问题:高端信号采集长期受制于人,制约航天通信等关键领域效率提升 模数转换器(ADC)是连接现实世界与数字系统的关键器件,承担将连续变化的模拟信号转换为数字信号的核心任务;随着卫星互联网、低轨星座组网、高速光通信等应用加速落地,信号频段更高、带宽更宽、处理链路更复杂,对ADC的采样率、分辨率、线性度与功耗提出更严苛要求。长期以来,采样率超过100GSPS的超高速ADC技术与产品主要由国外厂商掌握,关键环节存供应链不确定性,也增加了系统设计成本与工程风险。 原因:新场景对“更快、更准、更省”的采集链路提出迫切需求,倒逼底层器件迭代 一上,商业航天进入规模化应用探索阶段,卫星通信向更高频段演进,Ka/Ku等高频信号直采需求增长,系统希望减少中频变换等环节以降低重量、体积和功耗;另一方面,高速光模块、雷达与遥感成像等领域持续追求更高数据吞吐和更低误码率,需要更高速度、更高动态范围、更强校正能力的转换器件。多重需求叠加,使得超高速ADC从“可选项”转为“必选项”,核心器件的自主供给成为产业链稳定与技术迭代的基础。 影响:128GSPS单芯片突破为多领域带来系统级增益,增强产业链韧性 据企业介绍,此次发布的10位128GSPS单芯片超高速ADC实现每秒1280亿次采样,可在宽频带内捕获高速信号,提升数字化处理的完整性与准确性。该产品封装尺寸约26mm×24mm,有利于系统集成与设备小型化。其意义不仅在于“指标领先”,更在于带动通信链路与测控链路的系统结构优化。 在商业航天场景中,超高速直采可简化卫星通信架构,减少器件级联带来的误差与损耗,为卫星减重、降功耗并提升数据下传速率创造条件;在高速光模块中,高采样率与分辨率能力可更精细地完成光电信号数字化,降低传输误码风险;在航天测控中,有助于提高微弱信号捕获能力与测距精度,提升在轨运行安全性;在遥感与合成孔径雷达(SAR)成像领域,则有望拓宽观测幅宽、提高成像分辨率,提升灾害监测与资源普查效率。 更重要的是,该类关键器件实现自主供给,有助于降低对外部供应体系的依赖,增强产业链韧性,为卫星互联网、6G等前沿应用提供更稳定的底层支撑。 对策:以自主设计与成熟工艺联合推进,打通从研发到验证的产业化路径 企业表示,该芯片采用全自主正向设计,在整体架构与多通道非线性校正等形成多项技术突破,并使用国内成熟的28nm工艺,实现从设计到制造的完整链条协同。业内人士认为,超高速ADC不仅考验电路架构与高速时钟、噪声控制等硬件能力,也依赖算法校正、测试验证与封装散热等系统工程。面向产业化阶段,持续推进小批量供货、下游客户验证、应用场景适配和工程化测试体系建设,将是从“发布”走向“规模应用”的关键步骤。 同时,地方集成电路产业生态的协同也将影响成果转化效率。随着成都芯谷等产业载体加快集聚设计、制造、封测、应用等环节企业,超高速ADC的落地有望带动通信系统、高端仪器等上下游加快迭代,形成以关键器件突破牵引系统升级的联动效应。 前景:超高速信号处理迈向更高水平,自主器件将支撑新一轮信息基础设施建设 从产业趋势看,低轨星座组网、卫星与地面融合网络、高速光互连等发展,将持续抬升对高性能数据转换与高速信号链路的需求。企业披露其已构建覆盖8位至12位、采样率从8GSPS到128GSPS的产品体系,为不同应用提供梯度化选择。下一阶段,伴随应用验证与供货节奏加快,涉及的产品有望在更多工程场景中形成规模效应,并更推动我国在超高速信号处理、空间信息网络与新型通信基础设施领域的核心能力提升。
国产128GSPS ADC芯片的突破,标志着我国在高端芯片领域从跟跑迈向领跑;这个成果不仅展现了科技创新的实力,也为全球数字经济发展提供了新的解决方案。