一、ADC簡介

ADC，Analog-to-Digital Converter的縮寫，指模/數轉換器或者模擬/數字轉換器。是指將連續變量的模擬信號轉換為離散的數字信號的器件。真實世界的模擬信號，例如溫度、壓力、聲音或者圖像等，需要轉換成更容易儲存、處理和發射的數字形式。模/數轉換器可以實現這個功能，在各種不同的產品中都可以找到它的身影這就需要ADC, 約50%的電子產品都需要ADC芯片/模塊。而經計算機分析、處理后輸出的數字量也往往需要將其轉換為相應模擬信號才能為執行機構所接受。

圖1. 典型測量信號鏈

圖1所示為適用于數據采集系統的這類分區的一個典型示例。在調節差分或非差分信號（放大、縮放、自適應和電平轉換等）之后，在數字化之前對后者進行濾波以滿足奈奎斯特準則。根據ADC的過采樣速率，要使用額外的數字濾波來達到采集系統的規格要求。

最早用于對無線信號向數字信號轉換。如電視信號，長短播電臺發接收等。

我們其實生活在一個模擬信號遍布的世界，而模擬信號作為我們日常接觸最多的信號，在傳輸中需要別我們的計算機，通信設備識別，就需要使用到模擬信號到數字信號的轉換，所以在很多設備中都可以見到模擬信號轉化數字信號的器件的身影，而這個產品一直以來都被國際大廠ADI、TI 壟斷。

重災區則是高速的ADC上，基本都被限制進口, 可見我們國家高速發展的科技收到美國的掣肘。而和消費類使用的ADC不同，什么是高端 ADC 芯片呢？簡單來說，它是區別于消費電子市場的 ADC 芯片，主要應用在軍工、航空航天、有線無線通信、汽車、工業和醫療儀器（核磁共振、超聲）等對工藝、性能、可靠性要求極高的領域。國內的企業也對應著幾家大型的國家企業，航天，航空，基站，研究所，醫療行業也是幾家大的客戶。

表1：受美國出口的管控的ADC芯片性能指標

從美國管控的 ADC 芯片列表中，我們其實可以看出高速 ADC 不管是研發技術積累還是生產工藝商，都有著相當高的技術壁壘。隨著 5G、汽車電子、人工智能、物聯網等的持續發展，預計到 2022 年，全球 ADC 芯片市場規模接近 750 億美金。市場巨大，而我們卻依然被美國卡的死死的，每年付出大量的美金去采購TI和ADI的產品。

中國是全球最主要的ADC芯片需求方，但是國內能造出高性能的ADC芯片企業微乎其微，即便造出來了，性能和價格也無法跟上市場的節奏?？梢赃@么說，在核心的ADC芯片供給率上，國產占有率幾乎為零。

圖2：各類ADC的應用范圍及性能分布

在以上的圖中 縱坐標代表分辨率，橫向坐標則是代表采樣速率，而ADC就是這樣的一個產品，高分辨率則是采樣率低，而高采樣率則是低分辨率。目前，我們一般理解采樣率超過500Msps以上的為高速ADC，而ADC精度為16位以上的為高精度ADC。

表2：各種應用場景對ADC動態范圍要求

而我們現階段16BIT分辨率以上的產品基本都來自于ADI與TI兩個大廠，而國內的一些模擬廠家現階段的能力只能做到12BIT分辨率的產品，架構模型基本還是采用SAR的設計，而對于Flash&Pipline和Σ-?受限于工藝和研發成本的各種原因一直是空白。

二、行業分析

2.1、行業格局與行業規模

目前國際上ADC/DAC市場份額分別被ADI、TI、MAXIM、MICROCHIP等國外企業獨占，其中，ADI市占率約為58%，TI占比約為25%，MAXIM占7%，MICROCHIP占3%，難覓國內企業身影。

圖3：ADC/DAC市場份額

根據IC Insights 數據,2017年全球模擬芯片總銷售額為545億美元，預計到2022年，全球模擬芯片市場規?？蛇_到748億美元，該市場將以6.6%的年復合增長率快速增長。

中國模擬芯片市場占全球模擬芯片市場比例超過50%，且市場增速高于全球平均水平，按具體功能分，ADC/DAC市場規模占模擬電路市場份額比例達15%，所以大概推斷出國內2022年ADC/DAC市場規模為56.1億美元（約393億人民幣）。

