1、ADC/DAC—模拟电路皇冠上的明珠 ‍

ADC（Analog to digital converter）和 DAC（Digital to analog converter）为模数转换芯片，本质上是信号链芯片中的一种。ADC 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 的作用恰恰相反，它将数字信号调制成模拟信号；其中 ADC 在两者的总需求中占比接近 80%。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，被称为模拟电路皇冠上的掌上明珠。

ADC 芯片属于模拟芯片。与只能区分”开”和”关”信号的数字芯片不同，模拟芯片可以处理刻度，读取和处理语音、音乐和视频产生的波形。

与数字集成电路相比，模拟集成电路拥有以下特点：

1、应用领域多：模拟集成电路按细分功能可进一步分为线性器件（如放大器、模拟开关、比较器等）、信号接口、数据转换、电源管理器件等诸多品类，每一品类根据终端产品性能需求的差异又有不同的系列，几乎能在现今所有电子产品中找到；

2、生命周期长：数字集成电路强调运算速度与成本比，必须不断采用新设计或新工艺，而模拟集成电路强调可靠性和稳定性，一经量产往往具备长久的使用周期；

3、价低但稳定：由于模拟集成电路的设计更依赖于设计师的经验，与数字集成电路相比在新工艺的开发或新设备的购臵上资金投入更少，加之拥有更长的生命周期，单款模拟集成电路的平均价格往往低于同世代的数字集成电路，但由于功能细分多，模拟集成电路市场不易受单一产业景气变动影响，因此价格波动幅度相对较小。

根据 IC Insights 数据，预计到 2022 年，全球模拟芯片市场规模可达到 748 亿美元，并将以 6.6%的年复合增长率快速增长。

模拟芯片包括三大类：第一类是通用型电路，如运算放大器、相乘器、锁相环路、有源滤波器、数模与模数转换器等；第二类是专用型电路，如音响系统、电视接收机、录像机及通信系统等专用的集成电路产品；第三类是单片集成系统，如单片发射机、单片接收机等。

ADC 芯片的产业链和其他芯片的一样，庞大而复杂。

可分为上游支撑、中游核心、下游应用。从产业链中上游以美国、日本、欧洲、台湾公司为主，依靠技术自主可控垄断半导体产业。

ADC 芯片的转换过程主要包括采样和量化：

第一步操作是对模拟信号进行采样，而采样的衡量指标是它的速率。采样速率代表 ADC 可以转换多大带宽的模拟信号，带宽对应的就是模拟信号频谱中的最大频率。单位为每秒采样的次数（Sample Per Second）。通常我们看见的 1Msps、1Gsps 分别代表每秒 1 百万次、10 亿次采样。

第二步操作就是把采样的模拟信号量化成数字信号。转换精度（分辨率）越高，转换出来的信号与原信号的差距越小。精度以位数计量（Bits）。当分辨率是一位数，小数点后一位的内容就会被忽略，如果是两位，小数点后两位的内容就会被忽略，因此由于分辨率不够就会导致量化的误差。正弦波被不同位数的 ADC 量化后会出现不同数字信号的表征；比如 16bit 可以非常精准地描述原来的模拟波形，而 3bit 的采样则是像阶梯状的信号，这两个波形的采样时钟频率也不同。

因此，ADC 芯片追求的主要指标有采样速率和转换精度；速率与精度相互制约、维持着此消彼长的关系，一般来说两者不可兼得。

以亚德诺（ADI）的产品为例，其最快的 ADC 芯片 性能是 26Gsps/3bit，而精度最高的 ADC 芯片是 26Msps/24bit。除了速率和精度以外，ADC 芯片的性能指标还有功耗、噪声、温漂、信噪比等。

ADC 芯片的性能大致分为 4 个方向：高精度高速率、高精度低速率、低精度高速率、低精度高低速率。在实现高精度或高速率的单指标突破的同时，两个指标的平衡也是技术发展的难点，高速率高精度 ADC 更是模拟芯片中的“珠穆朗玛峰”。

ADC 芯片的速度和精度指标是相互折中的。对应于不同的应用场景，ADC 芯片有着不同的 设计架构。以下总结了 5 个常见架构：

1、FLASH