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　　光通信行業概況 　　隨著全球信息互聯網規模的不斷擴大，高速光通信芯片網絡、純電子信息計算和傳輸能力的提高遇到瓶頸，光電信息技術正在崛起。在傳統的通信傳輸領域，早期通過電纜進行信號傳輸，但電力傳輸損耗大，中繼距離短，承載信息量小，信號頻率有限，光作為媒體具有容量大、成本低的優點，商業傳輸領域逐漸被光通信系統所取代。隨著技術的發展和完善，光電信息技術的應用逐漸擴展到醫療、消費電子、汽車等新興領域，為行業的發展提供了增長空間。 　　光通信是以光信號為信息載體，以光纖為傳輸介質，通過電光轉換和光信號傳輸信息的系統。在光通信系統傳輸信號的過程中，發射器通過激光芯片轉換電光，將電信號轉換為光信號，通過光纖傳輸到接收器，接收器通過探測器芯片轉換光電，將光信號轉換為電信號。 　　高速光芯片是當代高速通信網絡的核心之一。光芯片是實現光電信號轉換的基本元件，其性能直接決定了光通信系統的傳輸效率。光纖接入，4G/5G在移動通信網絡和數據中心等網絡系統中，光芯片是決定信息傳輸速率和網絡可靠性的關鍵。光芯片可進一步組裝加工成光電子設備，然后集成到光通信設備的收發模塊中，實現廣泛應用。光芯片在光通信系統中的應用如下： 　　 　　(1)光芯片屬于半導體領域， 位于光通信產業鏈上游，是現代光通信器件核心元件 　　光通信等應用領域中， 激光器芯片和探測器芯片合稱為光芯片。光芯片是光電子器件的重要組成部分，是半導體的重要分類，其技術代表著現代光電技術與微電子技術的前沿研究領域，其發展對光電子產業及電子信息產業具有重大影響。光芯片之于半導體的關系示意圖如下： 　　 　　從產業鏈角度看，光芯片與其他基礎構件(電芯片、結構件、輔料等)構成光通信產業上游，產業中游為光器件，包括光組件與光模塊，產業下游組裝成系統設備，最終應用于電信市場，如光纖接入、 4G/5G 移動通信網絡，云計算、互聯網廠商數據中心等領域。 　　光通信產業鏈示意圖如下： 　　 　　光通信產業鏈中， 組件可分為光無源組件和光有源組件。 　　光無源組件在系統中消耗一定能量，實現光信號的傳導、分流、阻擋、過濾等“交通” 功能，主要包括光隔離器、光分路器、光開關、光連接器、光背板等;光有源組件在系統中將光電信號相互轉換，實現信號傳輸的功能，主要包括光發射組件、光接收組件、光調制器等。 　　光芯片加工封裝為光發射組件(TOSA)及光接收組件(ROSA)，再將光收發組件、電芯片、結構件等進一步加工成光模塊。光芯片的性能直接決定光模塊的傳輸速率，是光通信產業鏈的核心之一。 　　 　　(2)光芯片的基本類型 　?、俟δ芊诸?　　光芯片按功能可以分為激光器芯片和探測器芯片，其中激光器芯片主要用于發射信號，將電信號轉化為光信號，探測器芯片主要用于接收信號，將光信號轉化為電信號。 　　激光器芯片，按出光結構可進一步分為面發射芯片和邊發射芯片，面發射芯片包括VCSEL 芯片，邊發射芯片包括 FP、 DFB 和 EML 芯片; 　　探測器芯片，主要有 PIN 和 APD 兩類。 　　具體情況如下： 　　 　　A、 激光器芯片 　　激光器芯片主要有VCSEL、FP、DFB和EML，具體特點如下： 　　 　　B、 探測器芯片 　　探測器芯片主要有 PIN 和 APD，具體特點如下所示： 　　 　?、谠牧戏诸?　　光芯片企業通常采用三五族化合物磷化銦( InP)和砷化鎵( GaAs)作為芯片的襯底料，相關材料具有高頻、高低溫性能好、噪聲小、抗輻射能力強等優點，符合高頻通信的特點，因而在光通信芯片領域得到重要應用。 　　其中，磷化銦(InP)襯底用于制作 FP、 DFB、 EML 邊發射激光器芯片和 PIN、 APD探測器芯片，主要應用于電信、數據中心等中長距離傳輸;砷化鎵( GaAs)襯底用于制作 VCSEL 面發射激光器芯片， 主要應用于數據中心短距離傳輸、 3D感測等領域。 　　