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ADC（Analog to digital converter）和DAC（Digital to analogconverter）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，模拟芯片能处理刻度，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科技类产品中找到；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能力，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置上资金投入更少，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，因此价格波动幅度比较小。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%的年复合增长率迅速增加。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。
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能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芯片有不一样的设计架构。以下总结了5个常见架构：
1．FLASH &Half-FLASH：并行结构使其采样速率可达10Gsps以上，但是由于非线bit以内，可用于示波器等产品。
2．Folding：采用折叠型等结构的高速ADC，能轻松实现比FLASH稍高的精度和差不多的速率，可应用于广播卫星中的基带解调等方面。
3．∑-Δ型：主要使用在于高精度数据采集，特别是传感器、数字音响系统、多媒体、地震勘探仪器、声纳等电子测量领域，采集精度可达24bit。
4．SAR逐次逼近型：主要使用在于中速率或较低速率、中等精度的数据采集和智能仪器中。具有最宽的采样速率，虽然它不是最快的，但低成本和低功耗使其很受欢迎。SAR ADC同时也能够达到16bit的精度。
5．Pipelined流水线型：主要使用在于高速情况下的瞬态信号处理、快速波形存储与记录、高速数据采集、视频信号量化及高速数字通讯技术等领域，当前设计速度能达到Gsps。它们非常适合例如无线收发器应用和军用等高性能要求的应用。
模拟芯片按大致功能可以分为信号链模拟芯片和电源管理模拟芯片两大类。以 ADC为代表的转换器产品及各类接口产品属于信号链模拟芯片。根据思瑞浦招股书显示，2016-2023年全球信号链模拟芯片和转换器产品的市场规模将不断扩大，作为转换器产品的核心部件，ADC市场规模有望同步扩大。Wind数据显示，2021年全球模拟芯片市场规模将达到677亿美元，同比增长21.66%；同时，IC Insights预测2022年市场规模有望达到748亿美元，而国内需求量占比全球市场超过一半。根据MEMS技术网的调查与推断，2019年全球ADC/DAC市场规模达到36亿美元，预计未来四年CAGR近10%；随着5G基站等下游需求落地，2023年全球ADC/DAC市场规模有望扩张至50亿美元。需求极大，未来发展前景广阔。
当前ADC芯片的主要下游需求为通信设备领域（35%以上）、汽车电子（22%）、工业（20%）、消费电子（10%）。消费电子市场属于低端ADC芯片，而高端芯片的市场包括有线/无线通信、汽车电子、军工、工业、航空航天、医疗仪器等等。根据Databeans统计，高端ADC芯片的单价是低端ADC芯片的数倍，比如高速率ADC占总出货量不到10%，但是占据行业接近50%的销售额。未来几年支撑ADC芯片增长的主要驱动因素是5G、人工智能、物联网、汽车电子等新兴领域，这些领域所需的产品或技术对信号处理的需求（包括速度、精度、噪音等）增长迅速，迎来迭代更新。
