作者：鹏程
近日，海思发布了高精度ADC芯片AC9160引发行业关注。
官方资料显示，该芯片采用SAR ADC架构实现了2Msps采样率的同时，保持了24bit的超高采样精度。凭借创新的低噪声设计，该芯片在2Msps下可达到103.5dBFS的SNR，在1Ksps更是高达138dBFS，即便在强干扰环境下依然能够分辨目标信号与噪声信号。通过先进的封装设计技术，AC9610支持-40°C~125°C宽温工作，同时保证低温漂，确保工业复杂环境下仍能正常运行。
那么这颗芯片的发布到底意味着什么呢？其有何过人之处？
1、ADC芯片有多重要？
在很多设备上，传感器接收到的信息是模拟信号，比如电压值、电流值等等。模拟信号是连续的信号，典型代表包括CT、MRI之类的医疗设备。但是在数字世界中，CPU、MCU等各类电子设备大脑处理的是数字信息，模拟信号不方便进行处理，因此需要一类芯片将模拟信号转换为数字信号
一般而言，在连续的模拟信号中采取样本，然后再用样本估算整体，采样得到的数据，就变成了离散的数字信号。将模拟信号转化为数字信号的芯片就是ADC芯片，也叫模数转换器（Analog-to-Digital Converter）。
ADC芯片用于将真实世界产生的模拟信号（如温度、压力、声音、指纹或者图像等）转换成更容易处理的数字形式；DAC（Digital to analog converter）的作用恰恰相反，它将数字信号调制成模拟信号。ADC和DAC是真实世界与数字世界的桥梁，属于模拟芯片中难度最高的一部分，因此被称为模拟电路皇冠上的明珠。在转换器芯片中，ADC应用最为广泛，在两者的总需求中占比接近80%。
ADC既然要采样，那就离不开两大关键数据，即采样精度和采样速度。采样精度用“位”来表示，现在常用的ADC，采样精度有8位、16位、24位、32位，采样速率用“Sps”来表示，意思是“每秒可以采集多少个样本”。一般而言，采样精度高，采样速率就快不起来，采样速率太快了，那采样精度就高不起来。
比如，从技术参数来看，部分国产超高速ADC芯片已经达到了国际领先水平。成都华微去年发布的超高速AD转换器HWD08B64GA1型，其采样率最高可达64GSPS，但其采样精度只有8位。该产品是国内首家基于自主28nm工艺设计的8位64G超高速AD转换器，具备抗辐照能力，全流程自主可控。该芯片输入带宽达20GHz，误码率低至1e-15，功耗低至4W。已在多家用户单位形成小批量供货，应用领域涉及航天、航空、探测、感知、无线通信等。在技术水平方面，成都华微称“该芯片是国内首家50GSPS以上采样速率的超高速ADC，性能可比肩国际最高水平”。
2、国外企业统治市场
第一个ADC芯片是由IBM的M. Klein于1974年发明，到2019年，已经整整45年的历史，它的基本架构、设计方法、原理已经非常成熟。
目前ADC市场，特别是高端ADC市场由亚德诺（ADI）、德州仪器（TI）这两家大厂垄断，其有着极其丰富的产品矩阵，从采样精度能做到32位的极高精度型，到采样速度能做到20G的极高速度型，各种价位段，各种参数，应有尽有。
国内ADC芯片市场，ADI和TI两家的产品吃掉约95%的份额，其中ADI一家就抢走56%的市场份额。高速、高精度ADC芯片是模拟芯片的皇冠，在军工、科研、通信等市场中有不可替代的作用，其出货量虽然远小于普通ADC芯片，但由于单价较高，其市场规模可达到ADC芯片的一半，具有壁垒高、市场规模大的特点。
然而，在上世纪90年代，西方发达国家便通过《瓦森纳协定》对高性能的ADC芯片进行管控，高端ADC芯片甚至完全禁运到中国。
根据《瓦森纳协议》，如下不同规格的AD转换器被限制对华出口：
“8bit至10bit精度的ADC，如果采样率超过1.3GSPS（十亿次每秒）则被限制出口。
10bit至12bit精度的ADC，如果采样率超过600MSPS则被限制出口。
12bit至14bit精度的ADC，如果采样率超过400MSPS则被限制出口。
14bit至16bit精度的ADC，如果采样率超过250MSPS则被限制出口。
16bit及以上精度的ADC，如果采样率超过65MSPS则被限制出口。”
