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立异利用高机能数据转换器表演关头脚色
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文章来历:      宣布时候:2016年03月15日

     数据转换器手艺是摹拟旌旗灯号和数字旌旗灯号之间的首要桥梁,低电压、大电流、高效力、小尺寸、低本钱是AD/DA转换器成长的趋向。同时,AD/DA转换器的效力和密度也在不时增添。除此以外,通讯与收集装备的集成化趋向须要AD/DA转换器集成更多的功效,同时具备更宽的输入电压或多路输入。最近几年来转换器产物以到达数千种,ADC和DAC的市场成稳步增添的成长趋向,它们在古代军用和民用电子体系中均显现出其首要性。
国际外研讨近况
    ADC/DAC手艺范畴,美国专利的成长要比中国专利的起步早30年。中国专利从1985年才起头有专利请求,最后的十多年间也是本国企业在中国请求的专利占大都,从2004年起头,中国专利请求才走上敏捷成长的途径。而美国从1955年就已起头有专利请求,1977年起头有了敏捷的成长。


图1 ADC/DAC手艺中国专利IPC组成


    从图1中能够看出,ADC/DAC手艺IPC大组首要集合在H03M1(模/数转换;数/模转换)、H03M3(摹拟值转换赴任分调制或相反转换)范畴,占前两位别离有1370件、90件,各占ADC/DAC手艺一切专利总量的83%、5%。此中对H03M1大组进一步阐发手艺点组成,绝大大都散布在H03M1/12(模/数转换器)、H03M1/66(数/模转换器)和H03M1/10(校订或测试)方面,别离有347件、272件和208件,各占H03M1专利数目的29%、23%和18%。

表1 ADC/DAC手艺中国专利请求人前十

    表1为ADC/DAC手艺专利请求人前十位排名,从表上可见,前十排名中外洋企业占有5家,别离为松下电器财产股分无限公司、联发科技股分无限公司、索尼公司、三星电子股分无限公司、皇家飞利浦电子股分无限公司。国际请求人中有4家是科研院所,别离为电子科技大学、复旦大学、清华大学和西北大学,另有一个请求报酬小我请求人谭启仁。标明国际ADC/DAC手艺范畴的研讨还首要集合在科研院所。

图2 ADC/DAC手艺美国专利IPC组成

    从图2中能够看出,美国专利中,ADC/DAC手艺IPC大组首要集合在H03M1(模/数转换;数/模转换)、H03M3(摹拟值转换赴任分调制或相反转换)范畴,占前两位别离有4684件、537件,各占ADC/DAC手艺一切专利总量的79%、9%。此中对H03M1大组进一步阐发手艺点组成,绝大大都散布在H03M1/12(模/数转换器)、H03M1/66(数/模转换器)和H03M1/00(模/数转换、数/模转换)方面,别离有999件、874件和581件,各占H03M1专利数目的23%、20%和13%。

