2016-2020集成電路產業全球市場態勢與中國發展機遇分析預判

2018年,全球半導體產業呈良好發展趨向。數據顯示,2018年全球集成電路市場全年總銷售額約4784億美元,同比增速超過10%。此外,近年來,中國電子工業持續高速增長,集成電路產業進入快速發展期。2018年,中國大陸市場銷售額達1584億美元,同比增長20%,中國市場已成為全球集成電路市場增長的主要推動力之一。在各方利好推動下,中國集成電路龍頭企業的業績近年來正持續向好。此外,新興技術也將成為集成電路產業的未來核心產品,而核心技術及人才資源成為集成電路產業的可持續發展力。

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一、2014-2018全球及中國集成電路發展情況

2014-2018全球及中國集成電路產業信息

2018年,全球半導體產業呈良好發展趨向。數據顯示,2018年全球集成電路市場全年總銷售額約4784億美元,同比增速超過10%。從全球半導體市場的區域分佈情況看來,2018年美國半導體市場總銷售額達到1030億美元,同比增長16.4%;日本半導體市場銷售額達到400億美元,同比增長9.2%;歐洲半導體市場銷售額達430億美元,同比增長12.1%;亞洲(除日本)半導體市場銷售額達到2829億美元,同比增長13.7%。其中,中國大陸市場銷售額達1584億美元,同比增長20%。


2016-2020集成電路產業全球市場態勢與中國發展機遇分析預判


2014-2018年,中國集成電路產業繼續保持高速增長。根據國家統計局披露數據顯示,2018年,中國電子器件製造業增加值同比增長14.5%,出口交貨值同比增長7.0%。主要產品中,集成電路產量同比增長9.7%,產量達到17395000萬塊。量價齊升帶動中國集成電路進出口總額再創新高。此外,AI、物聯網、5G、4K等新興應用領域的高速發展,也成為半導體市場增長的重要驅動力。而伴隨著中美貿易摩擦的升級,技術限制和併購政策收緊,產業大規模國際併購難度也在加大。


2016-2020集成電路產業全球市場態勢與中國發展機遇分析預判


2014-2018全球及中國集成電路進出口情況

集成電路越來越成為全球最重要的貿易貨物之一,是全球多個國家或地區的進出口最大宗商品。根據WTO數據顯示,2018年全球各國家/地區集成電路出口金額的前十名分別是中國香港、韓國、中國臺灣、中國大陸、新加坡、歐盟、美國、馬來西亞、日本及菲律賓,而2018年全球各國家/地區集成電路進口金額的前十名分別是中國大陸、中國臺灣、歐盟、新加坡、美國、中國臺灣、韓國、馬來西亞、日本及越南為2018年全球各國家/地區集成電路進出口金額的前十名。

根據海關總署公佈的數據,2018年,中國進口集成電路數量為4175.7億個,同比增長10.8%,對應集成電路的進口額20584.1億元,同比增長19.8%。近年來,中國集成電路進口金額都很高。海關總署披露的歷年數據顯示,2014年到2018年,中國集成電路年進口額分別為13366.2億元、14303.5億元、15007.7億元及17594.0億元,2018年進口額首次突破20000億元。其中,處理器及控制器進口額7213.5億元,佔集成電路進口額的41%;其次是存儲器,進口金額為6861.7億元,佔集成電路進口額的39%。

出口方面來看,2018年全年,中國出口集成電路數量為2171.0億個,同比增長6.2%,對應集成電路的出口額為5591.0億元,同比增長26.6%。而出口額方面,2014年至2017年的出口額數值介於3000億元到5000億元之間,2018年增至5591.0億元。出口量總體呈上升趨勢,但與進口額的增長速度相比,仍有較大距離。

2018年中國集成電路產品進出口額逆差仍在擴大,逆差已突破2000億美元,逆差達到2274.2億美元,同比增長17.5%;集成電路產品數量進口逆差達2004.7億塊,同比增長16.2%;集成電路產品仍為中國單一最大宗商品。這說明,一方面,中國IT終端產業對集成電路的需求量極大,中國仍是世界最大的集成電路產品消費市場;另一方面,中國集成電路發展潛力巨大,目前的集成電路生產仍落後於市場的需求。

