#光伏# 光伏：装机量增势还将持续几年 异质结电池将是降成本突破口
随着平价时代的到来，预计明年起光伏行业将进入快速发展车道，未来空间巨大。
尽管今年硅片等原材料价格出现波动，但光伏行业降本增效趋势不变，尤其是部分集中式光伏发电成本开始低于火电。随着平价时代的到来，预计明年起光伏行业将进入快速发展车道，未来空间巨大。
光伏行业资深人士廖薇对财联社记者表示，从2012年开始至今，光伏的成本已经下降9成。现在组件的成本已经降到1.6元/w，如果进一步降到1~1.2元就与火电差不多了，异质结电池在2021年或成为降成本的突破口。光伏未来增长逻辑在于，存在持续替代火电、水电的空间，主要依靠装机量增长提升规模，大概会有8-9倍的空间。
最新消息显示，今年年底，光伏发电将从规模上超过风电，成为我国第三大电源。而可以预测的是，从目前的发展情况看，“十四五”的光伏发电需求将远高于“十三五”。
此外，廖薇还对财联社记者表示，明年虽然进入平价上网时代，光伏补贴彻底退出，但是装机量并不会因此出现下滑，还将继续保持上涨的趋势。
今年新增装机量预计达35GW
在经历2019年装机量下滑之后，2020年初虽然有疫情冲击，但光伏新增装机量很快扭转颓势：据中国光伏行业年度大会透露，今年我国光伏新增装机量预计达35GW。据国家能源局统计数据显示，今年前三季度，我国新增光伏装机量为18.7GW，已经超过去年同期水平。
在今年的中国光伏行业年度大会上，国家能源局新能源司副司长任育之表示：“从目前测算情况看，‘十四五’时期的新增光伏装机规模将远高于‘十三五’时期。”
财联社记者注意到，根据《可再生能源发展“十三五”规划》，中国非化石能源发展目标为：2020年非化石能源占比15%，2030年实现不低于20%。而在多位业内人士看来，在能源结构深化改革的趋势下，在“十四五”规划中这一比例很可能会做出重大调整，可再生能源比例大幅提高。
光伏行业专家吕锦标对财联社记者表示，“十四五”可再生能源比重要提高是由于碳达峰和碳中和的承诺期限倒推所致。现有可再生能源中，核能的成本是上升的；水电资源的利用是衰减的；风电比太阳能更早降低了成本，其降成本的路径基本上是装更大的风机；太阳能发电降本依靠提高光电转化效率，挖掘单位面积的发电量和降低发电设备成本。
此外，太阳能发电产业链条比风电能更长，产业放大效应更优。太阳能还因为适合就地自发自用的分布式特点，相较于集中大容量发电，远距离输送更经济，加上储能的配套发展，越来越显示其“智慧”。
中国光伏行业协会副理事长兼秘书长王勃华对“十四五”时期的光伏市场表示看好，并进一步预计，“十四五”期间，中国年均光伏新增装机规模在70GW左右，乐观情况下可以达到90GW。照此推算，这也意味着未来五年光伏新增总装机量可能在350GW~450GW之间。
扩产潮将延续至明年
为应对即将到来的竞争与市场需求，光伏企业在近年纷纷大幅扩产，光伏上下游掀起的扩产潮自2019年开始持续至今，其中又以电池片和组件环节为多。
据统计，仅在今年上半年，中国光伏企业投资超2000亿元进行扩产。其中，电池片及组件的产能超过300GW，涉及硅片、电池片、组件以及材料等多个环节，如晶科能源启动“再倍增”项目，总投资145亿元，将建设10GW高效光伏组件、10GW金刚线切片、10GW高效电池片生产及研发总部；隆基股份（601012，SH）今年前三季度投资总额逾200亿，项目包括单晶硅棒、硅片、单晶电池等。
此外，东方日升（300118，SZ）、通威股份（600438，SH）等上半年投资也在200亿元以上。
对此，吕锦标认为，总体从多晶硅、硅片、电池、组件各端看是升级扩产，新产线替代旧产能，包括自己的旧产能。从结果看，系统效率是提升的，成本是持续下降的，这就是良性的过剩，适当的过剩完成了产业升级换代。
财联社记者注意到，在产能扩张的背后，是面对更加市场化的竞争格局。2020年是补贴退坡、实现平价上网的关键一年，据任育之透露，全国大部分地区的光伏发电已经具备平价上网条件，且在2020年我国光伏竞价项目的平均补贴强度降低了3.3分钱。