2.2、未來的產業機會

未來幾年支撐ADC芯片增長的主要驅動力是5G、人工智能、物聯網、汽車電子等新興應用，這些相關的產品或技術對信號處理的需求大漲。

2.2.1、5G基站

在5G時代，高速度高精度的ADC是5G基站的不可或缺的芯片。單個5G基站的ADC芯片使用就高達兩位數。同時，由于5G基站的小基站特性，需要的建設數目成倍增長，未來國產ADC的使用空間巨大。

圖4：ADC在基站的應用

截至2019年7月，我國4G基站規模已經超過了456萬。而5G要達到4G的覆蓋規格，至少應該有1.1-1.5倍左右的4G基站數量，即至少501萬-684萬個5G基站。

據工信部介紹，2019年11月國內已經開通5G基站11.3萬個，預計2019年底將達到13萬個，另有數據預計在2020年國內可能新增68萬座5G基站，在這個大預測數據下，距離全面覆蓋所需的5G基站數量及ADC芯片數量需求巨大。

                                                                                                                                                                                                      數據來源：煉金術資本、廣發證券發展研究中心

根據上表2019-2025年中國5G基站新增數量，估算出2020-2026年用于5G基站的ADC芯片數量及對應銷售額如下圖：

圖5：2020-2026年用于5G基站的ADC芯片數量及對應銷售額

2.2.2其他

未來的人工智能、物聯網、汽車電子等領域將涉及大量模擬信號的儲存、處理和發射，這必然需要大量的ADC芯片。

高精度的ADC可應用于可穿戴設備中的健康監控。根據國際數據公司IDC發布的《中國可穿戴設備市場季度跟蹤報告，2019年第四季度》顯示，2019年第四季度中國可穿戴設備市場出貨量為2761萬臺，同比增長25.2%?；A可穿戴設備（不支持第三方應用的可穿戴設備）出貨量為2227萬臺，同比增長22.1%，智能可穿戴設備出貨量為534萬臺，同比增長40.0%。2019年全年中國可穿戴設備市場出貨量9924萬臺，同比增長37.1%。

就中國市場而已，中國可穿戴市場2019年在耳戴式和腕帶式產品上均得到了突破性的發展。全年中國可穿戴設備市場出貨量9924萬臺，同比增長37.1%。小米手環4在本季度繼續保持穩定且大規模的出貨；華為智能手表從HUAWEI WatchGT開始就放棄了谷歌的WearOS操作系統，采用了自己的LiteOS系統。此外，基于自研的芯片架構，華為智能手表無論從硬件還是軟件都頗具競爭力；小天才成功從2G市場向4G市場轉移；奇虎360推出老人手表，準備探索老人健康市場。隨著疫情的好轉和公共管理政策的逐漸放開，2020年市場增長速度預計將出現先抑后揚的趨勢。

三、關于國產ADC廠商的發展機遇及路徑的思考

         毫無疑問，現階段的中美格局及技術自主的浪潮下，國內ADC廠商將面臨前所未有的發展機遇，以前主流下游廠商都愿意使用國內ADC廠商的芯片；面對美國限運部分高端ADC芯片，國內軍工、科研單位都將儲備備用方案。

         國內的ADC廠商目前主要的產品思路，以對標設計為主。將ADI、TI的主要ADC芯片作為參考設計，盡可能做到無縫替換。雖然發展思路清晰，但也面臨很多問題，一是產品體系不如國外大廠全，在提供整體解決方案，生態還未完全建立，只能逐點突破，在單一或者少數芯片上實現替代。面對新市場、新環境、新應用上，往往不能及時提供解決方案。而且由于模擬芯片設計極大的依賴于設計師的個人經驗，往往開發周期較長。

         另外，參考ADI的市場支撐體系，ADI通過提供評估套件、文檔、軟件代碼及系統需求、工具及仿真模型、參考電路、配套產品推薦、設計資源等一系列的支撐體系去支持開發者應用ADI的芯片。ADI通過公司的技術雜志《模擬對話》（Analog Dialogue），向開發者普及模擬、數字和混合信號處理的產品、應用、技術及技巧，內容涵蓋工業儀表、汽車應用、醫療保健等各個方面。通過長期戰略定位，培育了應用生態，這也是國內廠商需要學習借鑒的。