2014-2018中國集成電路交易規模

2014-2018年,中國集成電路產業整體保持高速發展狀態。受到2018年第四季度中國及全球半導體市場下滑影響,中國集成電路產業2018年全年增速比前三季度略有下降。據中國半導體行業協會統計,2018年中國集成電路產業銷售額為6532億元,同比增長20.7%。其中,設計業同比增長21.5%,銷售額為2519.3億元;製造業繼續保持快速增長,同比增長25.6%,銷售額為1818.2億元;封裝測試業銷售額2193.9億元,同比增長16.1%。


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2014-2018中國集成電路政策

(1)全國性政策

自2014年以來,中國集成電路行業迎來了新一輪的高速發展,這與國家的政策扶持有著密不可分的關係。尤其是2014年發佈《國家集成電路產業發展推進綱要》以來,中央出臺了一系列的配套措施,從政策、資金、財稅、人才培養、產業規劃等領域推動產業發展,並根據產業發展現狀,不斷完善政策法規。2018年以來,中國集成電路產業繼續保持高速發展。

2018年主要的政策如下:


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(2)地方性政策

除了國家層面出臺的政策外,四川、江蘇、福建、浙江、湖南、安徽、重慶、廣東等地方政府也結合當地實際情況新出臺了一系列促進集成電路產業發展的政策。


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二、2018全球及中國集成電路細分領域發展情況

2018集成電路細分領域進出口情況

在集成電路的進口方面,2018年中國大陸進口總額為312057851千美元,同比增長19.8%,其中處理器及控制器進口額為127442539千美元,同比增長13%,存儲器進口額為123066757千美元,同比增長38.3%。放大器進口額為9773776千美元,同比增長2.2%。而在集成電路的出口方面,2018年中國大陸進口總額為84635962千美元,同比增長26.6%,其中處理器及控制器進口額為29661603千美元,同比增長9.1%,存儲器進口額為44093913千美元,同比增長45.3%。放大器進口額為1519407千美元,同比增長8.8%。

2018處理器和控制器進出口情況

從各國2018處理器和控制器進出口情況看來,進口金額較大的主要國家/地區分別是美國、韓國和臺灣,對應的進口金額分別為215.7億美元、163.66億美元及49.29億美元,對應的出口金額分別為191億美元、220.95億美元及46.82億美元。


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三、2014-2018電機驅動集成電路領域分析

2014-2018電機驅動集成電路產品行業數據及應用領域分析

電機驅動芯片是應用於電機驅動系統的電源管理驅動芯片,電機驅動系統是將電能轉化為動能的物理系統,主要有負載、控制裝置及電機等部分構成,電機驅動芯片是電機驅動系統大腦般的存在。

主要用途:用來驅動直流電機、步進電機和繼電器等感性負載。

典型應用:家電、電動玩具、消費電子、電腦及周邊、通訊電子、電動工具、醫療設備、汽車及相關。

類型:主要分為伺服電機驅動芯片、步進電機驅動芯片、無刷直流電機驅動芯片等

第一,伺服電機驅動芯片主要應用在機械行業、印刷行業、醫療行業、食品行業、橡膠輪胎行業及電梯行業,相關產品具體如下:

機械行業:加工中心、數控衝床、折彎機、剪板機、PLC程序控制器、各款汽車檢測設備、組裝設備、焊接設備。

印刷行業:曬板機;印刷機、膠印機、輪轉機、激光照排、打樣設備,全自動衝板機、噴繪機;摺頁機、切紙機、鎖線機膠訂機、全自動瓦欏紙板(箱)生產線、自動送紙上膠機、電腦三邊封袋機、無軸高速膠印機等。

醫療行業:監護儀、B超機、CT控制箱、心電圖(腦電圖)測試儀、X光機、切片機、血液透析機、溫控儀等。

食品行業:殺菌機、均質機、標貼機、制罐機、流量控制儀、封口機、包裝機、咖啡機等。

橡膠輪胎行業:鋼絲帶束層生產線、內襯層擠出生產線、鋼絲壓延機、雙複合擠出機、鋼絲簾布裁斷機、重型密煉機、子午線輪胎鋼絲機等

電梯行業:各類電梯的門控制、樓層控制。

第二,步進電機芯片主要用於數字控制系統中,精度高,運行可靠。如採用位置檢測和速度反饋,亦可實現閉環控制。步進電動機已廣泛地應用於數字控制系統中,如數模轉換裝置、數控機床、計算機外圍設備、自動記錄儀、鐘錶等之中,另外在工業自動化生產線、印刷設備等中亦有應用。