这也意味着，留给光伏企业补贴的时间越来越少。而在补贴退坡后，产业链企业也要开始面对新的竞争环境，甚至可能出现“补贴越冷，光伏越热”的趋势，制造端的降本让平价之后的光伏发电惠及方方面面的利益伙伴，多赢带来良性循环。
吕锦标对财联社记者表示，不需要补贴的项目只要落实好电源点和电力接入方案就能上，不需要受补贴规模的限制，这样就突破了并网总规模，而且不受季节性限制。市场总量扩大和不再有淡旺季的均衡供应会进一步吸引资本，催生行业巨头，专业化玩家更高效的运营进一步促进度电成本下降，反过来加速补贴退坡。
不过，吕锦标也认为，明年的光伏装机量并不会因补贴没有了而出现不利原因，还会继续保持增长态势，各家企业纷纷加码产能也是最好的佐证。
异质结电池有望成降本突破口
财联社记者注意到，光伏企业扩产的背后，是新技术迭代更新。在光伏行业全面实现平价上网的大趋势下，如何降低度电成本是行业内的主要增长逻辑，异质结电池效率提升与成本下降路径明确，拥有更高转换率的异质结电池在降本增效中将扮演重要角色。
光伏行业资深人士廖薇对财联社记者表示，异质结电池之前受制于高成本（用银量太高），规模一直没起来，也没达到完全商业化水平。据她了解，现在设备厂商有研究银包铜，目的都是为了减少用银量。此外，设备投资下降是仅次于银的部分。此外还有靶材的制约，主要涉及铟，但从专家处了解到铟的储存量很丰富，大规模开采后成本有望降低。
吕锦标也对财联社记者表示，从效率提升的技术路线图看，PERC之后就是异质结发力，当然这也只能主导三至五年。新的高效电池在小容量投放时成本反而更高，随着资本集聚和主流企业升级放量，产业链协同和装备等配套跟进，成本已经下降。主流电池企业在升级中有新进旧退的迭代，考量的是综合效益。
行业相关分析认为，2020年为异质结电池元年，2021年开始大规模渗透 。从单GW的投资强度与建设进度测算，预计HJT电池设备投产高峰期年市场空间将比PERC高50%-100%，在2022- 2023年达到接近200亿。
对此，廖薇也对财联社记者表示，异质结电池技术在明后年技术成熟后，光伏度电成本进一步下降，对行业的刺激非常巨大，等于又是一次技术变革，所以光伏装机量增长趋势非常值得期待。 https://t.cn/zQDk7Ky
随着平价时代的到来，预计明年起光伏行业将进入快速发展车道，未来空间巨大。
尽管今年硅片等原材料价格出现波动，但光伏行业降本增效趋势不变，尤其是部分集中式光伏发电成本开始低于火电。随着平价时代的到来，预计明年起光伏行业将进入快速发展车道，未来空间巨大。
光伏行业资深人士廖薇对财联社记者表示，从2012年开始至今，光伏的成本已经下降9成。现在组件的成本已经降到1.6元/w，如果进一步降到1~1.2元就与火电差不多了，异质结电池在2021年或成为降成本的突破口。光伏未来增长逻辑在于，存在持续替代火电、水电的空间，主要依靠装机量增长提升规模，大概会有8-9倍的空间。
最新消息显示，今年年底，光伏发电将从规模上超过风电，成为我国第三大电源。而可以预测的是，从目前的发展情况看，“十四五”的光伏发电需求将远高于“十三五”。
此外，廖薇还对财联社记者表示，明年虽然进入平价上网时代，光伏补贴彻底退出，但是装机量并不会因此出现下滑，还将继续保持上涨的趋势。
今年新增装机量预计达35GW
在经历2019年装机量下滑之后，2020年初虽然有疫情冲击，但光伏新增装机量很快扭转颓势：据中国光伏行业年度大会透露，今年我国光伏新增装机量预计达35GW。据国家能源局统计数据显示，今年前三季度，我国新增光伏装机量为18.7GW，已经超过去年同期水平。
在今年的中国光伏行业年度大会上，国家能源局新能源司副司长任育之表示：“从目前测算情况看，‘十四五’时期的新增光伏装机规模将远高于‘十三五’时期。”
财联社记者注意到，根据《可再生能源发展“十三五”规划》，中国非化石能源发展目标为：2020年非化石能源占比15%，2030年实现不低于20%。而在多位业内人士看来，在能源结构深化改革的趋势下，在“十四五”规划中这一比例很可能会做出重大调整，可再生能源比例大幅提高。
