高速高精度 ADC 国内领先，国产替代前景可期
一、ADC——模拟电路皇冠上的明珠
ADC（Analog to digital converter）和 DAC（Digital to analog converter）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明珠。
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。
公司高速 ADC/DAC 产品在工业控制、医疗成像、电网保护装臵等领域实现小批量销售，并 且已为多家客户送样并设计导入。根据 21 年中报，公司拓展了高精度 SAR ADC 和高速高 精度 DAC 业务，完成了高精度 SAR ADC 的产品设计并且流片成功，已在电力、工控、轨 交等领域实现设计导入。
二、ADC 的指标以及架构：
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。
三、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 芯片有着不同的 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，但是由于非线性使 其分辨率限制在 8bit 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，可以实现比 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．∑-型：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、声纳等电子测量领域，采集精度可达 24bit。
4．SAR 逐次逼近型：主要应用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 时也可以达到 16bit 的精度。
5．Pipelined 流水线型：主要应用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，适合各种高性能要求的应用。公司 是国内为数不多具有自主产权并且能够量产该类型产品的企业。
ADC 下游需求旺盛，市场空间广阔
根据 WSTS 数据，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 2023 年全球模拟芯片市场规模有望达到 800 亿美元。根据 IDC 数据， 2020 年，中国模拟芯片市场约为全球的 36%，但自给率较低，根据中国半导体协会数据， 2020 年我国模拟 IC 自给率仅为 12%左右。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，市场空间广阔。
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 产品的重要增量市场。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。
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，汽车产业成为 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%，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。
医学成像领域中 ADC 不可或缺。医学成像诊断是医疗重要基础支撑，是临床数据中最重要 的诊断依据之一，根据 ADI 官网数据，医院临床诊断大约 70%依靠医学成像。全球医疗影像 设备市场是全球医疗设备市场的最大组成部分，其市场规模由 2016 年的 570 亿美元增至 2020 年的 643 亿美元，年复合增长率为 3.06%，预计到 2021 年将扩大至 673 亿美元。全 球医疗影像设备市场一直在稳定增长。人口老龄化、技术发展以及医疗健康开支的增加将推 动全球医疗影像设备的需求，并促使全球医疗影像设备市场增长加速。在医疗成像领域的电 子设计中，ADC 的动态范围、分辨率、精度、线性度和噪声要求带来了最严苛的挑战。
ADC 在继电保护装臵中发挥重要作用。继电保护的功能是防止系统故障对电气设备的损坏， 常用来保护线路、母线、发电机、变压器、电动机等电气设备。近年来，我国整体上电力供 应能力不断加强，根据中电联数据，2020 年全国全口径发电量为 7.62 万亿千瓦时，比 2019 年增长 4.0%。根据中国电力年鉴，2020 年我国发电装机容量 22 亿千瓦，较 2019 年增长 9.5%。发电装机容量保持稳定增长，对相应的运用保护测控装臵、安全自动装臵和自动化系 统等发电控制自动化产品提出更多的需求，助推电力自动化产业快速发展。
2.4. 海外龙头仍占据主要市场份额，国内厂商不断追赶
根据新思界产业研究中心统计，2018 年国内 ADC/DA 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%。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，归纳起来有两种团队模式：第 一个是国家骨干研究所（企业）、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）。第二个模式是以海归团队或大学教授、博士生为主的创业团队。目前绝大多数团 队在自主知识产权和民用产业化方面仍有一定的距离。
2.5. 瓦森纳协议出口管制，国产替代势在必行
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。
目前，600171上海贝岭技术走势分析，底部持续放量，有新资金介入，后市中线趋势上行，可以积极关注，月线目标24元可期。
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