第三,無刷直流電機驅動芯片主要應用在汽車(車輪驅動、空調器壓縮機、空調器鼓風機、淨化器、抽氣機)、電動自行車、電動摩托車、家電(頻式空調機、壓縮機拖動、風機、加溼機、熱水器、吸塵器、洗衣機、電風扇、攪拌器)、精密電子設備和器械(計算機硬,軟盤驅動、錄象機鼓驅動、激光打印機、複印機、衛星上太陽能帆板驅動、儀用通風機、血液分析儀、醫護監控設備等)。

主要電機驅動集成電路產品分析、原理及特點

AX02

產品分析

AX02集成芯片是MOS、IGBT功率器件專用柵極驅動芯片,通過自舉電路工作原理,使其既能驅動橋式電路中低壓側的功率器件,又能驅動高壓側的功率元件,因而在電機控制、伺服驅動、UPS電源等方面得到廣泛應用。這些器件集成了特有的負電壓免疫電路,提高了系統耐用性和可靠性,有些器件不僅有過流、過溫檢測輸入等功能,還具有欠壓鎖定保護、集成死區時間保護、擊穿保護、關斷輸入、錯誤診斷輸出等功能。AX02是600V以下高壓集成驅動器件,它具有六路輸入信號和六路輸出信號,且只需一個供電電源即可驅動三相橋式逆變電路的6個功率開關器件,一片AX02可替代3片AX011,使整個驅動電路更加簡單可靠。

特點

可直接驅動高達600V電壓的高壓系統,輸出端具有dV/dt抑制功能

最大正向峰值驅動電流為250mA,反向峰值驅動電流為500mA

具有電流放大和過電流保護功能,同時關斷六路輸出

自動產生成上、下側驅動所必需的死區時間(2.5μs)

具有欠壓鎖定功能並能及時關斷六路輸出

2.5V邏輯信號輸入兼容

四、2014-2018音頻功放集成電路

2014-2018音頻功放集成電路行業數據及應用領域分析

根據放大電路的導電方式不同,音頻功放電路按照模擬和數字兩種類型進行分類,模擬音頻功放通常有A類,B類,AB類,G類,H類 TD功放,數字電路功放分為D類,T類。

A類功放(純甲類功率放大器)

主要用途: 幾乎無失真,效率低,散熱差,體積大,價格昂貴,極少應用於汽車領域,多用於專業音響。

領域:高檔的專業音響。

B類功放(乙類功率放大器)

主要用途:失真嚴重,效率高。

領域:絕大多數的多媒體音箱。

AB類功放(甲乙類功率放大器)

主要用途:使用簡單,可傳送高質音頻,是高保真揚聲器驅動器的理想選擇,是主流市場和高端市場最流行的放大器。

領域: AB類功放是目前汽車音響中應用最為廣泛的設計,也常應用於家庭音響以及電腦。

G類功放

主要用途:用於大功率放大器和其他電壓有限的應用。

領域:家庭影院系統(杜比系統用五個G類放大器)、大功率超低音(Subwoofer)系統、ADSL驅動器。

H類功放

主要用途:用於大功率放大器和其他電壓有限的應用,如汽車。適合北美洲接收機的大功率需求。尤其使用與家庭影院一類的多聲道音響設備。

領域:接收機、家庭影院。

D類功放(丁類功放)

主要用途:音質普通,效率高,體積小,適用於便攜式設備及小型化的電子產品,在音頻和非音頻領域都具有廣泛的應用。

領域:平板電視、CRT電視、多媒體控制器以及家庭高保真音響、車用數字影音娛樂、PDA、MP4、移動電話、高清電視、平板電視、手機、AV接收機、助聽器、等離子顯示器、PC機、CD耳機、收錄機以及專業音頻設備等。

T類功放

主要用途:便攜式設備。

領域:多體電腦、手提電腦、家用音響、家庭影院、輕便音響、汽車音響等。

主要音頻功放集成電路產品分析、原理及特點

TDA1521/TDA1514A

產品分析

TDA1521/TDA1514A是荷蘭飛利浦公司專門為數字音響在播放時的低失真度及高穩度而設計推出的兩款芯片,用來接駁CD機直接輸出的音質特別好。其中的參數為:TDA1521在電壓為±16V、阻抗為8Ω時,輸出功率為2&TImes;15W,此時的失真僅為0.5%。TDA1514A的工作電壓為±9V~±30V,在電壓為±25V、RL=8Ω時,輸出功率達到50W,總諧波失真為0.08%。輸入阻抗20KΩ, 輸入靈敏度600mV,信嘈比達到85dB。