(3)光芯片的發展概況 　　光通信指的是以光纖為載體傳輸光信號的大容量數據傳輸方式，通過光芯片和傳輸介質實現對光的控制。20 世紀 60 年代，激光器芯片技術和低損耗光纖技術出現，激光器芯片材料和結構不斷發展，逐步實現對激光運行波長、色散問題、光譜展寬等的控制。 　　經過結構設計、組件集成和生產工藝的改進，目前 EML 激光器芯片大規模商用的最高速率已達到 100G， DFB 和 VCSEL 激光器芯片大規模商用的最高速率已達到 50G。在不斷滿足高帶寬、高速率要求的同時，光芯片的應用逐漸從光通信拓展至包括醫療、消費電子和車載激光雷達等更廣闊的應用領域。 　　2、光芯片行業的現狀 　　(1)光芯片行業國外起步較早技術領先，國內政策扶持推動產業發展 　?、贇W美日國家光芯片行業起步較早、技術領先 　　光芯片主要使用光電子技術，海外在近代光電子技術起步較早、積累較多，歐美日等發達國家陸續將光子集成產業列入國家發展戰略規劃，其中，美國建立“國家光子集成制造創新研究所”，打造光子集成器件研發制備平臺;歐盟實施“地平線 2020” 計劃，集中部署光電子集成研究項目;日本實施“先端研究開發計劃”，部署光電子融合系統技術開發項目。海外光芯片公司擁有先發優勢，通過積累核心技術及生產工藝，逐步實現產業閉環，建立起較高的行業壁壘。 　　海外光芯片公司普遍具有從光芯片、光收發組件、光模塊全產業鏈覆蓋能力。除了襯底需要對外采購，海外領先光芯片企業可自行完成芯片設計、 晶圓外延等關鍵工序，可量產 25G 及以上速率光芯片。此外，海外領先光芯片企業在高端通信激光器領域已經廣泛布局，在可調諧激光器、超窄線寬激光器、大功率激光器等領域也已有深厚積累。 　　 　?、趪鴥裙庑酒試a替代為目標，政策支持促進產業發展 　　國內的光芯片生產商普遍具有除晶圓外延環節之外的后端加工能力，而光芯片核心的外延技術并不成熟，高端的外延片需向國際外延廠進行采購，限制了高端光芯片的發展。以激光器芯片為例，我國能夠規模量產 10G 及以下中低速率激光器芯片，但 25G 激光器芯片僅少部分廠商實現批量發貨， 25G 以上速率激光器芯片大部分廠商仍在研發或小規模試產階段。 　　整體來看高速率光芯片嚴重依賴進口，與國外產業領先水平存在一定差距。我國政府在光電子技術產業進行重點政策布局， 2017 年中國電子元件行業協會發布《中國光電子器件產業技術發展路線圖( 2018-2022 年)》，明確 2022年 25G 及以上速率 DFB 激光器芯片國產化率超過 60%，實現高端光芯片逐步國產替代的目標。國務院印發“十三五” 國家戰略性新興產業發展規劃，要求做強信息技術核心產業，推動光通信器件的保障能力。

　　隨著手機模塊以及功能的復雜化，單部手機的電池管理芯片數量呈現出增長的趨勢，高端智能手機在電量計、電池保護、充電管理等方面對電池管理芯片的需求持續上升，平均每部智能手機所需芯片數量達到4顆以上，手機BMS芯片市場迎來新動能。 　　適用于電量計芯片，選擇一款合適的電量計芯片型號　　●互感器和采樣電阻兩種采樣方式，哪個精度更高?　　1、采樣電阻：成本低，體積小，溫度特性比互感器差　　2、互感器：成本高，體積大，溫度特性好　　3、精度上兩者沒有區別 　　  　　●擔心電源共地，有安全隱患，有沒有方法可以避免?　　使用電阻采樣方式時，我們通常會使用非隔離電源芯片給計量芯片供電，而非隔離電源實際上是沒有隔離的電源，如果這時，電源再給MCU供電，就會導致整個系統沒有隔離強電，如果擔心整個系統帶有強電，有以下兩個方案可以解決：　　1、設備外殼完全絕緣2、再增加一套隔離電源給MCU供電，MCU和計量芯片之間的通訊采用光藕器件隔離，這樣，可以使得整個系統是部分區域帶有強電，在設計時，注意這部的絕緣即可。  　　