川观新闻记者 曹凘源
前不久，四川本土芯片上市企业成都华微电子科技股份有限公司发布公告，宣布成功研发全球首款超高速10位128GSPS A/D转换器（又称模数转换器或ADC），该产品标志着国产ADC正式迈入单芯片百G时代。这一颗颗看似不起眼的，却技术壁垒极高的ADC芯片，是连接真实世界与数字世界的“桥梁”。
成都华微发布的10位128GSPS单芯片ADC——CSD10B128GA1。受访者供图
每秒采样1280亿次
让信号翻译又快又准
什么是ADC芯片？通俗来讲，它是连接真实世界与数字系统的桥梁，也被称作信号翻译官。
现实中的声音、温度、光线、压力等都是连续变化的模拟信号，而手机、电脑等数字设备只能识别由0和1组成的数字信号。ADC芯片的核心任务就是把这些模拟信号“翻译”成数字信号，以便微处理器能够存储、分析和处理这些信息。也就是说，没有它，传感器采集的数据就无法被芯片理解。
“哪里需要‘高速抓信号、精准转数字’，哪里就有它。”成都华微电子科技股份有限公司副总经理朱志勇介绍，这款芯片具有宽温与高集成特性以及高速接口适配与系统协同等特点，使其可应用于光模块、OCS（光电路转换）、航天测控、卫星通信、雷达电子、仪器仪表等领域，其性能也直接决定着这些系统的“感知能力”。
例如在光模块中，光信号经过光电探测器转换后，会得到一个非常微弱的模拟电信号，这个信号需要经过前置放大器和限幅放大器进行放大和整形，变成一个稳定的模拟信号。此时，高速高精度ADC就登场了，它将这个模拟信号转换成数字信号，供后续的DSP芯片进行处理。“我们这款产品能够匹配光模块不断提升的速率，确保在高速下仍能准确还原信号，让信号翻译又快又准。”朱志勇说。
与国内外同领域的其他产品相比，这款四川“芯”含金量十足——采样率达到128GSPS，是目前全球最高速率的单芯片10位ADC，这意味着它每秒可以采样1280亿次，真正做到“火眼金睛”；同时，37GHz信号输入带宽可直接覆盖Ka、Ku等卫星通信主流频段，实现射频信号直采，这意味着它省去了传统设计中必需的下变频等复杂环节，极大简化了系统架构，进而优化整个系统性能。
成都华微发布的10位128GSPS单芯片ADC——CSD10B128GA1。受访者供图
核心技术自主研发
未来将广泛应用于多领域
每秒完成1280亿次采样，要达到这种效果，产品研发设计遇到了哪些挑战呢？
“首先就是面临核心技术封锁，只能摸着石头过河。”朱志勇介绍，虽然ADC芯片大体的技术路线比较清晰，但是关键细节，特别是芯片内部的设计等，一直面临国外的技术封锁，因此，国内的研发团队只能一点一点去尝试。
经过三年攻关，该产品采用全自主正向设计，突破了超高速ADC架构、多通道交织误差校正、超宽带输入采样、高线性度动态放大器等多项核心专利技术，全部流片、封装工艺基于国内头部厂商，实现了从设计到制造的全环节国产化。经公开信息查询对比，该芯片采样速率、信号带宽和动态范围等综合性能达到了国际领先水平。
设计精度是第二个挑战。
在超高速率的芯片研发过程中，需要保持几十路高速通道在128G速度下整齐同步，这对设计人员提出了极为严苛的要求。“你可以理解为人从桥上过河，在行进速率保持不变的情况下，桥梁自身的宽度、质量等因素会对结果产生重要影响。”朱志勇介绍，设计过程中，所有的线路都必须整齐划一，稍有偏差就会降低芯片的整体性能，“翻译”能力也会受到影响。
为此，研发团队自研了实时自动校正算法，让芯片能够及时修正误差，同时从模拟、数字、封装全流程联合优化，一点一点试错、迭代、验证，最终把所有偏差都压到最小。
公开资料显示，目前中国高速ADC市场持续高速增长，2025年规模近百亿，2030年有望突破400亿元，其中超高速射频直采赛道增速领先，国产化率不足10%，市场空间广阔。“下一步我们也将推动该芯片在下游用户单位的小批量供货和客户验证工作，未来，该芯片将广泛应用于对性能有极致要求的航天、通信及高端仪器仪表等领域，特别是在6G、卫星互联网等前沿领域。”成都华微电子科技股份有限公司党委副书记韦薇说。
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