表2 ADC/DAC手艺美国专利请求人前十



    表2为ADC/DAC手艺专利请求人前十位排名,表上可见,前十排名中美邦外乡企业占有4家,别离为ANALOG DEVICES INC、TEXAS INSTRUMENTS INC (US)、FREESCALESEMICONDUCTOR INC(已和Motorola公司归并)、 BROADCOM CORP (US)。排列第一,第二,第三和第八位。日本公司5家,别离为SONYCOR,MITSUBISHI ELECTRIC CORP,NIPPONELECTRIC CO, PANASONIC COR,TOSHIBAK。排列第四,第五,第六,第七,和第十位。别的另有一家荷兰公司PHILIPS CORP列为第九位。标明美国ADC/DAC手艺范畴在美国坚持抢先的位置,前三名都是外乡公司。日本的跨国公司在美国停止了大批的专利规划,荷兰的跨国公司在美国也停止了必然的专利规划。
挑衅与机缘并存
    占有环球数据转换器市场近半壁山河的ADI估计,跟着数字的成长,数据转换器将具备很是广漠的市场远景,其市场规模将逐步扩展。ADI华中地域发卖司理张靖出格看好汽车电子和医疗电子,以为上述两个市场是将来增添潜力较强的市场。“就汽车电子而言,跟着更高宁静性、更丰硕的驾驶休会等须要也将安慰半导体行业的成长,而医疗电子面对着更高精确性和便携性的挑衅,这些都为行业的成长带来了机遇,在将来5-10年内将是半导体市场相称刺眼的局部。”
    占据数据转换器市场的另外一家老牌半导体公司TI则对准了无线通讯根本举措措施。“出格是在高速装备市场,咱们估计无线根本举措措施还将完成延续增添。”TI摹拟产物亚太市场营业拓展司理程伟健说。天下各地无线利用增添延续爬升,环球经营商正在抓紧收集进级的步调,以应答愈来愈多的数据通讯传输。从媒体网关到基站充溢着大数据量吞吐的须要,为了知足对挪动数据日趋增添的须要,无线营运商,出格是亚洲、欧洲和北美的无线营运商将持续对装备进级停止投资,以撑持更大数据流量、更高网速。程伟健解读3G和4G收集设想基站装备进级扩容的面前,象征着通讯装备须要速率更快、通道数更多的数据转换器来撑持更高的带宽。
    专一高机能夹杂旌旗灯号(HPMS)范畴的NXP也看好医疗电子和通讯范畴数据转换器的市场机遇。凌力尔特则喜爱通讯范畴,该公司夹杂旌旗灯号产物部产物市场司理Alison Steer估计,跟着 4G通讯体系的安排,基站利用(出格在中国)将显现大幅增添。
数据转换器市场增速高于半导体市场的增幅,吸收了相称多的厂商奋力比赛。而访问各家存眷范畴的成果显现,数据转换器的热门绝对集合在传统的量大市场——通讯范畴和新兴的高利润市场——医疗电子。信任在上述范畴将环绕数据转换器睁开剧烈的大搏杀。
众花齐放,百花怒放
    最近几年来数据转换器设想一向把重点放在削减功耗,同时进步采样率及分辩率机能上。这二者是知足新型的便携式电池供电装备非常首要的属性请求。这类便携式电池供电装备已利用于通讯、计较机、产业和医疗电子行业方面,并逐步成为全天下出格是新兴行业的骄子。
    无独占偶,善于低功耗的TI也将“功耗”锁定为数据转换的关头词。“不管是鞭策节能降耗的产业设想,仍是在首创了全新便携式、电池供电新六合的医疗利用范畴,效力都是全部行业的关头主题,而这一趋向将自始自终地摆布设想斟酌身分。”在程伟健看来,功耗是传统及新兴转换器市场的个性须要,不管是传统的通讯根本设想,仍是风能、太阳能和电力线通讯等新市场,都将把重点放在若何以更低功耗和整体经营本钱来进步数据速率上。
    772所成为环球第二家开辟出采样速率3GHz的A/D转换器,突破了外洋对我国的把持;14位2.5GHz采样速率的高度D/A转换器在国际也处于抢先程度。中电24所胜利研制出双通道超高速、低功耗8 位1.5GHZ的 A/D转换器,和可供给高达 1200MHz 的采样率的高机能高频D/A转换器。TI 具备普遍的数据转换器产物系列,以高机能的 12 位到 18 位 SAR ADC、16 位到 24 位 delta-sigma ADC、10 位到16 位流水线 ADC 和 8 位到 20 位 DAC 为特点,此中ADS54J40 双通道 14 位 1.0GSPS 数模转换器和ADS54J60 双通道 16 位 1.0GSPS 模数转换器较为抢先。ADI也推出各个系列的数据转换器,具备代表性的为 14位1.25 GSPS JESD204B双通道模数转换器和四通道、16位2.4 GSPS数模转换器。
在能够预感的将来,跟着支流工艺的不时进级、掉队工艺的裁减,低速产物每隔几年就会有一些产物被废型,同时,也会推出接纳新工艺的响应替换产物,但其机能不会有很大晋升。对高速数据转换器产物来讲,今朝产物的机能绝对现实的利用须要另有很大的晋升空间,转换器的成长标的目的首要集合在这类产物上。笔者以为,数据转换器将来的成长趋向首要有两个。
    第一个趋向是向超高速标的目的成长,下一代光通讯对数据转换器转换速率的根基请求为28-56GSps,精度请求5~8位,速率请求远远跨越今朝产物所能到达的目标,今朝,能到达这个转换速率的产物都是接纳Ⅲ-V族工艺(GaAs,InP)完成的。跟着摹拟电路的支流工艺从0.18µm向更小特点尺寸成长,接纳摹拟支流工艺完成上述目标应当是数据转换器成长的一个趋向。
    第二个趋向是朝高集成度标的目的成长,跟着无线通讯体系的小型化和低功耗的请求不时进步,通讯体系中,愈来愈多的单位模块都须要在一个单片上完成。近几年推出的集成数据转换器的摹拟前端产物外部集成了缩小器、滤波器、领受端ADC、发送端DAC和其余一些帮助功效,为通讯装备、无线宽带收集、家庭收集、调制解调器、机顶盒等供给了小型化的集成处理计划。跟着将来通讯体系的不时进级,响应的单片体系产物的须要会进一步增添,数据转换器产物集成的功效也将愈来愈庞杂。
摹拟和数字转换的学识牵扯到体系的各个方面,从旌旗灯号带宽、速率、功耗、直流精度、交换线性度到静态规模,再斟酌到差别利用对目标请求不一,转换器面对的挑衅是多维的。在差别的利用场所,须要衡量现实须要而在多种目标间有所弃取。在进步精度、采样率、带宽的主韵律下,各家厂商各展长处,数据转换器市场必将显现出百花怒放的趋向。

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