特點

其電路設有等待、靜嘈狀態,具有過熱保護,低失調電壓高紋波抑制,而且熱阻極低,具有極佳的高頻解析力和低頻力度。其音色通透純正,低音力度豐滿厚實,高音清亮明快,很有電子管的韻味。

原理

TDA1521A採用九腳單列直插式塑料封裝,具有輸出功率大、兩聲道增益差小、開關機揚聲器無衝擊聲及可靠的過熱過載短路保護等特點。TDA1521A既可用正負電源供電,也可用單電源供電,電路原理分別見圖1(a)、(b)雙電源供電時,可省去兩個音頻輸出電容,高低音音質更佳。單電源供電時,電源濾波電容應儘量靠近集成電路的電源端,以避免電路內部自激。製作時一定要給集成塊裝上散熱片才能通電試音,否則容易損壞集成塊。散熱板不能小於200×100×2mm3。


2016-2020集成電路產業全球市場態勢與中國發展機遇分析預判


五、2014-2018運算放大器集成電路

2014-2018運算放大器集成電路行業數據及應用領域分析

運算放大器(簡稱“運放”)是具有很高放大倍數的電路單元。在實際電路中,通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊。它是一種帶有特殊耦合電路及反饋的放大器。其輸出信號可以是輸入信號加、減或微分、積分等數學運算的結果。運算放大器是一個從功能的角度命名的電路單元,可以由分立的器件實現,也可以實現在半導體芯片當中。隨著半導體技術的發展,大部分的運放是以單芯片的形式存在。運放的種類繁多,廣泛應用於電子行業當中。

按照集成運算放大器的參數來分,集成運算放大器可分為通用性運算放大器、高壓大功率型、高精度型運算放大器、高阻型運算放大器、軌-軌型運算放大器、低溫漂型運算放大器、高速寬頻帶型運算放大器、高功率型運算放大器、低功耗型運算放大器及可編程控制型運算放大器。關於各類型的用途及領域如下:

通用型運算放大器

主要用途:配以適當外圍電路,可以搭成諸如放大、振盪、電壓比較、模擬運算、有源濾波等多種電路。

領域:汽車、便攜式設備、光電二極管前置放大器、模擬濾波器、筆記本電腦和 PDA、電池供電系統。

高壓大功率型

主要用途:MEMS、光電、超聲等研究和應用領域。

領域:應用領域包括通用運放的領域,但是當加以外部升壓時,可以擴展到更高的電壓和更高的輸出格式。例如,當在音頻功率方面應用時,可提供覆蓋整個音頻頻譜的功率帶寬。還能在電源上帶有大的尖峰脈衝過電壓的環境下可靠地工作(這種環境下,其他的內補償運算放大器可能遭受嚴重損壞)。

高精度型運算放大器

主要用途:高精度運算放大器主要面向測試與測量儀表、汽車電子系統及工業控制系統產品市場。

領域:在產業領域中可用於量測儀器、控制系統、HAVC(Heating, Ventilating, and Air Conditioning,加熱、通風、空調)、程序控制、資料擷取系統、ATE(Automatic Test Equipment,自動測試設備)等。在醫療領域中也有超音波、氣體分析、血壓計、診斷器、醫療影像系統等,此外還有汽車中的引擎管理、傳動系統管理或實驗室內的測度計等。

高阻型運算放大器

主要用途:廣泛用於無線電通信,自動控制,生物醫學電信號測量的精密放大電路。

領域:源濾波器、取樣保持放大器、對數和反對數放大器、模數和數模轉換器等。

軌-軌型運算放大器

主要用途:涉及通訊、傳感應用等領域的設備。

領域:移動通訊工具、傳感器界面、ASIC輸入設備、筆記本電腦和使用電池的設備、溫度/位置/壓力傳感器、醫療設備、應變計放大器、手持式測試設備等。

低溫漂型運算放大器

主要用途:廣泛地應用於穩定積分電路、精密加法電路、比較電路、閾值電壓oA2 檢測電路、微弱信號精確放大(如熱電偶輸入信號的放/+ 大、應變電阻傳感器輸出信號的放大等)電路等場合。