●電源的地怎么接?可不可以用火線做地?　　1、參考設計圖紙是N線做為GND，我們以N線為GND的目的是考慮到L線和N線對大地的壓差不同，以N為GND比以L為GND更加安全?！　?、L對大地的壓差是220V，N對大地是沒有壓差的?！　?、一般GND占比PCB的面積相對其它電氣Net的面積多，所以以N為GND比以L為GND會安全些?！　?、采用非隔離采樣時，為什么5V的GND要和N連在一起，詳細說明可以看看文檔：HLW8012參考地和N線的關系[文檔適用于所有計量芯片]。 　　●計量芯片采樣電路的采樣電阻和電容的規格是?　　非隔離采樣：　　采樣電阻一般0.001R/2W，其余電阻電容可以選用0805或0603封裝，電壓值選16V或10V　　隔離采樣：　　所有電阻電容可以選用0805或0603封裝，電壓值選16V或10V  　　●采樣電阻如何選擇(溫度系數、封裝、材料參考資料)　　按材料分類，采樣電阻一般分為合金電阻、鏮銅電阻和錳銅電阻　　1、溫度特性：錳銅電阻優于鏮銅電阻，鏮銅電阻優于合金電阻　　2、精度：合金電阻優于鏮銅電阻和錳銅電阻，合金電阻可以做到1%　　3、詳細的區別見附件文檔：采樣電阻有哪幾種類型　　所以，如果不是電表產品，量程小于40A的，推薦使用合金電阻。 

　　ADC/DAC芯片作為模擬電路的高地，其技術壁壘極高，毛利率極高、產業集中度極高、下游應用無數，尤其是在軍事、通信、工業控制、醫療設備等領域有不可替代的作用，而且這一領域對人才資源的需求遠大于資金，在外部技術封鎖、高性能產品IP被保護的情況下，具有正向研發能力的核心人才決定了我國在這一黃金賽道發展的天花板。 　　ADC/DAC芯片的技術難度　　ADC/DAC是用來測量/模擬聲光電信號的，可是這些自然界信號都是連續的，而測量/模擬出來的是一段段不連續信號。為了讓不連續信號最大程度的與連續信號一致，就要在采集不連續信號時把每一次采集得到的信號都做的足夠小、足夠密集，這樣把所有不連續信號拼接在一起，就能最大程度上模擬自然界的連續信號。  　　所以ADC/DAC就像一把刻度足夠小的尺子，我們的目的是用它來測量各種彎曲的信號(類似微積分的方法)?？墒侨绻咦拥目潭炔粶试趺崔k?那測出來的結果還準確嗎?一般來說，尺子的刻度正常情況下一小格應該是標準的1mm。但是由于生產精度，材質，受力引發的形變啦等影響，尺子上上標注的1小格可能并不是標準的1mm了，可能是0.98mm，也可能是1.02mm。這樣我們在量取一個物件的長度時就會出現誤差?！　? 　　ADC/DAC芯片作為一把尺子，其“刻度”十分微小，外界的溫度、濕度、電磁感應等等因素都可能影響ADC/DAC的“刻度”，體現為理想特性曲線因各種噪聲影響而形成的實際特性曲線，進而使ADC/DAC芯片測出來的數據失真。所以就要通過各種方法提前對可能影響其“刻度”變化的因素進行排除。但是這些影響情況接近無窮，各種環境下的影響因素、作用量都有其個性，需要用極其復雜的數學工具進行反復的模擬仿真。其底層難點是數學、物理、化學、EDA軟件等多個學科的集合，對一個國家的綜合科研實力有極高的要求，這就是ADC/DAC芯片設計的難點?！　?   　　國內市場暴漲牽引強大勢能　　中國大陸是全球模擬芯片首屈一指的目標市場，根據IDC的數據，已占比36%，且隨著中國制造業升級，其占比仍在不斷攀升，成為全行業重點關注的機會，中國市場也一舉成為該領域兵家必爭之地。  行業龍頭TI(德州儀器)在2020年營收108.86億美元，保持了6%的增長，控制了業內20%以上的市場份額。中國是其最大的單一市場，2016年時曾達到峰值——公司當年134億美元的收入中，約有60億美元來自對中國內地和中國香港的出口。  