5G为代表的通信领域是ADC市场的重要增量市场。5G基站的构成包含大量ADC芯片；与此同时，以5G为基础的其他应用产品将进行技术迭代，例如5G手机、物联网、人工智能等等。根据前瞻产业研究院的预测，伴随着我国积极推动移动通信基站的建设，参考中国联通5G/4G密度比，未来我国5G宏基站建设总数至少在800万台以上，并且单个5G基站的ADC芯片使用就高达两位数。5G基站需要性能在250Msps-1Gsps、14-16bit区间的ADC芯片；根据TI公司官网的产品列表显示，符合性能条件的ADC芯片最低单价约11美元，最高可达65美元。以保守数据每个5G基站需要10个ADC芯片、每个芯片11美元进行计算，5G基站建设带来至少8.8亿美元的增量市场。
根据工信部以及拓璞产业研究院预测，预计2023年5G将达到建设顶峰，年建设数量达115.2万台。此外，结合工信部预测，2021和2022年中国5G基站建设对应的预计ADC销售额将在未来的四年内达到峰值，因此发展5G相关的ADC芯片有望尽快收回成本，创造利润。在新产业市场领域，5G 技术已成为各国通信领域竞争的主要方向之一，而5G 基站等相关设备是实现5G 通信连接的核心基础设备。中国的5G 技术发展情况良好，根据公司公告以及新闻统计，截至2019 年3 季度，中国的两大通信设备企业已在全球范围内签订了近百个5G 商用合同；根据IHS Markit 统计，中国两大通信设备企业在2019 年3季度的全球5G 基站出货量合计超过50%，市场份额排名领先。此外，根据Business MarketInsights报告，中国最大的电信运营商计划到2030年投资近411亿美元引进5G。高性能、低延时、大容量是 5G 网络的突出特点，这对高性能信号链模拟芯片（尤其是ADC芯片）提出了海量需求。
受智能手机消费需求的影响，智能手机消费市场日趋饱和，2016-2019年全球出货量下滑。智能手机消费级DAC芯片的需求增长放缓，也导致ADC芯片总体市场增速较低。新思界产业研究中心的报告中指明，2019年我国消费级DAC芯片市场规模达到120亿元。因5G手机上市，2020-2021年智能手机出货量逐步回升；而Wind上2021Q1的数据表明，国内5G手机出货量高达智能手机的70%以上。4G到5G手机的大换代带动智能手机销量，同时带动消费级DAC芯片市场需求攀升。根据IC Insights 数据，预计到2024年我国消费级DAC芯片市场规模将达到130亿元。
ADC/DAC芯片被广泛地运用于汽车智能驾驶系统之中，随着我国汽车产业也不断发展壮大和电子化程度的不断提升，成为ADC/DAC芯片的新增量市场。根据前瞻产业研究院数据，近年来我国的汽车市场发展迅速，汽车年销量在2006 年时不足 800 万辆， 2017年增长至2881万辆，年复合增长率达到13.49%。我国汽车销量全球占比从2005 年的 8.73%提升至2017年的29.9%，2018年我国已成为全球最大的汽车销售市场。
随着汽车年销量的不断增长，电子智能化已成为全球汽车产业技术领域的发展重点和产业战略的新增长点，汽车电子产业整体呈现出稳步上升的趋势，我国汽车电子规模持续增长，根据前瞻产业研究院数据，2017年为5400亿元，与2016年相比增长17.6%，2017年到2022 年，中国汽车电子市场预计将以10.6%速度增长，增速超过全球。
与工控类、消费级ADC不同，车规级ADC作为要求严格、门槛较高的应用领域需要进行一系列的可靠性以及安全性测试。汽车电子委员会（AEC）设立了AEC-100Q可靠性标准，要求汽车所含芯片能够在超高、超低温下运转，并且在汽车15年的寿命期内故障率保持在1ppm以下。同时，ISO26262标准是用于ADAS系统的安全认证，其中的芯片需要通过ASIL测试，A为最低严格等级，而D为最高严格等级。
