電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）國(guó)際移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)權(quán)威組織3GPP每一次Release都為移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)指明了技術(shù)演進(jìn)的方向。在R17版本凍結(jié)后，5G 應(yīng)用也不再局限于局部試點(diǎn)，逐漸向各行業(yè)全流程各個(gè)環(huán)節(jié)開始滲透，整個(gè)產(chǎn)業(yè)開始加速成熟。

在R17里，RedCap這一技術(shù)引起了大家的注意。5G RedCap也被稱為輕量化5G，旨在通過減少終端帶寬、收發(fā)天線數(shù)量、降低調(diào)制階數(shù)等方式，降低現(xiàn)有5G終端的高成本和功耗，以更契合的方式推進(jìn)5G在大規(guī)模應(yīng)用里的商業(yè)普及應(yīng)用。

RedCap規(guī)?；逃脻u近

輕量化5G技術(shù)簡(jiǎn)單來看，就是為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與終端設(shè)備的復(fù)雜度，降低設(shè)備的整體成本，降低能耗。輕量化后的5G支持較低復(fù)雜程度的5G設(shè)備，在帶寬、功耗、天線設(shè)計(jì)和成本方面均介于eMBB和LPWAN之間，有效均衡5G大寬帶、高速率、廣連接、低時(shí)延之間的能力，滿足差異化行業(yè)聯(lián)網(wǎng)需求。

比如在最大帶寬上，F(xiàn)R1頻段基于NR UE的100MHz帶寬，將RedCap UE支持的最大帶寬縮減到了20MHz，以匹配業(yè)務(wù)需求相對(duì)低的5G終端通信；在天線能力上，RedCap UE的天線數(shù)量降為可最低支持1T1R；最大調(diào)制階數(shù)也由256QAM降為最低64QAM。

進(jìn)入2023年，輕量化5G產(chǎn)業(yè)正在迅速落地。移遠(yuǎn)通信不久前就推出了輕量化5G RedCap模組Rx255C系列，助力5G拓展至更多應(yīng)用領(lǐng)域；紫光展銳與中興通訊也完成了5G R17 RedCap關(guān)鍵技術(shù)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證；中國(guó)聯(lián)通在2023MWC世界移動(dòng)通信大會(huì)期間，也發(fā)布了全球首款通用型5G RedCap商用模組NX307。

在5G輕量化初期，模組價(jià)格在200元左右，規(guī)?；逃煤?，價(jià)格將進(jìn)一步下探。高性價(jià)比的模組產(chǎn)品無疑會(huì)進(jìn)一步激發(fā)5G基站市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)。

5G基站的硬件架構(gòu)決定了設(shè)備形態(tài)與性能，進(jìn)而影響5G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力，5G基站的大規(guī)模部署將帶動(dòng)其中模組核心芯片、核心器件的增長(zhǎng)。基帶芯片、數(shù)字中頻芯片、收發(fā)信機(jī)芯片、ADC/DAC、功放、濾波器等等核心芯片與器件都將受益5G基站市場(chǎng)的增長(zhǎng)迎來大量需求。

其中，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片無疑是決定5G基站通信能力的重要一環(huán)。從3G到4G，再到目前火熱的5G通信，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換精度要求變化相對(duì)來說不大，但帶寬要求越來越大，5G的發(fā)展給ADC芯片設(shè)計(jì)的精度和速度兩個(gè)部分要求越來越高。5G通信下，普遍的便攜式終端如手機(jī)需要160+MSPS，12bits的ADC芯片，基站里面則需要250MSPS-1GSPS，14-16bit的ADC芯片。

根據(jù)Tech Insight的數(shù)據(jù)，當(dāng)前ADC芯片的主要下游需求為通信設(shè)備，一直是占據(jù)大份額的第一市場(chǎng)，高于汽車電子也高于工業(yè)。單個(gè)5G基站的ADC芯片使用就高達(dá)兩位數(shù)。據(jù)工信部數(shù)據(jù)，截至2022年底，我國(guó)累計(jì)建成并開通5G基站231.2萬(wàn)個(gè)，基站總量占全球60%以上。5G輕量化帶來的便捷優(yōu)勢(shì)，將進(jìn)一步加速5G基站的大規(guī)模落地，帶給ADC成長(zhǎng)的空間巨大。

5G需要怎樣的高速ADC

眾所周知，在ADC這條賽道上，TI和ADI不論在高速高精產(chǎn)品的性能上，還是在全球的市占率上，都是一騎絕塵。而且我們知道，模擬芯片是一個(gè)高毛利率長(zhǎng)生命周期的賽道，尤其注重芯片的可靠性和穩(wěn)定性。這意味著ADC這類模擬芯片在一類新場(chǎng)景新應(yīng)用里驗(yàn)證的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)，切入客戶方案之后，迭代周期也會(huì)比較長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的ADC廠商上在技術(shù)上和這兩家國(guó)際巨頭也有2-3代的差距，仍處于學(xué)習(xí)和追趕的階段。