領域:精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表。

高速寬頻帶型運算放大器

主要用途:適用於需要快速採集數據和較寬帶寬的地方。

領域:寬帶放大器、低畸變放大器、電流反饋放大器、低功耗放大器。

高功率型運算放大器

主要用途:其應用範圍包括工業控制設備、測試設備、電源和音頻功率放大、機器人、動作控制、影像聚焦、生化激勵源、計算機和真空管的接口、以及其它大電流應用。

領域:線性的動作控制、磁偏轉、可編程電源及功率換能器。

低功耗型運算放大器

主要用途:便攜式儀器,如,用於個人保健的移動手持式醫療電子設備。

領域:氧傳感器、電壓電流檢測器、壓力傳感器、ADC/DAC緩衝器、濾波器、手持式除顫儀、動態血糖監視儀、煙霧探測設備等。

可編程控制型運算放大器

主要用途:把集成運算放大器的典型應用電路和模擬可編程控制器件結合在一起,能實現集成運算放大器應用的可編程控制。

領域:複用模擬應用、測試設備、數據採集、A/D轉換器驅動器、工業儀器、醫療設備等。

主要運算放大器集成電路產品分析、原理及特點

LM358

產品分析

LM358屬於通用型運算放大器,內部包括兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器,適合於電源電壓範圍很寬的單電源,也適用於雙電源工作模式,使用範圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。

特點

LM358的主要參數:輸入失調電壓<9V;輸入失調電壓溫度係數7uA/°C;輸入失調電流5~50nA;輸入失調電流溫度係數10uA/°C;大信號電壓開環增益25~100V/mV;共模抑制比70dB;25°C下,若Vcc=5V,RL=2K,則最高輸出電壓為3.5V,若Vcc=30V,RL=10K,則最高輸出電壓為28V;若Vcc=5V,RL=10K,最低輸出電壓為5~20mV;輸出源電流40mA。主要特點是價格低廉、產品量大面廣。其性能指標能適合於一般性使用,應用最為廣泛。

原理


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六、2014-2018 ADC集成電路

2014-2018 ADC集成電路行業數據及應用領域分析

ADC,Analog-to-Digital Converter的縮寫,指模/數轉換器或者模數轉換器。是指將連續變化的模擬信號轉換為離散的數字信號的器件。真實世界的模擬信號,例如溫度、壓力、聲音或者圖像等,需要轉換成更容易儲存、處理和發射的數字形式。模/數轉換器可以實現這個功能,在各種不同的產品中都可以找到它的身影。隨著數字技術,特別是計算機技術的飛速發展與普及 ,在現代控制 、通信及檢測領域中 ,對信號的處理廣泛採用了數字計算機技術。由於系統的實際處理對象往往都是一些模擬量 (如溫度、壓力、位移 、圖像等),要使計算機或數字儀表能識別和處理這些信號,必須首先將這些模擬信號轉換成數字信號 。因此需要一種能在模擬信號與數字信號之間起橋樑作用的電路 ——模數轉換電路 。

ADC的任務就是將模擬信號轉換為數字信號,其性能指標分為兩大類,一是動態指標,主要包括:採樣率,分辯率(又稱採樣精度),轉換速率(Conversion Rate),無雜散動態範圍(SFDR),信噪比(SNR),總諧波失真(THD)等,其中,採樣率決定了ADC單位時間內採樣的數據量,分辨率決定了採集信號的質量;二是靜態指標,主要包括:偏移增益誤差(Offset/Gain Error),微分非線性(DNL),積分非線性(INL)等。

按照不同的架構,ADC可以分為Flash、SAR、Pipeline、Σ-Δ以及混合架構等類型。而為了更好地兼容速度、精度以及功耗,混合架構成為了目前研究的熱點。

主要運用包括:

地磁傳感器

智能手機指南針功能是利用地磁場與手機內置地磁傳感器,來實現地理方向定位的,指南針指針方向有變化,說明地磁場與手機內置傳達室感器已起作用,只是方向相反,此情況有可能受外界強磁場干擾所致,比如某個位置有強磁場,或其它其它外界因素與地磁場相反,就可能導致受此磁場影響。登山時候可以更換一個位置或者手機平放按8字形移動,以校準指南針。