根据新思界产业研究中心统计，2018年市场份额分别被亚德诺（ADI）、德州仪器（TI）、美信（MAXIM）、微芯（MICROCHIP）等国外企业垄断，其中，ADI市占率约为58%，TI占比约为25%，MAXIM占7%，MICROCHIP占3%，国内企业市占率较低。
从大类模拟芯片领域来看，国外厂商占据了全球市场的绝大比例，从2005年开始，模拟芯 片的市场占有率逐渐向头部企业集中，TI基本稳坐模拟芯片全球市场占有率第一的位置，且市场占有率在近年来保持稳定。但同时，前十家模拟芯片供应商的市场占比总规模有所下降，意味着其他模拟芯片公司仍具有进一步打开市场的空间。
集成电路技术最早源于欧美等发达国家，欧美日的厂商经过多年研发以及迭代，凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的积累，形成了巨大的领先优势，同时进一步提高了行业的进入门槛和技术壁垒。凭借早进入这个领域积累下来的成本和技术上的优势，欧美日的厂商进一步拉大了我国集成电路企业与它们的差距。目前，模拟集成电路市场显示出国外企业主导的竞争格局，根据IC Insights 统计，2018 年全球前十大模拟芯片供应商合计占据全市场约60%的份额。
目前ADC市场上，TI、ADI和Maxim三家公司占领了国内高速高精度ADC/DAC市场的95%以上。其中ADI占有率约为58%，TI占有率约为25%。这些欧美的大型模拟集成电路供应商采用 IDM 的经营模式，从芯片的设计、制造、封测到销售都自主可控，形成全产业链覆盖；可以在协同优化的同时，获取各环节的商业价值。ADI公司的模数转换器(A/D)和数模转换器(D/A)一直保持市场领导地位，在ADC领域目前保持了行业最高水准，2017年产品参数达到10Gsps、12bit、28nm。TI在2016年推出过一款16bit的ADC产品ADS1115系列，其体积比竞争产品小70%。Maxim提供750多款A/D转换器、D/A转换器和面向特定应用的数据转换器(显示器、触摸屏接口和AFE)，这方面的产品数量多于其他供应商.
目前，国内做ADC/DAC的企业相对其他芯片企业少之又少，目前还落后于世界先进水平2-3代。归纳起来有三种团队模式：第一个是国家骨干研究所（企业）。包括中国电子、航空航天研究所。第二个模式是大学和研究院，例如清华大学、复旦大学以及中科院（微电子所）。第三个模式是以海归团队或大学教授、博士生为主的创业团队。
第一个模式“国家队”有相对长远的ADC/DAC研发历史。从上世纪80年代末开始，国内已有ADC/DAC的开发团队出现，但以项目研发为主。应用主要面向军工、航空航天、相控阵雷达设备等。经过长时间的努力至今也取得了可观的成果，在一些应用上已经可以看到有国产ADC/DAC的芯片出现。中电集团24所于2011年研制出了2Gsps、8bit的ADC，2018年研制出了5Gsps、10bit；航天某所于2013年研制出了3Gsps、8bit，2016年推出了1Gsps、12bit的ADC。代表企业有北京时代民芯科技、苏州迅芯微电子等。
第二个模式的大学以及研究院，在ADC/DAC研发方面也不断有所突破，比如中科院微电子所于2009年研发出4Gsps、4bit的产品，2012年研制出了8Gsps、4bit，到了2018年这个指标上升到了10Gsps、8bit，该产品在TowerJazz0.18um SiGe BiCMOS工艺平台实现。复旦大学正在联合其他企业完成一项4Gsps、12bit的国家研发计划。从指标上看，这个离世界先进水平相差2代。这个模式的代表企业如苏州纳芯微电子。
第三个模式是近几年出现的以海归团队和国内大学教授、博士为主的创业团队，比如核芯互联。该公司团队来自清北以及北美名校，并且在世界各大芯片供应商工作多年。公司于2019年投产了80/100/125Msps、12bit的产品；于2020年发布了8通道、16bit、特低功耗ADC芯片。长三角也有几家以ADC为方向的创业团队，如苏州云芯微电子，其发展路径是针对市场壁垒不高的测量仪器等民品市场研发适销对路的ADC产品,指标参数都在65-250Msps、12-16bit范围。其他代表性企业有苏州思瑞浦、南京韬润半导体等等。