光伏行业专家吕锦标对财联社记者表示，“十四五”可再生能源比重要提高是由于碳达峰和碳中和的承诺期限倒推所致。现有可再生能源中，核能的成本是上升的；水电资源的利用是衰减的；风电比太阳能更早降低了成本，其降成本的路径基本上是装更大的风机；太阳能发电降本依靠提高光电转化效率，挖掘单位面积的发电量和降低发电设备成本。
此外，太阳能发电产业链条比风电能更长，产业放大效应更优。太阳能还因为适合就地自发自用的分布式特点，相较于集中大容量发电，远距离输送更经济，加上储能的配套发展，越来越显示其“智慧”。
中国光伏行业协会副理事长兼秘书长王勃华对“十四五”时期的光伏市场表示看好，并进一步预计，“十四五”期间，中国年均光伏新增装机规模在70GW左右，乐观情况下可以达到90GW。照此推算，这也意味着未来五年光伏新增总装机量可能在350GW~450GW之间。
扩产潮将延续至明年
为应对即将到来的竞争与市场需求，光伏企业在近年纷纷大幅扩产，光伏上下游掀起的扩产潮自2019年开始持续至今，其中又以电池片和组件环节为多。
据统计，仅在今年上半年，中国光伏企业投资超2000亿元进行扩产。其中，电池片及组件的产能超过300GW，涉及硅片、电池片、组件以及材料等多个环节，如晶科能源启动“再倍增”项目，总投资145亿元，将建设10GW高效光伏组件、10GW金刚线切片、10GW高效电池片生产及研发总部；隆基股份（601012，SH）今年前三季度投资总额逾200亿，项目包括单晶硅棒、硅片、单晶电池等。
此外，东方日升（300118，SZ）、通威股份（600438，SH）等上半年投资也在200亿元以上。
对此，吕锦标认为，总体从多晶硅、硅片、电池、组件各端看是升级扩产，新产线替代旧产能，包括自己的旧产能。从结果看，系统效率是提升的，成本是持续下降的，这就是良性的过剩，适当的过剩完成了产业升级换代。
财联社记者注意到，在产能扩张的背后，是面对更加市场化的竞争格局。2020年是补贴退坡、实现平价上网的关键一年，据任育之透露，全国大部分地区的光伏发电已经具备平价上网条件，且在2020年我国光伏竞价项目的平均补贴强度降低了3.3分钱。
这也意味着，留给光伏企业补贴的时间越来越少。而在补贴退坡后，产业链企业也要开始面对新的竞争环境，甚至可能出现“补贴越冷，光伏越热”的趋势，制造端的降本让平价之后的光伏发电惠及方方面面的利益伙伴，多赢带来良性循环。
吕锦标对财联社记者表示，不需要补贴的项目只要落实好电源点和电力接入方案就能上，不需要受补贴规模的限制，这样就突破了并网总规模，而且不受季节性限制。市场总量扩大和不再有淡旺季的均衡供应会进一步吸引资本，催生行业巨头，专业化玩家更高效的运营进一步促进度电成本下降，反过来加速补贴退坡。
不过，吕锦标也认为，明年的光伏装机量并不会因补贴没有了而出现不利原因，还会继续保持增长态势，各家企业纷纷加码产能也是最好的佐证。
异质结电池有望成降本突破口
财联社记者注意到，光伏企业扩产的背后，是新技术迭代更新。在光伏行业全面实现平价上网的大趋势下，如何降低度电成本是行业内的主要增长逻辑，异质结电池效率提升与成本下降路径明确，拥有更高转换率的异质结电池在降本增效中将扮演重要角色。
光伏行业资深人士廖薇对财联社记者表示，异质结电池之前受制于高成本（用银量太高），规模一直没起来，也没达到完全商业化水平。据她了解，现在设备厂商有研究银包铜，目的都是为了减少用银量。此外，设备投资下降是仅次于银的部分。此外还有靶材的制约，主要涉及铟，但从专家处了解到铟的储存量很丰富，大规模开采后成本有望降低。
吕锦标也对财联社记者表示，从效率提升的技术路线图看，PERC之后就是异质结发力，当然这也只能主导三至五年。新的高效电池在小容量投放时成本反而更高，随着资本集聚和主流企业升级放量，产业链协同和装备等配套跟进，成本已经下降。主流电池企业在升级中有新进旧退的迭代，考量的是综合效益。
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从柳州飞了两个多小时来成都的参加川分MSRT训练营，特别感谢台湾保德信公司的资深讲师Alex这两天带来《终身售险产》的专业培训。