ADI(亞德諾)在兼并Maxim(美信)之后，收入規模已達到80億美元(2019)，市場占有率接近15%，但仍低于TI的19%，其中中國大陸在多災多難的2020財年表現搶眼，是唯一保持增長的區域市場(增長2%)，占比24%。  國內市場除熟知的5G基站建設對ADC芯片產生剛需之外，軍工領域的客戶也在逐漸形成一股不可忽視的力量?？紤]到ADI/TI等外資供應商無法直接進入我國軍工市場，導致軍工客戶對國內供應商十分友好，愿意給國產品牌足夠多的信任和耐心，是難得的藍海領域。相控陣雷達是ADC/DAC芯片重要的被集成對象。相控陣雷達使用一系列天線元件，每個元件的相對相位各不相同，從而控制輻射圖或波束。波束可以通過電子方式對準各個方向，從而克服機械控制天線所具有的速度受限和可靠性問題。因此，它可以極大地降低尺寸、重量和功耗 (SWaP)，使其成為備受雷達、通信、航空航天和電子戰等國防應用的青睞。  據不完全統計，未來一段時間內，ADC/DAC芯片在有源/無源相控陣雷達領域的軍方采購需求高達3000多萬只，市場體量上百億人民幣量級。同時，在各類軍用載具(飛機、艦艇等)上，雷達的使用也是十分充分的。不僅有進攻用探測雷達，也有防守用雷達信號接收機，使各類軍用載具的雷達使用率大幅度提高。未來五年軍民市場規模有望合計達到600億美元(約合人民幣3600億元)，全球占比37.5%。2016-2020年我國軍用雷達市場有望達到170億美元。受益軍工電子信息化以及彌補差距，雷達軍用市場空間廣闊。隨著國家經費投入、裝備平臺建設及編制改革的推進，預計軍工電子信息化未來十年市場空間超萬億。軍用雷達搭載平臺包括軍機、艦船、坦克等。目前中國與美俄在軍機產業鏈、海軍力量、坦克數量上差距巨大，在規模擴大、更新換代的驅動下，軍用雷達有望實現大規模發展。   　　國產供應商逐漸發力　　相比于起步于上個世紀60年代的國際競爭對手，第一批國產民營ADC./DAC芯片設計企業普遍于2003-2013年前后才開始創業，目前已經有多家上市公司：如芯?？萍?2003，于2020年登陸科創板)、天微半導體(2003)、昆騰微(2006，沖擊科創板失利)、海芯(2006)、思瑞浦(2007，于2020年登陸科創板)、圣邦微(2007，于2017年在創業板上市)、芯佰微(2008)、云芯(2010)、國石半導體(2011)、迅芯(2013);也有國企背景的改制企業：如上海貝嶺(老牌國企，主板上市)、美辰微(中電14所，2010)、吉芯(中電24所，2019)、民芯(航天772所，2005);以及2016年以來的后起之秀，都有深厚的海內外知名高校背景和VC/PE的加持：如智毅聚芯(2016)、韜潤半導體(2016)、治精微(2017)、九天睿芯(2018)、靈矽微(2018)、類比半導體(2018)等。 

　　　　廣東大普通信技術股份有限公司CTO田學紅表示，對通信需求最復雜的終端產品不是手機，是汽車。相對于手機有更寬容的條件支撐更高性能的通信指標，汽車有更復雜的場景和需求，而其更高階的通信調制，也帶來了對時鐘噪聲更苛刻的需求?！　∫宰詣玉{駛為例，高精度定位是核心支柱。高精度定位要求時鐘器件繼續大大提高其穩定性。由于高精度定位完全依賴衛星信號，定位容易受到影響，包括大氣氣體、云、雨、霧等天氣因素以及強電磁信號的影響;道路衛星信號接收器(手機、汽車等)在不斷移動的過程中，會被高層建筑或隧道屏蔽。如果可以基于高穩定性的當地實時時鐘RTC，可以糾正影響引起的異常數據，保證定位精度的穩定，再配合當地高性能慣導(目前1/1000左右，還有很大的提升空間)，保證各種復雜場景下亞米級定位精度?！　「呔榷ㄎ恢皇且粋€例子，事實上，RTC它是汽車中多個系統的基本功能模塊，包括電池管理系統(BMS)，汽車儀表、車載監控主機、車輛控制單元(T-BOX)，中控顯示屏，車載信息娛樂系統。