IC芯片的种类有哪些？

以下是我对IC芯片种类的梳理。

1）放大器芯片：属于专用芯片，是模拟前端电路的核心，实现对模拟信号的阻抗 变换、偏置控制、增益控制和单端转差分等功能。鼎阳科技 2018-2020 年放大器 采 购 额 占 芯 片 采 购 的 15% 、 占 原 材 料 采 购 的 6% 左 右 ， 单 颗 均 价 分 别 为 5.16/5.53/5.42/4.81 元。数字示波器的前端电路包括多个运算放大器、可变增 益放大器芯片、电阻、电容以及三极管等器件，中低带宽示波器（≤2GHz）的前 端电路设计可采用分立器件架构，但高带宽示波器（≥4GHz）若采用分立器件构 建模拟前端电路会受到寄生参数影响，因此需要自研模拟前端集成芯片。基于低 风险、高可靠性考虑，模拟前端集成芯片设计可采用 SIP 多芯片封装技术，将多 个运算放大器裸芯片、可变增益放大器裸芯片以及电阻、电容、三极管等器件封 装在一个芯片中，其本质与硬件电路设计类似，后续芯片封测由封测厂完成。

2）ADC 芯片：属于通用芯片，模数转换器芯片将模拟输入信号转换成数字信号， 其采样率和位数直接决定示波器的带宽和分辨率。鼎阳科技 2018-2020 年 ADC 采 购 额 占 芯 片 采 购 的 10% 、 占 原 材 料 采 购 的 约 5% 左 右 ， 单 颗 均 价 分 别 为 21.70/36.64/30.43/37.37 元，单台示波器平均使用 1-4 颗 ADC 芯片，对整机性 能指标有关键作用，但成本占比有限。中低带宽示波器（≤2GHz）使用低采样率 的商用 ADC 芯片，主要供应商为 ADI、TI 等美国品牌，性能可靠、价格较低、供 应充足。高带宽示波器（≥4GHz）所采用的 ADC 芯片采样率在 10GSa/s、20GSa/s 以上，受到美国出口管制限制，需要企业自研或与国产芯片产业链合作。根据鼎 阳科技和普源精电披露，自研 ADC 芯片通常采用交织采样技术，多个 ADC 交织形 成更高速采集电路的设计方案相对成熟可靠，工艺制程采用 65nm 或 40nm 制程即 可实现，是国内芯片制造商技术成熟的工艺。此外，在国家政策及资金大力扶持 下，近年来国产高速高精度 ADC 芯片产业迅速崛起，将有助于电子测量仪器的国 产化进程。

3）FPGA 芯片：属于通用芯片，在线可编程逻辑门列阵，半定制电路。鼎阳科技 2018-2020 年 FPGA 采购额占芯片采购的 9%、占原材料采购的约 4%左右，单颗均 价分别为 69.11/57.78/67.79/66.86 元，价格基本稳定，成本占比较低。FPGA 是 通用标准芯片，主要供应商为赛灵思、英特尔等，美国《出口管制条例》规定当 FPGA 芯片满足可用 I/O≥700 个或 SerDes≥500G 的条件时，需取得美国商务部许可，对高带宽示波器研发生产造成影响，但目前普源及鼎阳在售及在研产品均不涉及。 国内安路信息、紫光、高云半导体、复旦微电子等公司已具备 FGPA 自主批量生产 能力，可逐步实现国产替代。

高端 ADC 芯片：高端示波器的最关键芯片，其速度精度影响示波器核心性能。高 端电子测量仪器面向高带宽、高频率的应用场景，对高精度、稳定性、可靠性要 求更严格，对芯片性能要求也显著提升。数字示波器通过 ADC（模数转换器）把 被测电信号转换为数字信号，再以数字信号处理的方式绘制出信号随时间变化的 波形。示波器的核心性能指标是带宽，决定了能采集到信号的频率范围，ADC 芯片的实时采样率与带宽密切相关，采样率决定了示波器在单位时间间隔内可采集 的样本点数，采样率越高，处理的数字信号越接近真实模拟信号，波形信号还原 度越高，失真越小。此外，ADC 垂直分辨率也是示波器高精度的必要条件，12 bit 分辨率可达到 8 bit 分辨率的 16 倍量化精度，将信号测量精度提升了一个量级， 可以更清晰分辨波形细节。发展高分辨率示波器已成为行业大趋势，海外龙头泰 克、力科在推 12 bit 高分辨率示波器，是德科技、罗德施瓦茨在推 10 bit 高分 辨率示波器。高速高精度 ADC 芯片是高端电子测量仪器必不可少的关键器件。