这次也了解些台湾的寿险产品，比如把寿身故保额提前给付一部分做为临终关怀、比如受益人可以写慈善机构……这些服务都是尽显人文关怀。
国内保险行业在飞速发展，只有站在行业的前端，快速掌握一手资讯，才能持续努力让客户有更多选择。 https://t.cn/8snD1iT
这次也了解些台湾的寿险产品，比如把寿身故保额提前给付一部分做为临终关怀、比如受益人可以写慈善机构……这些服务都是尽显人文关怀。
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游走在禁令与现实之间 国产模数转换ADC能否自强
被赞誉为芯片皇冠上的明珠，ADC（Analog-to-Digital Converter，模拟数字转换器）的重要性在几十年内从未被动摇。进入AIoT和5G的时代，因为与物理世界交互需求的增加，ADC作为信号链核心的地位还在稳步提升。
对于中国的芯片界来说，ADC以及整个信号链芯片的国产化都是绕不开的话题。特别是华为禁令事件的爆发，更是将ADC的国产替代进程送上快车道。
进步神速
ADC是一大类芯片的统称，经过几十年的演进，已经产生出针对不同应用的多种架构，最为常见的是SAR（逐次逼近）型、∑-Δ型、Pipeline（流水线）型，闪速（Flash）型。按照分辨率和采样速率，可以最直观地分辨这些架构（如下图所示）。
以采样速率从低到高的顺序排序，最低的是∑-Δ型，最高的是Flash型（目前已经很少用到）；以分辨率从低到高的顺序排序，则正好反之。
精度和速度是一对矛盾的指标，一方追求极致，则另一方就做出牺牲。但数字信号处理技术和数字电路工作速度的提高，以及对于系统灵敏度等要求的不断提高，对于高速、高精度的 ADC需求越来越大。
在美国的出口管控中，对各分辨率范围的ADC都设置了一条采样速率“红线”，只要越雷池一步，就要遭受禁运。举例来说，12位～14位ADC，采样速率不能超过400MSPS；14位～16位，采样速率不能超过250MSPS。
这一红线是国产ADC与进口ADC的指标分水岭，但是进步神速的国内企业，已经开始冲击这道封锁线。比如，商用的国产14位ADC的采样速率已经达到500MSPS，还有初创公司开发的14位、1GSPS的ADC也进入样片测试阶段。
在禁令标准之下的较低分辨率或采样速率的ADC，国内产品更是遍地开花。“举例来说，采用CMOS工艺的低速∑-Δ ADC风起云涌，已经呈红海状了。”业内人士这样表示。
∑-Δ ADC的优势在于分辨率，目前最高可达到32位，主要应用于高精度数据采集，特别是传感器、数字音响系统、多媒体、地震勘探仪器、声纳等领域。国产厂商的高精度∑-Δ ADC完全实现了国产化，且性能不输国际同行。
如果是应用更为广泛的SAR ADC，其因为电路规模中等、功耗低，且能兼顾分辨率和采样速率而很受市场欢迎，国产ADC芯片也是风起云涌。据原子半导体联合创始人袁文章介绍，12位1～3Msps SAR ADC已经成为国产MCU的标配，基本以IP或者die的形式存在，更高精度的单片14位甚至是16位SAR ADC也有厂商开始供货。
原子半导体就是其中之一。该公司是基于港科大袁杰教授在长期的芯片项目研发储备和技术积累，从港科大分离出来的一家混合信号/模拟芯片设计初创企业。2020年9月，原子半导体正式流片16bit SAR ADC系列，最高采样率可达10MSPS。
如此多的国产ADC芯片井喷式涌现，让乐观者感觉国产ADC全面替代为时不远。但袁文章不这样认为，“今年国产ADC芯片还不算完全起势，因为国产替代始终是个循序渐进的过程，需一步一个脚印，从技术和制造工艺上逐步突破。”
盘根错节的市场
左右ADC替代周期长短的重要因素就是复杂的市场状况。ADC的下游应用非常分散，消费、工业、通信、医疗、交通等无所不包，“要建成罗马”绝非一日之功。
消费电子市场的国产替代最为领先，其规模和活力也是其他市场暂不能企及的。ADI、TI、Maxim等国际巨头当前更为关注工业、通信、医疗等领域，那里利润更加丰厚，客户更为分散，是它们的营收重要来源，