前期投入高昂：一款好的ADC/DAC芯片体现在高精度、低功耗、高转换效率等指标上，目前制造ADC/DAC芯片的温度传感器和高精度振荡器非常紧缺，也是影响国内ADC/DAC芯片生产的关键之一。对于初创企业而言，进军ADC/DAC芯片是巨大挑战，因为前期和中后期持续的研发投入需要资本市场的支持，而高昂的成本并不能保证ADC芯片的研发成功，所以资本市场之前一直不看好这块领域。
性能要求严格：随着全球微电子工艺的进步，ADC/DAC芯片在尺寸上越来越小；同时客户对芯片的耐用性需求逐渐提升，这要求芯片在选型上更加精确，这给芯片的通道选择、PGA选择、输出速率选择等增加了很大的难度。
更新换代迅速：芯片产业遵循摩尔定律，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，也就是每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18-24个月增加一倍。ADC/DAC芯片产业比普通的芯片更新迭代更快，目前全球ADC/DAC芯片行业大致以4-6年为一个周期，更新的速度与宏观经济、下游应用需求及自身产能库存等因素密切相关，电子产品更新快，ADC/DAC芯片性能必然也会随之快速更新。
生产工序复杂：芯片制造涉及的工艺工序多达上千步。ADC/DAC芯片相对普通芯片，生产的工序非常复杂。如果把研发普通芯片比作造飞机，那研发ADC芯片如同造航母。ADC/DAC芯片一般包含操作寄存器、中断寄存器、转换存储控制器，如在工艺制造过程中，ADC/DAC芯片有一个步骤需要消除ADC发泡剂工序产生的酸雾和杂质，这样才能保住转换信号的精度。在制造上，芯片制造对机器和环境的要求颇高。
1996年，以西方为主的33 个国家在奥地利维也纳签署了《瓦森纳协定》，规定了高科技产品和技术的出口范围和国家，其中高端ADC 属于出口管制的产品，中国也属于受限制的国家之一，禁运范围主要是精度超过8 位且速度超过10Msps的ADC。国内ADC厂商经过常年的研发逐步突破瓦森纳协议的性能限制，但仍与国际先进水平相差2代。随着近些年的国产化替代趋势，国产ADC已进入局部商品市场，有望加速突围。
芯片技术公司往往通过尖端技术占领市场、获取高额利润，并且将利润重新投入到下一代技术的研发，建立技术壁垒。而需求端在经历了长时间的磨合之后，更换供应商的成本和难度逐步增大。竞争对手在研发、销售、获利等等每一环节都落后一步而陷入整体落后的死循环，无法翻盘；这也是曾经束缚国内ADC芯片供应商的主要原因之一。
近些年在国产化替代的大趋势情况下，国内政府和企业都极其重视半导体产业链的研发，避免潜在‘卡脖子’的窘境。在技术达标的范围内，国内需求端逐渐增加国产芯片的采购比例。因此，国产ADC芯片的市占率将逐步提升，打破国产ADC芯片无法进入采购清单的僵局，供应商进入研发、盈利的‘滚雪球’模式。国产化替代的大趋势是国内ADC芯片供应商翻身的完美契机。
上海贝岭是集成电路设计企业，提供模拟和数模混合集成电路及系统解决方案。公司重点发展消费类和工控类两大产品板块业务，公司集成电路产品业务细分为电源管理、智能计量及SoC、非挥发存储器、功率器件和高速高精度ADC等5大产品领域，主要目标市场为电表、手机、液晶电视及平板显示、机顶盒等各类工业及消费电子产品。
公司的高速高精度ADC芯片广泛应用于无线移动通信、医疗电子、工业控制和航空航天设备中，是关乎系统核心性能的关键元器件。其中，ADC作为通信基站的核心元器件，5G通信技术带来的经济结构转型升级以及万物互联的应用场景，将为数据转换器行业提供巨大的市场需求支撑。国内三大运营商已经对5G有明确的投资节奏，由于5G通信中广泛采用了MIMO（多进多出技术：为极大地提高信道容量，在发送端和接收端都使用多根天线，在收发之间构成多个信道的天线系统），因此对ADC/DAC芯片的需求量相比4G有数倍的增加。