陀螺儀

原理:角動量守恆,一個正在高速旋轉的物體(陀螺),它的旋轉軸沒有受到外力影響時,旋轉軸的指向是不會有任何改變的。陀螺儀就是以這個原理作為依據,用它來保持一定的方向。三軸陀螺儀可以替代三個單軸陀螺儀,可同時測定6個方向的位置、移動軌跡及加速度。

用途:體感、搖一搖(晃動手機實現一些功能)、平移/轉動/移動手機可在遊戲中控制視角、VR虛擬現實、在GPS沒有信號時(如隧道中)根據物體運動狀態實現慣性導航。

光傳感器

原理:光敏三極管,接受外界光線時,會產生強弱不等的電流,從而感知環境光亮度。

用途:通常用於調節屏幕自動背光的亮度,白天提高屏幕亮度,夜晚降低屏幕亮度,使得屏幕看得更清楚,並且不刺眼。也可用於拍照時自動白平衡。還可以配合下面的距離傳感器檢測手機是否在口袋裡防止誤觸。

距離傳感器

原理:紅外LED燈發射紅外線,被近距離物體反射後,紅外探測器通過接收到紅外線的強度,測定距離,一般有效距離在10cm內。距離傳感器同時擁有發射和接收裝置,一般體積較大。

用途:檢測手機是否貼在耳朵上正在打電話,以便自動熄滅屏幕達到省電的目的。也可用於皮套、口袋模式下自動實現解鎖與鎖屏動作。

重力傳感器

原理:利用壓電效應實現,傳感器內部一塊重物和壓電片整合在一起,通過正交兩個方向產生的電壓大小,來計算出水平方向。

用途:手機橫豎屏智能切換、拍照照片朝向、重力感應類遊戲(如滾鋼珠)。

加速度傳感器

原理:與重力傳感器相同,也是壓電效應,通過三個維度確定加速度方向,但功耗更小,但精度低。

用途:計步、手機擺放位置朝向角度。

主要ADC集成電路產品分析、原理及特點

PCM1802

產品分析

PCM1802是德州儀器(TI)公司於2016年推出的一款高性能,低成本,單芯片立體聲模數轉換器,具有單端模擬電壓輸入的特點。PCM1802採用delta-sigma調製器,具有64倍或128倍的過採樣,幷包括數字抽取濾波器和高通濾波器(HPF),可消除輸入信號的直流分量。 PCM1802採用先進的CMOS工藝製造,採用DB 20引腳SSOP封裝。

特點

支持主從模式和串行接口的四種數據格式。

適用於各種對成本敏感的消費類應用,這些應用需要良好的性能,5V模擬電源和3.3V數字電源供電。

原理


2016-2020集成電路產業全球市場態勢與中國發展機遇分析預判


ADS1262/ADS1263

產品分析

ADS1262 和 ADS1263 是德州儀器(TI)公司於2015年推出的具有集成 PGA、電壓基準和內部故障監視器的低噪聲、低漂移、38.4kSPS、Δ-Σ (ΔΣ) ADC。

ADS1263 集成有一個 24 位輔助 ΔΣ ADC,專用於後臺測量。這些支持傳感器的 ADC 提供了一套完備的高精度、單芯片測量解決方案,可滿足大多數傳感器 應用的需求,其中包括秤重天平、應力計傳感器、熱電偶和電阻式溫度器件 (RTD)。

ADS1262 與 ADS1263 的引腳和功能彼此兼容。這兩款器件均採用 28 引腳薄型小外形尺寸 (TSSOP) 封裝,並且均在 –40°C 至 +125°C 溫度範圍內完全額定運行。

七、014-2018 DAC集成電路

2014-2018DAC集成電路行業數據及應用領域分析

DAC是數字模擬轉換器(英語:Digital to analog converter,英文縮寫:DAC)是一種將數字信號轉換為模擬信號(以電流、電壓或電荷的形式)的設備。在很多數字系統中(例如計算機),信號以數字方式存儲和傳輸,而數字模擬轉換器可以將這樣的信號轉換為模擬信號,從而使得它們能夠被外界(人或其他非數字系統)識別。它是一種將數字信號轉換成模擬信號的裝置。通常而言,DAC的位數越高,信號失真就越小,聲音也更清晰穩定。主要用於數碼音頻系統及其處理,也可支持互聯網高質量音頻實時傳送和編解碼的需求。