ADC在消费电子领域很少以分立芯片的形式出现，都与MCU内核集成在一起。有实力的国内MCU厂商选择自研ADC，不具备研发能力的则通过专业的ADC公司或其他渠道购买相关IP或者die。晶圆厂和EDA公司也能提供性能不错的ADC IP，使这个赛道竞争激烈。
即使利润较低，国内厂商们也依旧看重这个市场。“原因是消费市场的挣钱很快，影响力也很大。”一位业内人士道出了其中关键。国内的ADC厂商大部分经过消费电子市场洗礼，在与国际巨头的短兵相接中，逐步壮大了技术实力并赢得了市场份额。消费市场如今已难觅进口ADC的身影。
滞留在消费电子市场，国内厂商还有一个苦衷，要进入工业、通信等市场，以往“难如登天”，连获得测试的机会都很稀缺。好在中美贸易战开始以后，情况终于有了改观，行业客户向国产厂商终于打开了大门。
不可否认，这些市场本身对ADC的性能要求也非常严格。核芯互联（北京）科技有限公司董事、总经理胡康桥告诉记者，为了满足客户的要求，他们在一个月内对一款芯片连续改版四次。“有一些指标都是平常不会注意的，比如各通道的隔离程度，闭门做设计的时候根本想不到。”
这款产品最终打入了国家电网，实现了对国际大厂同类产品的替代。但是这个过程也让胡康桥和团队认识了工业市场的残酷一面。“芯片先送去客户那里做一两个月的压力测试，然后送去国网测试中心去测试，再进行挂网测试，最快都要半年时间，这么长的周期，小公司真是很难扛。”他感慨道。
回报与付出也是成正比的。产品一旦被工业或通信客户所接纳，就有很长的生命周期，利润也相当可观。再者，因为这些行业的战略重要性，国产替代的热情很高涨，国内厂商已经看到了巨大的商机。
纵然如此，不少厂商还是会望而却步。胡康桥给记者算了笔账：“即使是华为的5G基站，一年以几十万个来计，里面的ADC等模拟器件最多就几百万的用量，根本无法与动辄出货上千万或过亿的消费市场相比。”要真正进入这些市场，国内厂商就要在长期投入和短期收益之间做个取舍。
除此之外，还有很多的特定应用市场对国产ADC来说依然是“门难进”，如医疗电子、测试测量仪器仪表等对芯片性能和质量的要求高于对芯片成本的行业，由于没有给予足够的“试错”机会，加之国际巨头也全力提高技术护城河（像ADI、TI都推出了针对医疗领域的256通道ADC模块），使得国内企业短期内很难形成替代之势。
不能马踏平川，要一个一个市场的去争夺，国内企业的前路依然漫长。
天花板
同很多芯片一样，中国企业完成了从0到1的过程，接下来才是真正的考验。
因为华为禁令，很多人知道了超高速ADC。5G基站使用的超高速ADC，对国内来说就是一片空白。后来，海思虽然用自研的ADC做了替换（指标不明晰），依然不能掩盖行业的尴尬处境。
5G通信要支持需要100MHz甚至400MHz的RF信道带宽，这是需要超高速ADC的主要驱动因素。因此，最理想的数据转换器采样速率是1～3GSPS的量级，业界一般采用Pipeline型ADC来实现，分辨率为14位，目前尚无国内厂家可以达成。
据业内人士透漏，国内某些研究所可以开发RF微波器件，也包括高速、高精度ADC，只是没有批量成熟的量产工艺，出货还要依靠分筛，仅限于满足小批量不太计成本的应用。
多重因素造成了今日的局面。北京半导体行业协会副秘书长朱晶认为，禁运是首要原因，再加上技术门槛确实很高，国内的技术积累也不够，最后是系统厂商以前也没有给大量的国产替代机会，使得国内迟迟不能突破高速、高精度ADC的壁垒。
曾任职国外多家模拟芯片公司的技术专家蓝凯（化名）指出，工艺是一个决定性的因素。“不要说中国，整个亚洲地区都没有适配高速模拟的工艺制程。”
制造ADC会采用到CMOS、GaAs HBT和SiGe BiCMOS工艺。其中，CMOS的优点是便于与数字电路集成，且截止频率高、功耗低；GaAs HBT的击穿电压高、但功耗较大；SiGe BiCMOS的截止频率高，且具有抗辐射性，缺点也是功耗较高。高速ADC多为BiCMOS工艺制造， 只有ADI、TI这些采用IDM模式的公司才掌握着该工艺的“绝活”。
“ADC精度和分辨率的高低主要取决于器件内部的电阻网络，在ADI公司内部，如果要使用高性能的薄膜电阻，都需要特批。”蓝凯以这个例子来说明大厂对工艺细节的把控。