公司第三代射频采样高速ADC IP核项目已通过了国家03专项验收，目前正在进行后续的产品化工作，所涉及的产品研发、认证、导入等周期都很长，推广难度极高，要实现量产销售仍有很多工作要做。公司高速高精度ADC产品已经在电力保护市场获得多家客户的认可，实现了批量销售，2021年一季度已获得了销量的快速增长。
2020年报中ADC产品的收入，占公司整体IC产品销售比例还较低，销售收入为一千万元以下，主要是一二代产品在北斗导航、信号接收、医疗成像等领域已实现小批量销售。根据公司公众号披露，2021年上半年，公司ADC芯片BL1081在湖北电网首套“国产芯”继电保护装置挂网试运行，这是此类装置在湖北省220千伏等级电网中的首批试点应用。
思瑞浦微电子科技（苏州）股份有限公司聚焦高性能模拟芯片设计，历经多年的发展与积累，在信号链模拟芯片和电源管理模拟芯片领域，积累了大量技术储备，并持续开发、升级，实现模拟芯片产品大规模量产，目前已拥有超过1200款可供销售的产品型号。同时公司产品被广泛应用于国内外品牌客户，涵盖信息通讯、工业控制、监控安全、医疗健康、仪器仪表和家用电器等多种应用领域。
目前公司主要产品包括高速模数转换器、高速数模转换器、高精度数模转换器和高精度模数转换器以及特定应用产品。部分关键技术水平如下：
Ø 高速模数转换器具有8/10bit 的分辨率，采样速率可达50MSPS，并且具有很高的线形精度；
Ø 高速数模转换器具有8/10bit 的分辨率，输出速率可达125MSPS；
Ø 高精度数模转换器具有12-16bit 的分辨率，并且有单通道、双通道、四通道和八通道的规格；
圣邦股份采用Fabless经营模式，专注于高性能、高品质的模拟电路的研发与销售。针对信号链和电源管理两大领域共拥有16大类、1400余款产品在售，广泛应用于5G、通讯设备、物联网、工控类、医疗设备、消费电子、汽车电子等等下游市场。公司技术团队由国际行业资深专家组成，拥有先进的模拟集成电路设计、工艺、测试技术，以及丰富的生产管理、品质管理经验。
目前公司在售的ADC/DAC产品共7个，其中包括6个DAC和1个ADC产品。公司高精度ADC已实现批量出货，虽然还未达到高速率水平，但已走在国产高端ADC/DAC的前沿。未来有望在大厂的合作与支持之下实现进一步的突破。
芯海科技是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号链芯片设计企业，专注于高精度ADC、高可靠性MCU、测量算法以及物联网一站式解决方案的研发设计。采用Fabless经营模式，其芯片产品广泛应用于智慧健康、智能手机、消费电子、可穿戴设备、智慧家居、工业测量、汽车电子等。
公司主要产品随下游市场需求不断变化，2015-2016年公司的主要业务为集成电路，之后转型至微控制器芯片、触控芯片、健康智慧芯片等领域，2020年公司业务构成再次调整，模拟信号链芯片和健康测量芯片成为主要收入来源。
Ø 高精度，最小可测量信号达到 42nV，适合不同信号大小和信号范围的仪器仪表测量使用；
受到温差影响较小，最大增益温漂小于3ppm，能够适合不同温度条件下的工业应用环境，并内置温度传感器，精度能够达到正负 2 摄氏度，满足各种电子设备温度变化条件下的软件补偿要求，适用于高精度天平及其他仪器仪表的测量、推广工作。
4.5 核芯互联（非上市公司）：ADC技术国内领先，多种高端产品即将发布
公司创立于2017年，团队来自于清华北大以及北美名校，有着多年国内外大厂的工作经历，如AMD、英伟达、华为等。2018年获得5000万元个人投资商种子轮投资。公司同时掌握ADC/DAC、时钟芯片、运算放大器、高速接口和RISC-V IP等多项技术，具备信号链全链芯片及相关IP设计研发能力。公司立志为用户更好的提供性能更好、功耗更低、价格更优的完整的信号链芯片解决方案。