作為喚起源之一，RTC可開啟BMS管理自己的工作模式(休眠、操作等)。);作為SOC電池管理算法的輸入條件，RTC可用于定期對SOC調整;作為日歷時間，RTC為BMS提供與歷史數據和故障信息相對應的時間坐標。BMS中，對RTC需求集中在寬溫區，可靠性高，精度高?！　〉诙径?，大普通信推出了兩款車規級超高精度RTC芯片系列INS5A8900和INS5A8804。INS5A89XX 是一款高精度、低功耗、車規級實時時鐘芯片，內置32.768KHz 晶振、高精度溫度傳感器以及溫度補償電路，自動調整時鐘精度。具有I2C 通信接口，支持日歷(年、月、日、時、分、秒)和時鐘計時等多種功能?！　?　　INS5A88XX 是一款高精度、低功耗、車規級實時時鐘芯片，內置32.768KHz 晶振、高精度溫度傳感器以及溫度補償電路，自動調整時鐘精度。具有I2C 通信接口，支持日歷(年、月、日、時、分、秒)和時鐘計時等多種功能?！　?　　大普通信2005年成立于東莞松山湖，是一家提供芯片、高穩時鐘、時間服務器和射頻無源器件整體時鐘產品解決方案的供應商。田學紅表示，大普通信跟隨于3G，成長于4G，領先于5G，目前已成為全球五大通信設備商及主要設備提供商的戰略合作伙伴，業務覆蓋從通信設備到電力、工控、汽車電子、安防監控、儀器儀表、智慧醫療、智能家居、消費電子、AIoT等領域，在多個指標上打破國外壟斷，實現國產替代。而針對汽車的超寬帶車載通信、自動駕駛高精度定位和車聯網，大普通信分別推出了具有超低相噪、高穩定度和低功耗的RTC?！　?

　　1、IGBT芯片是什么?　　IGBT芯片是什么?這種半導體產品目前可能已經逐漸熟悉了。普通人都知道有這樣一種芯片，是一種非常關鍵和大量的半導體產品。IGBT全稱為絕緣柵雙極晶體管，是一種復合結構裝置，它融合了MOS晶體管和BJT雙極晶體管在電流電壓轉換、電能導出等領域應用廣泛，特別是在高壓大電流領域，IGBT主導地位是人類控制電能和使用電能的核心半導體設備之一。這種半導體器件主要用于電子電力轉換領域。我們通常稱之為功率半導體，這是最簡單的應用。比如我們的筆記版電腦都有電源適配器，這里就是IGBT，起到升降壓、交直流變化的過程，顯然IGBT它是功率半導體中最重要的一部分。其功能是控制電，是電能轉換與應用的核心芯片?！　?、IGBT是一種定制化產品還是通用型產品?　　IGBT與其他芯片相比，它是一種基本商品。一般來說，在公司網站上，它會釋放自己的家庭IGBT產品的詳細介紹將表明這一塊IGBT產品的各種參數，如最大集電極電流ICM，發射集的最高電壓UCES，格柵極擊穿場強UGEM，導通電壓、抗壓水平、開關速率、載流子類型及壽命、輸入電容、集電極最大功耗PCM，使用環境溫度等。當客戶看到這些參數時，他們可以根據實際應用需求設計和組合所需的電源模塊方案，但客戶之間的需求是不同的。對于不同應用領域的不同用戶，將會有各種調整。一旦最終確定，它就不會被更換，但如果供應不能供應，它也可以改變企業的類似商品。但本質上，我們仍然認為IGBT是標準通用商品?！　?、為什么IGBT被看做碳中和最受益的功率半導體? 　　為什么IGBT與碳中和有關源的大規模推廣與碳中和有關。IGBT提出更高的需求，最典型的就是光伏逆變器的應用，這里需要大量的高壓、超高壓IGBT以及IGBT模塊將光伏發出的粗電轉化為穩定上網的精細電，是未來碳中和的關鍵階段。IGBT在電瓶車時代的應用中，過去汽車是燃料汽車，無論汽油如何變化，都不能改變燃料汽車廢氣排放問題，但現在提倡節能環保新能源汽車，未來將是新能源電動汽車時代，電動汽車需要使用大量IGBT等功率半導體產品。無論電清潔電能的獲取和利用如何，都是未來減少二氧化碳排放、實現碳中和的關鍵。電能的利用離不開功率半導體和IGBT。