此外，工艺上的不断调校，才能让ADC这类模拟器件发挥出最好的性能。蓝凯说：“单从晶圆制造上讲，MPW（多项目晶圆）过后都要改上几版后才能摸到晶圆上的门道。”相比之下，国内的ADC厂商都是Fabless模式，不具备这种反复调校的条件，很难实现设计和工艺的紧耦合。
从设计层面来讲，国际大厂也已形成了严密的专利布局，对后来者层层设防。比如，对高速ADC非常关键的校准，国内厂商想要突破，就很难绕过大厂的专利壁垒。
最后，就是老生常谈的人才问题。设计和工艺的同步研发是模拟的难点，设计师必须有深刻的工艺理解能力才能搞定模拟芯片。但当前的情况，不要说能掌握全局的设计师，即使普通的模拟芯片工程师也非常匮乏。“1年数字、10年模拟”，培养和留住模拟人才已成当务之急。
工艺、专利、人才，要征服高速ADC，还要翻过三座大山。
亡羊补牢
华为禁令敲醒了中国半导体行业，也让人们注意到模拟芯片的重要性。
在资本市场上，先后有圣邦微、思瑞浦、芯海科技登陆成功，还有昆腾微即将IPO。国内的信号链厂家终于赢来了曙光。
创业的路上，不少怀揣着产业报国理想的人也选择了信号链这个赛道，期望改变行业格局。这其中，不乏海归金领，高校精英，以及传统信号链公司的骨干成员。
很多团队以突破高速ADC禁令为口号，也获得了资本的加持，但是真正做出的产品还是少之又少。业内人士将此归结于实验室理想与行业现实之间的巨大差距。资深半导体投资人王磊（化名）就认为：“往往有很多团队，虽然高举高打，号称融资多少，专攻高端芯片，但最后还是要做一些中低端的民用产品来养活自己，这就是比较可怜的现实。”
朱晶则指出，这个问题要归结于这个ADC本身，它还是需要一定的技术积累和不断迭代和磨练的，真正从正向做起，并非易事。
凡是做过ADC的人，都坦言ADC并不好做。一枚小小的芯片，蕴含一个复杂的系统，是精雕细琢的产物。国际大厂为了规划好一颗ADC，往往要进行多次调研，认清市场的真正需求后才进行产品定义。这样做出的产品才能真正得到市场的认可，拥有长久的生命周期。
清华大学王志华教授曾经称，中国模拟芯片想要发展，就必须要在存量市场做到性能更好，价格更低，这样才能赢得市场。而这一切的基础，就是坚定的信心和极致的工匠精神。
千里之行 积于跬步。做ADC如此，做模拟芯片莫不如此。
来源：集微网
被赞誉为芯片皇冠上的明珠，ADC（Analog-to-Digital Converter，模拟数字转换器）的重要性在几十年内从未被动摇。进入AIoT和5G的时代，因为与物理世界交互需求的增加，ADC作为信号链核心的地位还在稳步提升。
对于中国的芯片界来说，ADC以及整个信号链芯片的国产化都是绕不开的话题。特别是华为禁令事件的爆发，更是将ADC的国产替代进程送上快车道。
进步神速
ADC是一大类芯片的统称，经过几十年的演进，已经产生出针对不同应用的多种架构，最为常见的是SAR（逐次逼近）型、∑-Δ型、Pipeline（流水线）型，闪速（Flash）型。按照分辨率和采样速率，可以最直观地分辨这些架构（如下图所示）。
以采样速率从低到高的顺序排序，最低的是∑-Δ型，最高的是Flash型（目前已经很少用到）；以分辨率从低到高的顺序排序，则正好反之。
精度和速度是一对矛盾的指标，一方追求极致，则另一方就做出牺牲。但数字信号处理技术和数字电路工作速度的提高，以及对于系统灵敏度等要求的不断提高，对于高速、高精度的 ADC需求越来越大。
在美国的出口管控中，对各分辨率范围的ADC都设置了一条采样速率“红线”，只要越雷池一步，就要遭受禁运。举例来说，12位～14位ADC，采样速率不能超过400MSPS；14位～16位，采样速率不能超过250MSPS。
这一红线是国产ADC与进口ADC的指标分水岭，但是进步神速的国内企业，已经开始冲击这道封锁线。比如，商用的国产14位ADC的采样速率已经达到500MSPS，还有初创公司开发的14位、1GSPS的ADC也进入样片测试阶段。
在禁令标准之下的较低分辨率或采样速率的ADC，国内产品更是遍地开花。“举例来说，采用CMOS工艺的低速∑-Δ ADC风起云涌，已经呈红海状了。”业内人士这样表示。
