信号链模拟芯片三大类产品合计市场规模约100亿美元,其中线性产品(放大器、比较器等)约40亿美元、转换器产品(ADC/DAC)约40亿美元、接口产品约30亿美元。由于信号链芯片是现实世界与数字世界之间的桥梁,几乎所有需要采集、处理、传输模拟信号的电子系统都会用到,因此下游应用极为分散,工业控制、汽车电子、通信设备等场景共同构成了百亿美元级的需求基本盘,但不同场景对三类产品的需求结构差异明显。
信号链芯片的三类产品与需求结构
信号链芯片按职责可分为三大类:以放大器、比较器为代表的线性产品,以ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)为代表的转换器产品,以及用于电子系统间数字信号传输的接口产品。
| 产品类别 | 代表产品 | 主要功能 | 市场规模 |
|---|---|---|---|
| 线性产品 | 运算放大器、比较器、模拟开关 | 信号放大、滤波、选择、比较 | 约40亿美元 |
| 转换器产品 | ADC、DAC | 模拟信号与数字信号互相转换 | 约40亿美元 |
| 接口产品 | RS232、RS485、LVDS等 | 电子系统之间的数字信号传输 | 约30亿美元 |
线性产品与接口产品的共同特点是细分种类多、市场分散,而转换器产品仅含ADC和DAC两大类,其中ADC在实际应用中占比更高,约占80%。
下游场景如何驱动三大类需求
工业控制是信号链芯片的典型应用场景。传感器输出的电量信号普遍比较微弱,往往不能直接使用,需要线性产品进行放大、滤波、比较等处理;同时,工业现场的大量模拟量(如温度、压力、流量)需要经过ADC转换为数字信号供MCU或CPU处理,对转换器的采样速率和分辨率提出持续升级的需求。
汽车电子与通信设备同样构成重要需求来源。汽车中的各类传感器信号采集、电池管理监测等环节需要线性产品与转换器配合;通信设备中的信号收发与传输则大量依赖接口产品完成电子系统之间的数字信号传输,同时高速数据链路也对ADC的性能提出更高要求。
由于三大类产品的功能定位不同,下游场景的差异直接决定了需求结构的差异:偏重精密测量与控制的场景(如工业、医疗仪器)对转换器和放大器的需求更突出;偏重系统互联与数据传输的场景(如通信基站、数据中心)则对接口产品的依赖更强。
常见问题
信号链芯片为什么被称为“现实世界和数字世界的桥梁”?
因为外界信号经传感器转化后输出的是电流、电压等模拟信号,需要信号链芯片完成采集、放大、滤波,并转换为0和1表示的数字信号,才能输出到MCU或CPU处理;数字信号再通过信号链芯片和终端执行单位,转化为人们能直接识别的声音或图像。
ADC的核心性能参数有哪些?
ADC(模数转换器)的核心性能参数主要有两个:采样速率(对应时间维度,指单位时间内的采样次数)和分辨率(对应数值维度,类似尺子的最小刻度,分辨率越高量化误差越小)。转换过程分为采样、保持、量化、编码四步。
转换器产品中为什么ADC占比更高?
转换器产品分为将模拟信号转换为数字信号的ADC和将数字信号转换为模拟信号的DAC两大类,在实际应用中ADC的占比更高,大约占到80%,这是因为数字化处理是当前的主流趋势,大量现实世界的模拟信号需要先转换为数字信号才能进入数字系统处理。