國產替代是近些年本土集成電路產業持續進行的議題,目前本土廠商對中低端市場的替代已十分飽和,但在短時間內卻很難撼動海外大廠對高端市場的把控。
對此情況,市場有聲音表示并不意外,用互聯網的話來說,那便是“海外廠商三代人的努力,憑什么輸給你10年埋頭苦干?”但實際上,本土廠商在較短時間內完成對高端市場的突破并非毫無機會,關鍵在于對技術的迭代更新的趨勢的把控。
以數據轉換器(如ADC和DAC)為例。隨著數據轉換器的速度和分辨率不斷提升,LVDS接口的數據轉換器的電流、功耗雖不會大幅度增長,但受制于本身結構的限制,其支持的最高數據率受限,也無法滿足如今高速數據傳輸的需求。
信息時代,數據的高速傳輸和即時處理是一大特征,尤其是在新能源汽車、無線基站、射頻采樣、衛星通訊和醫療影像等領域。也正因此,JESD204接口因其高效率、高速傳輸能力以及較小的封裝尺寸,在高速轉換器芯片設計中變得越來越重要。基于JESD204數字接口的數據轉換器正在興起,正將逐漸取代基于LVDS接口的數據轉換器,這種趨勢一如十幾年前基于LVDS接口的數據轉換器取代基于CMOS接口的數據轉換器那般。
以500MSPS以上的ADC/DAC為例,吞吐率呈指數上升,最高可達到數十Gbps,而采用傳統的CMOS和LVDS接口已經很難滿足設計要求,JESD204接口技術應運而生。該標準B版本將串行鏈路數據速率提高到了12.5 Gbps,有些產品則會提供16Gbps的版本,并適配物理層、數據鏈路層和傳輸層,確保數據傳輸的高效性和鏈路的穩定性。除了更高的傳輸效率,JESD204B在速度、尺寸和成本方面也更有優勢。而JESD204C作為該標準的更新版本,進一步提高了通道速率(25~32Gbps),以支持更高帶寬應用的需求,同時通過64b/66b編解碼方式提高有效載荷傳輸效率,改進鏈路穩健性。
牛芯半導體團隊在JESD204方向具有良好的前瞻性,伴隨ADC/DAC的精度、速度演進同步布局相關IP。團隊早期設計實現的JESD204B產品,打破了國際上對高端ADC的技術壟斷,以高難度設計助力國內芯片廠商成功研制16bit 125MSPS ADC芯片并實現產品量產。后續基于28nm工藝布局的JESD204B產品通道數據傳輸速率可以達到16Gbps,可適配更高要求的數據處理能力(14bit 500MSPS),能夠提供成熟硅驗證的PHY+MAC全套解決方案,支持多工藝節點集成,已被多家客戶采購集成并量產出貨。配合國內數據轉換芯片廠商開發,適用于14bit 3GSPS數據轉換器的JESD204B接口IP及DDC/DUC等數字處理模塊已實現硅驗證/量產;基于14/12nm先進FinFET工藝的28Gbps SerDes IP成功實現硅驗證/量產,可以全面支持JESD204C協議。
牛芯半導體自主研發的JESD204B/C TX/RX PHY+MAC IP解決方案,通道數據傳輸速率可達16/28Gbps的高速接口,可與ADC/DAC數據轉換器實現更快的采樣速率同步。這種IP解決方案不僅支持數據通路的各個關鍵層,還兼容國外高端ADC/DAC芯片,助力國內設計公司加速實現高速轉換器芯片的國產化進程。集成JESD204B/C接口的數據轉換器產品具有寬輸入帶寬、高采樣率、優異的線性度和確定性延遲等特點,可以廣泛應用在無線基站、射頻采樣、衛星通訊、雷達測距和醫療影像等領域。
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目前,牛芯半導體基于28nm工藝,自主研發的25Gbps JESD204C PHY及控制器已成功適配成都華微電子科技股份有限公司的8bit 64GSPS、12bit 16GSPS、12bit 40GSPS等多款ADC芯片產品,適用于雷達、電子DK、衛星激光通信、儀器儀表等應用。其中8bit 64GSPS的ADC芯片現已量產出貨,該ADC芯片集成了4個x8 lane TX PHY IP,支持共32通道的JESD204C接口,最高可實現800Gbps的數據通信。芯片支持JESD204C協議,同時前向兼容JESD204B協議。數據傳輸速率更高,每對差分線最高可實現25Gbps的信號傳輸,用更少的線對實現高速數據傳輸。ADC芯片內部的數據模塊包括傳輸層、數據鏈路層和物理層三部分,利用接口去加重技術實現了更遠距離的信號傳輸。ADC具有比較高的采樣率以采集高帶寬的輸入信號,同時具備較高的有效位數以分辨細微的變化,實現數據的高性能、高精度和低延遲轉換。
牛芯半導體的JESD204接口方案不僅提升了國內高速轉換器芯片的設計和制造能力,還對國家安全和信息安全具有重要意義,為國家建設自主可控的高速接口技術平臺提供有力支撐。
牛芯半導體成立于2020年,聚焦接口IP的開發和授權,并提供相關整體解決方案,致力成為全球領先的IP供應商。基于自主可控的核心技術,牛芯半導體在主流先進工藝布局SerDes、DDR等中高端接口IP,產品廣泛應用于消費電子、網絡通信、數據存儲、人工智能、汽車電子、醫療電子等領域。未來,牛芯半導體持續響應IP國產化需求,適應不斷演進的接口技術和日益拓展的接口互聯場景,賦能數智時代下的千行百業。
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牛芯半導體(深圳)有限公司(簡稱“牛芯半導體”)成立于2020年,聚焦接口IP的開發和授權,并提供相關整體解決方案,致力成為全球領先的IP供應商。
基于自主可控的核心技術,牛芯半導體在主流先進工藝布局SerDes、DDR等中高端接口IP,產品廣泛應用于消費電子、網絡通信、數據存儲、人工智能、汽車電子、醫療電子等領域。
未來,牛芯半導體持續響應IP國產化需求,適應不斷演進的接口技術和日益拓展的接口互聯場景,賦能數智時代下的千行百業。
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