分辨率18/20位的DAC

主要用途:高分辨率數模轉換器(DAC)的常見用途之一是提供可控精密電壓。

領域:醫療MRI系統中的梯度線圈控制、測試和計量中的精密直流源、質譜測定和氣譜分析中的精密定點和位置控制以及科學應用中的光束檢測。

分辨率為12/16位DAC

主要用途:用於數碼音頻系統及其處理,也可支持互聯網高質量音頻實時傳送和編解碼的需求。

領域:移動通信儀器、過程控制和工業自動化、自動測試設備 (ate) 和汽車系統、MP3、無線基站、醫療儀表、工業通信、偏置網絡以及處理控制、安防和監控、航天航空和防務等。

常見DAC應用

數模轉換器(DAC)有著很廣泛的應用,作為數字域和模擬域的溝通橋樑,DAC在許多重要場合中都非常有用。

主要用途應用領域

在CD播放器等消費音頻系統中,使用的是具有不同採樣/速率的高分辨率專業DAC。音頻系統、高端耳機、錄音室等

通過DAC輸出“RGB”信號來驅動顯示器各類顯示電子產品:手機屏幕、電腦屏幕等

形成電機控制信號各種電機控制

DAC允許處理器控制電壓有動態變化,形成多種編程電壓源數據分佈系統

主要DAC集成電路產品分析、原理及特點

AK4490(AKM)

產品分析

AKM4490是AKM公司於2014年推出的一款具有高性能32-bit2ch的DAC,具有業界領先的低失真特性和寬動態範圍,具有120dB動態範圍的電壓輸出,可實現THD+N(-112dB)的業界領先水平性能。AK4490採用了新開發的VELVETSOUNDTM技術,是新一代32位高級DAC(稱為VERITA系列)的旗艦產品。它集成了新開發的開關電容濾波器“OSRDoubler”,使其能夠支持寬範圍信號並實現低帶外噪聲和低功耗。

特點

其聲色包括五種類型(短延遲急劇下降,GD=6.25/fs;短延遲慢滾降,GD=5.3/fs;銳利滾落;緩慢滾降;超慢速滾降),主要採用了低失真技術和OSRD技術,工作溫度在-40℃至85℃,能量消耗為145mW,採樣率為30kHz至768kHz,DSD輸入為2.8MHz,5.6MHz,11.2MHz。

原理


2016-2020集成電路產業全球市場態勢與中國發展機遇分析預判


AK4497

產品分析

AK4497是AKM公司於2016年開發的新的旗艦級32位立體聲高級D/A轉換器,是AK4490的新型產品,可以提供AKM提供的最高音質和性能。通過支持更大的電流驅動能力,改善VELVET SOUND技術,實現了高信噪比性能。使用開關電容的音頻DAC的性能通過AK4497擴展到極限。此外,AKM開發了一種原創工藝,大大改善了音頻設備的低噪音性能和電子餘量,增加了數據量並增強了聲音強度中可以找到的原始聲學聲音。

特點

具有大量播放信息的動態聲音播放:改進了VELVET SOUND架構

AK4497是第一臺在AKM鑄造廠中使用該工藝的設備。IRD(脈衝響應設計)濾波器集成了32位處理功能,可再現細微而自然的信號波。

AKM的最佳性能D / A轉換器

低失真技術實現了-116dB THD + N DAC的業界最佳性能,具有128dB S / N特性。AK4497在AKM的D / A轉換器中具有最佳性能。此外,OSRD(Over Sampling Ratio Doubler)技術大大降低了帶外噪聲。

支持高分辨率數據

業界首創,支持22.4MHz DSD輸入。數字輸入支持高達768 kHz PCM和22.4 MHz DSD(直流數字),重現高分辨率聲音,儘可能接近原始聲源。

原理


2016-2020集成電路產業全球市場態勢與中國發展機遇分析預判


ES9018K2M

產品分析

ES9018K2M是ESS公司於2014年開發的一款高性能32位,雙聲道音頻D/A轉換器,適用於移動電話和數字音樂播放器等高保真級便攜式應用,藍光播放器等消費類應用,音頻預製放大器和A/V接收器,以及記錄系統,調音臺和數字音頻工作站等專業應用,為高清音頻性能SABRE SOUNDTM設置了易於使用的外形,適用於當今最苛刻的數字音頻應用。