∑-Δ ADC的优势在于分辨率，目前最高可达到32位，主要应用于高精度数据采集，特别是传感器、数字音响系统、多媒体、地震勘探仪器、声纳等领域。国产厂商的高精度∑-Δ ADC完全实现了国产化，且性能不输国际同行。
如果是应用更为广泛的SAR ADC，其因为电路规模中等、功耗低，且能兼顾分辨率和采样速率而很受市场欢迎，国产ADC芯片也是风起云涌。据原子半导体联合创始人袁文章介绍，12位1～3Msps SAR ADC已经成为国产MCU的标配，基本以IP或者die的形式存在，更高精度的单片14位甚至是16位SAR ADC也有厂商开始供货。
原子半导体就是其中之一。该公司是基于港科大袁杰教授在长期的芯片项目研发储备和技术积累，从港科大分离出来的一家混合信号/模拟芯片设计初创企业。2020年9月，原子半导体正式流片16bit SAR ADC系列，最高采样率可达10MSPS。
如此多的国产ADC芯片井喷式涌现，让乐观者感觉国产ADC全面替代为时不远。但袁文章不这样认为，“今年国产ADC芯片还不算完全起势，因为国产替代始终是个循序渐进的过程，需一步一个脚印，从技术和制造工艺上逐步突破。”
盘根错节的市场
左右ADC替代周期长短的重要因素就是复杂的市场状况。ADC的下游应用非常分散，消费、工业、通信、医疗、交通等无所不包，“要建成罗马”绝非一日之功。
消费电子市场的国产替代最为领先，其规模和活力也是其他市场暂不能企及的。ADI、TI、Maxim等国际巨头当前更为关注工业、通信、医疗等领域，那里利润更加丰厚，客户更为分散，是它们的营收重要来源，
ADC在消费电子领域很少以分立芯片的形式出现，都与MCU内核集成在一起。有实力的国内MCU厂商选择自研ADC，不具备研发能力的则通过专业的ADC公司或其他渠道购买相关IP或者die。晶圆厂和EDA公司也能提供性能不错的ADC IP，使这个赛道竞争激烈。
即使利润较低，国内厂商们也依旧看重这个市场。“原因是消费市场的挣钱很快，影响力也很大。”一位业内人士道出了其中关键。国内的ADC厂商大部分经过消费电子市场洗礼，在与国际巨头的短兵相接中，逐步壮大了技术实力并赢得了市场份额。消费市场如今已难觅进口ADC的身影。
滞留在消费电子市场，国内厂商还有一个苦衷，要进入工业、通信等市场，以往“难如登天”，连获得测试的机会都很稀缺。好在中美贸易战开始以后，情况终于有了改观，行业客户向国产厂商终于打开了大门。
不可否认，这些市场本身对ADC的性能要求也非常严格。核芯互联（北京）科技有限公司董事、总经理胡康桥告诉记者，为了满足客户的要求，他们在一个月内对一款芯片连续改版四次。“有一些指标都是平常不会注意的，比如各通道的隔离程度，闭门做设计的时候根本想不到。”
这款产品最终打入了国家电网，实现了对国际大厂同类产品的替代。但是这个过程也让胡康桥和团队认识了工业市场的残酷一面。“芯片先送去客户那里做一两个月的压力测试，然后送去国网测试中心去测试，再进行挂网测试，最快都要半年时间，这么长的周期，小公司真是很难扛。”他感慨道。
回报与付出也是成正比的。产品一旦被工业或通信客户所接纳，就有很长的生命周期，利润也相当可观。再者，因为这些行业的战略重要性，国产替代的热情很高涨，国内厂商已经看到了巨大的商机。
纵然如此，不少厂商还是会望而却步。胡康桥给记者算了笔账：“即使是华为的5G基站，一年以几十万个来计，里面的ADC等模拟器件最多就几百万的用量，根本无法与动辄出货上千万或过亿的消费市场相比。”要真正进入这些市场，国内厂商就要在长期投入和短期收益之间做个取舍。
除此之外，还有很多的特定应用市场对国产ADC来说依然是“门难进”，如医疗电子、测试测量仪器仪表等对芯片性能和质量的要求高于对芯片成本的行业，由于没有给予足够的“试错”机会，加之国际巨头也全力提高技术护城河（像ADI、TI都推出了针对医疗领域的256通道ADC模块），使得国内企业短期内很难形成替代之势。
不能马踏平川，要一个一个市场的去争夺，国内企业的前路依然漫长。
天花板
同很多芯片一样，中国企业完成了从0到1的过程，接下来才是真正的考验。