5G和輕量化5G對(duì)ADC的需求集中在高速ADC上，其中以流水線型ADC為主，以及一部分SAR ADC。流水線型ADC主攻高速，是高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)?？?，SAR ADC則是性價(jià)比高，性能比較靈活。

先看國(guó)際頭部廠商在5G高速ADC上的進(jìn)展。在TI的高速ADC列表里，處于供貨狀態(tài)且速率在250MSPS以上的料號(hào)就有127個(gè)，還不包括處于預(yù)發(fā)布的高速ADC。僅去年下半年時(shí)間，TI就發(fā)布了4款高速ADC新品，其中最低速率1500MSPS（ADC34RF52），最高10400MSPS（ADC12DJ5200-EP）。這些高速ADC在高速之余，在噪聲、功耗、尺寸等其他性能上繼續(xù)做著提升。針對(duì)特定應(yīng)用，比如5G基站建設(shè)、激光雷達(dá)等高速ADC應(yīng)用，TI也有專門開發(fā)相應(yīng)的模擬前端來適配相關(guān)應(yīng)用。

ADI目前處于供貨狀態(tài)且速率在250MSPS以上的料號(hào)有82個(gè)。最新的料號(hào)于一年前發(fā)布，AD9213系列，標(biāo)準(zhǔn)的10.25 GSPS高速ADC。并在其中實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)范圍和線性度性能的結(jié)合，同時(shí)功耗有進(jìn)一步降低。ADI針對(duì)5G設(shè)計(jì)，有著全頻譜系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜射頻架構(gòu)的能力，提供提供出色的高性能、低功耗高速ADC的同時(shí)還能提供5G相關(guān)的智能算法，在整個(gè)5G基站信號(hào)鏈設(shè)計(jì)上積累深厚。

目光轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)ADC廠商也會(huì)圍繞一些專用市場(chǎng)開發(fā)專用ADC，比如5G基站ADC、手機(jī)BMS ADC、儲(chǔ)能BMS ADC、激光雷達(dá)AEF ADC等等。在這種專用的新興市場(chǎng)里，國(guó)產(chǎn)ADC機(jī)會(huì)還是非常大的。比如做輕量化5G基站ADC，在國(guó)內(nèi)能鎖定中興或者華為就有很大優(yōu)勢(shì)。

5G基帶SOC需要高速ADC來轉(zhuǎn)換接收到的射頻信號(hào)，華為作為國(guó)內(nèi)5G先行者，在高速ADC上研發(fā)一直比較神秘，沒有太多相關(guān)信息流出，但是技術(shù)已經(jīng)具備自研的實(shí)力。除了華為海思，在高速ADC賽道上，國(guó)內(nèi)也有不少?gòu)S商取得了不俗的成績(jī)。

芯佰微電子旗下ADC產(chǎn)品以高速為切入點(diǎn)，推出了不少高速ADC產(chǎn)品，覆蓋SAR、Pipeline、Sigma-Delta架構(gòu)。目前250MSPS速率以上的產(chǎn)品已有5個(gè)料號(hào)，其中最高ADC采樣速率已經(jīng)可以達(dá)到1500MSPS（CBM08AD1500QP，8bits）。

圖源：芯佰微電子

同樣擁有超高速ADC產(chǎn)品線的迅芯微電子也致力于高速ADC國(guó)產(chǎn)化，有著不錯(cuò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)在向集成化ADC芯片拓展，同時(shí)推進(jìn)原型芯片的量產(chǎn)以此來滿足國(guó)內(nèi)5G基站、光通信等領(lǐng)域的需求。

被振華電子并購(gòu)的云芯微電子對(duì)標(biāo)ADI的AD96XX、AD92XX系列也推出了7款250MSPS速率以上的ADC芯片，目前主要應(yīng)用于通信，雷達(dá)市場(chǎng)。

靈矽微電子2020年推出的ADC產(chǎn)品，在不犧牲傳統(tǒng)低功耗ADC的功耗利用率的前提下將速率做到了1GSPS（8bit），并已經(jīng)成功流片。據(jù)悉正在向?qū)⑾?GSPS14bit等更高端的方向進(jìn)行迭代，并繼續(xù)布局5G通訊場(chǎng)景。

小結(jié)

5G為代表的通訊領(lǐng)域一直是ADC芯片重要的增量市場(chǎng)，同時(shí)也是占據(jù)最大份額的第一市場(chǎng)。在輕量化5G步入大規(guī)模落地階段后，又將進(jìn)一步推動(dòng)5G模組5G基站對(duì)高端ADC尤其是高速ADC的需求。