仅制约了国内高端电子设备的研发制造，更对我国电子信息产业的自主安全构成潜在威胁。

在此背景下，国内企业近年来持续加大研发投入，突破技术瓶颈，在高速、高位宽两大核心技术方向均实现重要突破。高端模拟芯片生产线建设也加速推进，正在逐步打破国外技术垄断格局。

高速ADC实现性能跃升 助力国产示波器突破

高速ADC作为雷达系统、5G通信、无线传输等领域的核心元件，其采样率与精度直接决定了设备对高速信号的捕捉能力。过去，国外企业长期占据该领域的技术制高点，国内产品难以企及。但近年来，国内企业不断突破技术极限，推出了多款性能达到国际领先水平的高速ADC芯片。

迅芯微电子在高速ADC领域展现出强劲技术实力，其AAD08S056G采用先进CMOS工艺制造，最高采样率可达50GS/s，分辨率为8位。该芯片采用多通道时间交织架构，集成128路子ADC单元，每路均采用低功耗SAR结构。在输出接口方面，芯片配备16路高速串行接口，每路传输速率达20Gbps。芯片输出的8位数字信号经过特殊加扰处理后，通过高速串行接口输出。

更引人瞩目的是，今年八月，由中科院微电子所、迅芯微电子（苏州）股份有限公司、深圳市万里眼技术有限公司共同完成的“200GSa/s超高速实时示波器核心技术及应用”项目荣获中国仪器仪表学会科学技术一等奖。项目聚焦超高速高精度ADC/DAC芯片研发，突破了100+GSa/s采样率、12位精度的技术瓶颈，满足了高端示波器、光通信设备国产化需求。这也是国产示波器实现技术突破的关键支撑技术之一。

另一家在高速ADC领域持续发展的企业是成都华微电子。9月1日晚间，华微电子发布公告，宣布公司自主研发的四通道12位40G高速高精度射频直采ADC芯片于近日成功发布。这款型号为HWD12B40GA4的ADC芯片在四通道模式下支持24~40GSPS采样率配置，双通道模式下支持48~80GSPS采样率配置。芯片模拟输入带宽高达19GHz，噪声谱密度低至-152dBFS/Hz，无杂散动态范围在输入频率18GHz内高达54dB以上，配备96对JESD204C高速串行接口，支持片内和片间多通道同步功能，具备高可靠性的特点。

更重要的是，该芯片采用正向自主设计，拥有完整自主知识产权，其生产工艺依托国内厂商，真正实现了从研发到生产的全链条自主可控。目前已申请多项国内外发明专利，完全摆脱了对国外技术与生产环节的依赖。

高位宽ADC精准对标国际高端

如果说高速ADC的核心竞争力在于“速度”，那么高位宽ADC则更注重“精度”。

高位宽ADC一般指分辨率超过14位的转换器，常应用于音频处理、精密测量、生物医疗等领域。在工业自动化系统中，高位宽ADC能够精确采集传感器信号，保障生产过程的稳定运行。此前，国内高位宽ADC产品在性能指标上与国外高端产品存在差距，但近年来国内企业迎头赶上，推出的多款高位宽ADC产品已实现对国际标杆产品的精准对标。

海思半导体在高位宽ADC领域的突破具有代表性，其推出的SAR架构ADC产品——AC9610，在高精度领域实现了重要进展。该芯片在采样率2MSPS条件下，精度高达24位，性能直接对标ADI的高端产品AD4630-24。作为国际高位宽ADC领域的标杆产品，AD4630-24凭借高精度、低功耗的特性，长期占据国内市场。AC9610的出现，不仅在性能上与AD4630-24持平，更在成本控制与供应链稳定性方面具备优势，为国内需要高精度信号转换的设备厂商提供了更多选择，推动了国内高位宽ADC市场的国产化进程。

另一家企业核芯互联在多通道高位宽ADC领域也取得了重要进展，正式发布全新一款8通道24位同步采样模数转换器——CL2468。该芯片在架构设计上优势明显：具有8通道同步采样能力，最高采样率可达512kSPS，同时拥有卓越的动态性能与灵活的功耗调节方案，能够满足不同应用场景对精度、速度与功耗的多样化需求；在兼容性方面，CL2468在硬件和寄存器层面完全兼容ADI的经典产品AD7768，这意味着使用AD7768的客户无需对现有系统进行大幅改造，即可直接替换为CL2468，显著降低了国产化替代的成本与实施难度。

CL2468的推出，为数据采集、工业控制、医疗电子等领域提供了高精度、低功耗的信号转换解决方案。这不仅填补了国内多通道高位宽ADC技术领域的空白，更推动了相关产业链的国产化进程，提升了国产电子厂商在全球市场的核心竞争力。

高端模拟生产线保障产能与自主

除技术突破外，产能保障是推动国产ADC持续发展的另一关键。

日前，士兰微宣布公司及全资子公司厦门士兰微与新翼科技共同向子公司士兰集成增资51亿元，其中士兰微方面合计出资15亿元，此次增资的核心目的是投建12英寸高端模拟集成电路芯片制造生产线。这一项目的落地，标志着国内在高端模拟芯片生产能力方面迈出重要步伐。

从项目规划来看，12英寸高端模拟集成电路芯片制造生产线项目落地于厦门海沧区，规划总投资高达200亿元，分两期实施：一期投资100亿元，计划于2027年四季度正式投产，投产后月产能可达2万片；二期将再投资100亿元，新增月产能2.5万片，项目全部达产后，总月产能将达到4.5万片（折合年产能54万片）。

从产品定位来看，士兰集成作为项目的实施主体，其生产的产品将重点覆盖汽车电子、工业控制等对芯片可靠性、稳定性与精度要求极高的领域。此前这些领域的高端芯片长期依赖进口，该项目的投产将有效填补国内在该领域的技术空白，进一步完善相关产业链布局。

近年来，国产高端ADC在技术突破与产业化推进方面均取得显著进展。未来，国产高端ADC的发展仍需要在以下方面持续发力：一是持续提升采样率与精度等核心技术指标，同时优化功耗与成本控制，增强产品在全球市场的竞争力；二是拓展应用场景，除当前覆盖的雷达、5G通信、工业控制等领域，还应向新能源智能汽车、人工智能计算等新兴领域延伸，挖掘市场潜力；三是完善产业链协同，加强芯片设计、生产封测等环节的紧密配合，推动国内ADC产业生态的整体升级。

随着技术持续进步与产业生态不断完善，国产高端ADC必将在保障我国电子信息产业自主安全、推动产业高质量发展中发挥更加重要的作用，未来有望在全球高端ADC市场占据重要地位。

未来ADC芯片发展趋势

展望未来，ADC芯片的技术演进将围绕架构创新、工艺升级与智能化融合等方向展开。

首先，随着工艺节点不断微缩，传统架构ADC面临速度与能效提升的瓶颈，而混合架构ADC具有速度快、能效高、适应先进工艺等优势，成为未来高速高精度ADC研发的主要方向。

其次，在工艺选择方面，化合物半导体工艺具有耐高压特性，能有效解决可靠性问题，因此基于化合物半导体工艺的超宽带射频前端采样将成为重要发展趋势。

此外，值得关注的是，人工智能、神经网络网络等技术的融入，将为ADC性能优化提供新的助力。通过采用遗传算法、粒子群优化等智能算法辅助设计，有望显著消除转换误差，提升ADC的精度与稳定性，这将成为未来高性能ADC技术发展的重要方向。

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