因为华为禁令，很多人知道了超高速ADC。5G基站使用的超高速ADC，对国内来说就是一片空白。后来，海思虽然用自研的ADC做了替换（指标不明晰），依然不能掩盖行业的尴尬处境。
5G通信要支持需要100MHz甚至400MHz的RF信道带宽，这是需要超高速ADC的主要驱动因素。因此，最理想的数据转换器采样速率是1～3GSPS的量级，业界一般采用Pipeline型ADC来实现，分辨率为14位，目前尚无国内厂家可以达成。
据业内人士透漏，国内某些研究所可以开发RF微波器件，也包括高速、高精度ADC，只是没有批量成熟的量产工艺，出货还要依靠分筛，仅限于满足小批量不太计成本的应用。
多重因素造成了今日的局面。北京半导体行业协会副秘书长朱晶认为，禁运是首要原因，再加上技术门槛确实很高，国内的技术积累也不够，最后是系统厂商以前也没有给大量的国产替代机会，使得国内迟迟不能突破高速、高精度ADC的壁垒。
曾任职国外多家模拟芯片公司的技术专家蓝凯（化名）指出，工艺是一个决定性的因素。“不要说中国，整个亚洲地区都没有适配高速模拟的工艺制程。”
制造ADC会采用到CMOS、GaAs HBT和SiGe BiCMOS工艺。其中，CMOS的优点是便于与数字电路集成，且截止频率高、功耗低；GaAs HBT的击穿电压高、但功耗较大；SiGe BiCMOS的截止频率高，且具有抗辐射性，缺点也是功耗较高。高速ADC多为BiCMOS工艺制造， 只有ADI、TI这些采用IDM模式的公司才掌握着该工艺的“绝活”。
“ADC精度和分辨率的高低主要取决于器件内部的电阻网络，在ADI公司内部，如果要使用高性能的薄膜电阻，都需要特批。”蓝凯以这个例子来说明大厂对工艺细节的把控。
此外，工艺上的不断调校，才能让ADC这类模拟器件发挥出最好的性能。蓝凯说：“单从晶圆制造上讲，MPW（多项目晶圆）过后都要改上几版后才能摸到晶圆上的门道。”相比之下，国内的ADC厂商都是Fabless模式，不具备这种反复调校的条件，很难实现设计和工艺的紧耦合。
从设计层面来讲，国际大厂也已形成了严密的专利布局，对后来者层层设防。比如，对高速ADC非常关键的校准，国内厂商想要突破，就很难绕过大厂的专利壁垒。
最后，就是老生常谈的人才问题。设计和工艺的同步研发是模拟的难点，设计师必须有深刻的工艺理解能力才能搞定模拟芯片。但当前的情况，不要说能掌握全局的设计师，即使普通的模拟芯片工程师也非常匮乏。“1年数字、10年模拟”，培养和留住模拟人才已成当务之急。
工艺、专利、人才，要征服高速ADC，还要翻过三座大山。
亡羊补牢
华为禁令敲醒了中国半导体行业，也让人们注意到模拟芯片的重要性。
在资本市场上，先后有圣邦微、思瑞浦、芯海科技登陆成功，还有昆腾微即将IPO。国内的信号链厂家终于赢来了曙光。
创业的路上，不少怀揣着产业报国理想的人也选择了信号链这个赛道，期望改变行业格局。这其中，不乏海归金领，高校精英，以及传统信号链公司的骨干成员。
很多团队以突破高速ADC禁令为口号，也获得了资本的加持，但是真正做出的产品还是少之又少。业内人士将此归结于实验室理想与行业现实之间的巨大差距。资深半导体投资人王磊（化名）就认为：“往往有很多团队，虽然高举高打，号称融资多少，专攻高端芯片，但最后还是要做一些中低端的民用产品来养活自己，这就是比较可怜的现实。”
朱晶则指出，这个问题要归结于这个ADC本身，它还是需要一定的技术积累和不断迭代和磨练的，真正从正向做起，并非易事。
凡是做过ADC的人，都坦言ADC并不好做。一枚小小的芯片，蕴含一个复杂的系统，是精雕细琢的产物。国际大厂为了规划好一颗ADC，往往要进行多次调研，认清市场的真正需求后才进行产品定义。这样做出的产品才能真正得到市场的认可，拥有长久的生命周期。
清华大学王志华教授曾经称，中国模拟芯片想要发展，就必须要在存量市场做到性能更好，价格更低，这样才能赢得市场。而这一切的基础，就是坚定的信心和极致的工匠精神。
千里之行 积于跬步。做ADC如此，做模拟芯片莫不如此。
来源：集微网
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