在高端模拟芯片面临出口管制的背景下,采样保持等高精度信号链环节的国产化,主要通过两条路径落地:一是把采样、保持、量化、编码这一ADC核心转换流程中的关键环节纳入自主可控的技术攻关范畴,二是围绕设计工具、制造工艺与人才梯队同步推进本土能力建设。采样保持电路是模数转换器(ADC)的必需前端环节——ADC转换分为采样、保持、量化、编码四步,采样获得瞬时模拟信号后,需将该信号保持一段时间,才能完成后续的量化和编码。这一环节直接关系到转换精度,因此属于高精度信号链中需要重点突破的关键点之一。

采样保持为何是高精度信号链的关键点

信号链芯片被称作现实世界和数字世界的桥梁,负责采集、放大、滤波外界模拟信号并转换为0和1的数字信号。按职责不同,信号链模拟芯片分为线性产品、转换器产品和接口产品三大类,其中转换器包括模数转换器ADC和数模转换器DAC两种。

在ADC的四个转换步骤中,采样与保持位于量化和编码之前,是把连续变化的电压信号转为离散采样信号的必要前提。对ADC而言,核心性能参数是采样速率和分辨率:采样速率对应时间维度,代表单位时间内的采样次数;分辨率对应数值维度,类似尺子的最小刻度,分辨率越低,一个码值变化的最小单位越小,量化误差也越小。采样保持环节的表现,会直接影响这两项指标的最终实现水平。

自主可控政策对采样保持环节的支持方向

从产业环节看,采样保持电路的设计依赖EDA等设计工具、依赖模拟工艺平台的支撑,也依赖具备高精度信号链经验的设计人才。因此,自主可控政策对这一环节的落地支持,通常沿以下方向展开:

  • 设计工具与IP:推动本土EDA工具链和关键IP在信号链设计中的可用性建设;
  • 工艺与制造:支持与高精度模拟特性相匹配的本土工艺平台能力建设;
  • 人才与产品验证:通过产学研协同培养模拟设计人才,并推动本土信号链产品在下游客户端的验证导入。

需要说明的是,上述方向属于产业层面的能力建设路径,具体到采样保持电路的产品参数、工艺节点与验证进度,官方尚未公布统一口径,建议以官方后续公布及第三方实测为准。

市场规模与国产化的现实坐标

从市场结构看,信号链三类产品合计市场规模约100亿美元,其中线性产品和接口产品总规模分别接近40亿美元和30亿美元,细分种类多、市场分散;转换器产品总规模接近40亿美元,只有ADC和DAC两大类,但技术门槛集中。在ADC的实际应用中,ADC占比更高,约占80%。这一结构意味着,转换器环节尤其是高精度ADC及其采样保持前端,是国产化替代中难度与价值都较为集中的部分,也是政策资源更容易聚焦的方向。

常见问题

采样保持电路在ADC中到底起什么作用?

ADC的转换过程分为采样、保持、量化和编码四步。采样负责每隔一个采样周期记录输入信号的电压值,把连续信号转为离散采样信号;由于量化和编码需要一定时间,必须先把采样得到的瞬时模拟信号保持一段时间,才能进入后续步骤。因此采样保持是ADC正常工作的必需环节。

采样速率和分辨率,哪个更影响采样保持的设计难度?

两者对应不同维度:采样速率对应时间维度,代表单位时间内ADC能做的采样次数,速率越高,采样点越多,获得的采样信号越接近初始输入信号;分辨率对应数值维度,类似尺子的最小刻度,分辨率越低,码值变化的最小单位越小,量化误差越小。二者共同决定ADC的整体表现,采样保持环节需要同时服务这两项指标。

国产化落地目前主要卡在哪一环?

从公开的产业环节看,采样保持电路依赖设计工具、模拟工艺平台与高精度信号链设计人才,这些基础能力的建设周期较长。具体到各环节的产品化进度与参数水平,官方尚未公布统一口径,建议以官方后续公布及第三方实测为准。