摘要:这几年AI算力芯片、移动Soc芯片,甚至就是单独的基带芯片那都是相当火热,广大网友几乎都是耳熟能详。但大多数网友不熟悉甚至根本就不知道,还有一颗堪称模拟电路皇冠上明珠的模数转换器(ADC芯片),其技术难度之高、设计之复杂,使得这一领域长期被少数国际巨头所垄断。
这几年AI算力芯片、移动Soc芯片,甚至就是单独的基带芯片那都是相当火热,广大网友几乎都是耳熟能详。但大多数网友不熟悉甚至根本就不知道,还有一颗堪称模拟电路皇冠上明珠的模数转换器(ADC芯片),其技术难度之高、设计之复杂,使得这一领域长期被少数国际巨头所垄断。
然而,这一颗明珠,就在3月7日又被华为海思摘下了。这么关键的一颗芯片取得重大突破,业界却是一片静悄悄,毕竟这个赛道上的玩家少,没有那些乌七八糟的杂音。尽管没有喧嚣热炒,但华为海思这次发布的高性能2M 24bit SAR ADC芯片AC9610,却以惊人的“双高”性能:2Msps采样率和24bit采样精度,一举打破了美国在这一领域长达30年的垄断,为国产ADC芯片的发展树立了新的里程碑。
模数转换芯片(ADC)如同连接现实与数字世界的“翻译官”,承担着将温度、压力、声音、速度、亮度等模拟信号转化为计算机可处理的数字信号的重任。其性能直接决定了医疗CT的成像精度、工业传感器的响应速度,甚至卫星遥感的分辨率。但这颗芯片的设计和制造难度,却远超多数人的想象。
第一个超高难度就是精度与速度的“不可能三角”。传统ADC面临着“鱼和熊掌不可兼得”的物理极限:24位精度要求芯片能分辨0.5微伏的电压差异,这相当于在三峡大坝总发电量中检测出一节5号电池的电量波动。2Msps采样率需要每秒完成200万次信号采集,这个频度可捕捉μs级瞬态信号,如核聚变实验中的等离子体波动。宽温域稳定性则要求在-40℃至125℃极端环境下保持性能。
TI、ADI等美国厂商通过Delta-Sigma架构实现了24位精度,但采样率仅能达到100ksps量级。而海思AC9610采用创新的SAR架构,通过动态校准算法和3D异构封装技术,首次在2Msps采样率下实现24位精度,突破了困扰行业数十年的技术瓶颈。
第二个超高难度就是噪声控制。在精密检测场景中,信号噪声比(SNR)决定了系统的有效分辨率。AC9610通过三重降噪技术实现突破:动态阈值校准,可在强电磁干扰中提取有效信号;低噪声模拟前端,将等效输入噪声降至1.2nV/√Hz;电磁屏蔽设计采用多层金属屏蔽结构,使共模抑制比(CMRR)达到132dB。
海思AC9610这款指甲盖大小的芯片,能一举打破长久的垄断,靠的是在架构、封装突破和生态重构三大颠覆行业的创新。
海思AC9610的意义远不止于技术突破,而是从追赶者到规则制定者的角色升级。
首先就是打破了长期的价格霸权局面。据华强北经销商反馈,美国ADI同类芯片价格在AC9610发布后一周内暴跌30%。医疗设备所用高端ADC芯片成本有望从设备总价的60%降至30%,国产CT机价格有望下探至进口产品的1/3。
其次是重构了供应链安全体系。在新能源汽车上,AC9610有望大规模替代进口芯片,使电池管理精度大幅度提升。更关键的是,它让中国企业摆脱了美国出口管制的阴影。这些年我们因采购受限导致的大量科研项目停滞事件,或将成为历史。
最重磅的就是华为海思重新定义了行业新标准。海思AC9610的24bit/2Msps指标,已被IEEE纳入《高精度数据采集系统标准》草案。其动态校准算法相关专利,正在改写ADC设计领域的游戏规则。科学技术就是生产力,在此时毫无争议。
海思AC9610的技术突围,正在催生医疗、工业、科研领域新的产业生态。中国ADC芯片的全球市场份额,有望取得数量级级别的提升。这颗“破局之芯”的价值,再次打破垄断,也让所谓皇冠上的明珠又少了一颗。
来源:科技动力