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相比CPU,高性能模擬器件更擔心被禁運,那麼研發難點在哪兒?

中興被禁運最擔心的不是CPU, 而是DSP、FPGA以及高性能模擬器件等。 DSP和FPGA大家一般更容易理解做起難度非常大, 這裡就不多說了。 但是對於高性能模擬器件, 為什做起也會非常的難?為什麼也會被TI, ADI等幾個美國大公司所壟斷?

高性能模擬器件的種類還是很多的, 今天我們以A/D轉換器為例來談一下其中的難點。

以下內容部分來自知乎:

https://www.zhihu.com/question/274174582/answer/373173834

知乎網友:Woo兩方茶語

高速AD的研發難度主要集中在位數和速度上。

1.位元數越高, 電路規模度呈幾何級增長, 動態範圍更大, 當然對集成度和工藝線要求更高;

2.基準電壓源。 精度要求高了後,

投入的研發精力和代價巨大。 還有溫度穩定性, 超出你常規知識範圍之外的東西都參與影響了, 很頭大...

3.速度。 速度和位元數是矛盾的, 除非工藝發生突變。 國內有高速低位元的 也有低速高位的, 這個也成為美國對中國禁運分級的依據。

知乎網友:蔣宇辰

先拋開市場的因素, 再假設我們能設計出來高速ADC吧, 可怎麼生產呢?國外高性能的ADC基本都是SiGe和BiCMOS之類的工藝, 國內好像還沒有能搞定這些工藝的工廠, 拿到國外去加工吧, 加工完了就回不來了因為受管制。 國內數位CMOS工藝還算先進吧, 至少沒有落後人家太多代, 但模擬BJT、CMOS、BiCMOS、SiGe這些工藝就比較慘了, 這大概就是重應用輕基礎的惡果吧。

國內也不是沒用商用的高速ADC, MXT2001 2GSPS 8bit, 這玩意基本就是翻版的ADC08D1010,

不過後者已經停產好久了。 還有一些取樣速率更高的國產ADC不過現在的性能拿不出手, 要麼就是問題太多了很難投入實用, 真要達到通信和軍工那個要求還有很長的路要走。

知乎網友:立黨

難在雇一個有經驗的Analog的PhD和資深工程師費用太高, 研發成本也太高, 而利潤太低。

如果你願意花100萬年薪(其實無論對於美國半導體行業, 還是中國互聯網行業, 都絕對不是一個高不可及的數字)雇幾個TI、ADI的資深的工程師或者一個團隊過來, 花錢讓他們去設計、流片、發ISSCC, 所有問題迎刃而解。

問題是沒人想拿錢出來做這一塊兒, 因為已有的產品已經很棒了, 新的賣不出錢去。 以前Analog很多人都轉行做射頻, 現在全轉前端去了。

知乎網友:firstmems

設計和工藝的同步研發是模擬的難點, 設計師必須有深刻的工藝理解能力才能搞定模擬, 國內的基礎確實與adi, ti有很大差距。 linter, E2V這種特長突出的公司, 國內也沒有出現, 雖然有志向的不少, 主要是模擬要做到又好又便宜才能賣得動, 沒有產線支撐, 好就做不到了, 便宜做到了, 可也養不住人了。 剩下一些面相軍工的研究所, 指望他們達到世界一流, 在現在用腳投票的時代真得需要巨大的奉獻精神。 三十五人處罰事件來了也是一個警醒, 指望戰略競爭對手的幫助發展自己的道路已經不行了, 下定決心自主創新吧。

知乎網友:M Ihatov

對於高速數模混合電路來說主要有以下幾點吧。

寄生, 直接影響電路能達到的最高速度,

前後端都要時刻考慮這個煩人的東西。 可以通過減小尺寸來減小寄生, 但這樣雜訊會大, 達不到高增益, 精度變差。

非理想效應, 使電晶體模型變得很複雜, 手算的參數扔模擬器裡往往結果差非常遠。 且工藝線寬越小, 非理想效應越嚴重。

工藝誤差, 不多說, 這是設計者控制不了的, 每次流片都要求神拜佛希望別出差錯。

知乎網友:crosas

高速高精度的AD/DA是整個類比晶片領域的皇冠, 一個高速高精度adc/dac的真正量產需要這麼幾步: 有高速高精度的適用工藝, 電路設計, layout設計, 晶片生產, 封裝, wafer測試, 最終晶片的量產測試, 出貨……而現在的中國在其中的任何一步都不能達到需要的水準。

感覺到上面幾位的回復還是不太全, 希望大家可以留言發表觀點。

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