特點

n 是獲得專利的32位HyperstreamTM的DAC,是業界最高性能的32位移動音頻DAC,具有前所未有的動態範圍和超低分頻率,支持同步和ASRC(異步採樣率轉換器)模式。

n 獲得專利的時域抖動消除器。具有無與倫比的音頻清晰度,無輸入時鐘抖動。

n 集成DSP功能。無咔嗒聲靜音和音量控制;可編程零檢測;去重32kHz,44.1kHz和48kHz採樣。

n 可定製的濾波器特性(僅限修訂版V)主要包括用戶可編程濾波器,允許自定義滾降響應以及可旁路過採樣濾波器。

原理


2016-2020集成電路產業全球市場態勢與中國發展機遇分析預判


八、2014-2018中國集成電路發展預判

政策引導推動集成電路成為戰略性產業

2014年6月,中國發布《國家集成電路產業發展推進綱要》,2014年10月14日,國家集成電路產業投資基金於9月24日設立。這個被業內戲稱為“國家隊”的大基金組織,目前一期(2014.09-2018.05)已經投資完畢,總投資額為1387億元,投資範圍涵蓋集成電路產業上、下游各個環節,市場預計第二期規模有望達到2000億元。

(1)高層政策引導

十九大報告提出要建設網絡強國、數字中國、智慧社會;2018年政府工作報告:集成電路排在實體經濟第一位置,足見政府對集成電路支持力度之大,2018年集成電路邁進實體經濟新徵程。2018年工信部工作會議:提出包括深入實施“中國製造2025”;推進網絡強國建設;推動互聯網、大數據、人工智能與製造業深度融合,發展壯大數字經濟;加快傳統經濟優化升級等指導。

(2)地方層面也把集成電路當成戰略支柱性產業來發展

北京、上海、深圳、江蘇、湖北、武漢等基礎本身就比較強,現在福建、合肥、成都、西安等也對集成電路產業相當重視,在政策、資金、人才方面都給予大力支持。根據《國家集成電路產業發展推進綱要》,到2015年,集成電路發展體制機制創新取得明顯成效,建立與產業發展規律相適應的融資平臺和政策環境,產業銷售額超過3500億元;到2020年,集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小,全行業銷售收入年均增速超過20%;到2030年,集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平,一批企業進入國際第一梯隊。

新興技術將成為集成電路產業的未來核心產品

集成電路產業新熱點和未來核心產品的熱點很多,也很集中,包括雲計算、物聯網、大數據、工業互聯網、5G;戰略指引包括中國製造2025(智能製造),互聯網+,大數據;人工智能和AI技術令機器人、無人機、新能源汽車/智能網聯汽車、無人駕駛等也成為集成電路的發展要地。

2018上,中國的IC設計企業數量大幅上升至1698家,比2017年的1380家多了318家,數量增長了23%。這是2016年設計企業數量大增600多家後,再次出現企業數量大增的情況。IC設計業得蓬勃發展,也代表了半導體供應鏈上游的蓬勃生機。

2018年IC全行業銷售預計為2576.96億元,比2017年的1945.98億元增長32.42%,增速比上年的28.15%提高了4.27個百分點。按照美元與人民幣1:6.8的匯率,全年銷售達到378.96億美元,在全球IC設計業的佔比再次提高。

核心技術及人才資源成為集成電路產業的可持續發展力

儘管國內半導體市場廣闊、發展迅速,但在集成電路進口額“節節高升”的背後,是半導體對外依賴程度高、自給率低下的“殘酷”現實。中國半導體產業經過多年的發展,卻還是存在產業結構與需求之間失配,核心集成電路的國產芯片佔有率低的現象。

根據IC insights數據,2016年中國集成電路自給率僅10.4%,按中國集成電路產值CAGR 28.5%測算,2020年中國的自給率可以達到15%,但仍處於較低水平。從進口替代的角度來看,集成電路自主化的意願和需求都極為迫切。

此外,集成電路製造業能力不足,缺少核心技術,也是橫亙在半導體產業的一大問題。即使是國內最先進的代工廠——中芯國際,也仍比臺積電落後至少兩代製程。

人才缺乏同樣是集成電路產業老生常談的問題。集成電路是資金密集、技術密集和人才密集的產業。人才作為第一資源,是集成電路領域的核心和關鍵。目前,中國集成電路產業的從業人員總數不到30萬人,按照2020 年全產業銷售10000億元人民幣,人均產值140萬元計算,需要70萬人的規模,人才缺口亟待補充。


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