国内信号链芯片发展

在模拟芯片这个领域,目前国内玩家不可谓不多,而且已经有不少本土厂商上市,但目前国内模拟芯片的产品类别的覆盖还相对有限。根据功能划分,模拟芯片可分为电源管理芯片、信号链芯片、射频芯片和其他器件等。在整个模拟芯片市场中,电源管理和信号链芯片合计占近七成的市场份额。

受益于较长的生命周期和较分散的应用场景,信号链芯片的市场在近几年发展态势良好,行业规模也在稳步增长。信号链芯片主要是对模拟信号进行收发、转换、放大、过滤等处理。一个完整信号链的工作原理为:从传感器探测到真实世界实际信号,如声音、图像、温度、电磁波、光信号等并将这些自然信号转化成模拟的电信号,再通过放大器进行放大,然后通过ADC转换器把模拟信号转化为数字信号,经过 MCU 或 CPU 或 DSP等处理后,一方面,经由DAC还原为模拟信号,另一方面,通过各种连接芯片实现互联互通。可以说,信号链是电子设备实现感知和控制的基础。在信号链芯片中,放大器和比较器(线性产品类)是市场规模占比最高的品类。随着数字芯片的面积越来越小,与之配套的信号链芯片也会在更多新技术的推动下朝着小型化、低功耗和高性能的方向发展。

不同于数字芯片强调运算性能,追求运算速度,需通过追逐先进制程来保持竞争优势。模拟芯片更重要的是在高信噪比、低失真、高可靠性和稳定性等其他各种参数中取得平衡,产品一旦达到设计目标后就具备较长的生命力,大部分产品生命周期可长达10年以上。长寿创造了一种持续数十年的低流失率产品,也减少了对维护研发的需求,为再投资或分销腾出资金。


人才争夺战对芯片企业发展至关重要

模拟芯片对人才的要求也很高,具有高度的经验依赖度。设计者不仅需要熟悉电路设计和晶圆制造工艺流程,还要熟知大部分元器件的电特性和物理特性,再加上EDA工具对模拟芯片的设计和仿真作用有限,所以不能像数字芯片那样可以很好借助于EDA工具来设计,模拟芯片更加依赖人工设计。一个优秀的模拟设计工程师至少需要10年以上的经验。

高度的经验依赖性和产品的长生命周期造就了模拟芯片的高壁垒特征,产品的多样性也使得竞争对手很难进入这个先进者已有20年领先优势的市场并跟上其发展步伐。国内模拟芯片企业在市场地位、整体技术实力、销售规模、产品种类齐全性等方面与国际模拟芯片大厂均存在一定差距。


赶超国外技术,做中国自己的信号链芯片

随着中美贸易战,高端芯片领域成为重要的被卡脖子的领域,其中高精度信号链产品及其信号链SOC产品又是芯片类别中,国内公司与欧美公司有较大差距的一类产品类别。在这样的时代背景下,模拟领域的新军-苏州领慧立芯科技有限公司在2020年悄然孕育而生,一群致力于缩小中国高精度信号链产品与国际差距,有着模拟相关技术多年经验的研发人员聚集在一起,依托于国际大厂的多年工作经验,领慧立芯开始了不平凡之旅。      

目前领慧立芯的主要产品方向有两个,一个是高精度信号链相关的ADC,DAC,电压基准,高精度运放,主打替换国际品牌的高精度信号链产品;另一个是基于arm核集成高精度模拟产品的信号链SOC/MCU,主打针对垂直细分市场的高度集成化,以达到帮助客户降成本,低功耗,小型化的信号链产品。

2021年,领慧立芯克服了产能和工艺等各方面的困难,于2021年7月成功推出第一款24位ΣΔ ADC AFE ——LH001-91和LH001-99,LH001-91是专门针对心电信号采集而开发的医疗级模拟前端,集成了24位ΣΔ ADC,可编程增益放大器,集成右腿驱动和导电脱落监测等功能的AFE。产品的性能指标优越,其中输入参考噪声2.9 μVpp,共模抑制比 120dB,内部参考温漂16ppm/℃;静态功耗0.1μW,各项核心指标均达到国际品牌的水平,甚至整体性能优于国际厂商同类型产品,并得到国内医疗客户的专业评测,是目前国内极少能够通过医疗测试的国产芯片。

LH001-99是一款在针对脑电检测的AFE,是在LH001-91的基础上优化了输入参考噪声1.02μVpp(250sps,增益24)。此芯片已被国内多家脑电检测的客户所采用。

2022年3月,领慧立芯又推出LH001-55,集成24位ΣΔ ADC,输出速率:2.55sps-30Ksps,集成可编程增益放大器、 12位DAC、温度传感器、跨阻放大器、激励电流源和25 ppm/℃参考源。可用于压力检测、电池监测、温度监测和直流检测等领域。已有众多客户开始试用。

领慧立芯在2022年还会陆续推出400G-800G光模块控制器SOC芯片、基于ARM核集成24bit SD ADC的的SOC芯片和基于ARM核集成16bit SAR ADC的信号链SOC芯片。同时还将推出12bits-18Bit 系列SAR ADC芯片,这些芯片将填补国内空白,广泛应用于工业和医疗高精度控制测试等领域。

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 作者:柯喆泳

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来源: 领慧立芯 作者: