5G RedCap或助推基站放量增長，高速ADC機會巨大

電子發燒友網報道（文/李寧遠）國際移動通信標準權威組織3GPP每一次Release都為移動通信產業指明了技術演進的方向。在R17版本凍結后，5G 應用也不再局限于局部試點，逐漸向各行業全流程各個環節開始滲透，整個產業開始加速成熟。

在R17里，RedCap這一技術引起了大家的注意。5G RedCap也被稱為輕量化5G，旨在通過減少終端帶寬、收發天線數量、降低調制階數等方式，降低現有5G終端的高成本和功耗，以更契合的方式推進5G在大規模應用里的商業普及應用。

RedCap規?；逃脻u近

輕量化5G技術簡單來看，就是為了實現簡化網絡設備與終端設備的復雜度，降低設備的整體成本，降低能耗。輕量化后的5G支持較低復雜程度的5G設備，在帶寬、功耗、天線設計和成本方面均介于eMBB和LPWAN之間，有效均衡5G大寬帶、高速率、廣連接、低時延之間的能力，滿足差異化行業聯網需求。

比如在最大帶寬上，FR1頻段基于NR UE的100MHz帶寬，將RedCap UE支持的最大帶寬縮減到了20MHz，以匹配業務需求相對低的5G終端通信；在天線能力上，RedCap UE的天線數量降為可最低支持1T1R；最大調制階數也由256QAM降為最低64QAM。

進入2023年，輕量化5G產業正在迅速落地。移遠通信不久前就推出了輕量化5G RedCap模組Rx255C系列，助力5G拓展至更多應用領域；紫光展銳與中興通訊也完成了5G R17 RedCap關鍵技術實驗室驗證；中國聯通在2023MWC世界移動通信大會期間，也發布了全球首款通用型5G RedCap商用模組NX307。

在5G輕量化初期，模組價格在200元左右，規?；逃煤?，價格將進一步下探。高性價比的模組產品無疑會進一步激發5G基站市場規模的增長。

5G基站的硬件架構決定了設備形態與性能，進而影響5G網絡的服務能力，5G基站的大規模部署將帶動其中模組核心芯片、核心器件的增長?；鶐酒?、數字中頻芯片、收發信機芯片、ADC/DAC、功放、濾波器等等核心芯片與器件都將受益5G基站市場的增長迎來大量需求。

其中，ADC模數轉換芯片無疑是決定5G基站通信能力的重要一環。從3G到4G，再到目前火熱的5G通信，模擬信號轉換精度要求變化相對來說不大，但帶寬要求越來越大，5G的發展給ADC芯片設計的精度和速度兩個部分要求越來越高。5G通信下，普遍的便攜式終端如手機需要160+MSPS，12bits的ADC芯片，基站里面則需要250MSPS-1GSPS，14-16bit的ADC芯片。

根據Tech Insight的數據，當前ADC芯片的主要下游需求為通信設備，一直是占據大份額的第一市場，高于汽車電子也高于工業。單個5G基站的ADC芯片使用就高達兩位數。據工信部數據，截至2022年底，我國累計建成并開通5G基站231.2萬個，基站總量占全球60%以上。5G輕量化帶來的便捷優勢，將進一步加速5G基站的大規模落地，帶給ADC成長的空間巨大。

5G需要怎樣的高速ADC

眾所周知，在ADC這條賽道上，TI和ADI不論在高速高精產品的性能上，還是在全球的市占率上，都是一騎絕塵。而且我們知道，模擬芯片是一個高毛利率長生命周期的賽道，尤其注重芯片的可靠性和穩定性。這意味著ADC這類模擬芯片在一類新場景新應用里驗證的時間會比較長，切入客戶方案之后，迭代周期也會比較長。國內領先的ADC廠商上在技術上和這兩家國際巨頭也有2-3代的差距，仍處于學習和追趕的階段。

5G和輕量化5G對ADC的需求集中在高速ADC上，其中以流水線型ADC為主，以及一部分SAR ADC。流水線型ADC主攻高速，是高速數據轉換系統?？?，SAR ADC則是性價比高，性能比較靈活。

先看國際頭部廠商在5G高速ADC上的進展。在TI的高速ADC列表里，處于供貨狀態且速率在250MSPS以上的料號就有127個，還不包括處于預發布的高速ADC。僅去年下半年時間，TI就發布了4款高速ADC新品，其中最低速率1500MSPS（ADC34RF52），最高10400MSPS（ADC12DJ5200-EP）。這些高速ADC在高速之余，在噪聲、功耗、尺寸等其他性能上繼續做著提升。針對特定應用，比如5G基站建設、激光雷達等高速ADC應用，TI也有專門開發相應的模擬前端來適配相關應用。

ADI目前處于供貨狀態且速率在250MSPS以上的料號有82個。最新的料號于一年前發布，AD9213系列，標準的10.25 GSPS高速ADC。并在其中實現了動態范圍和線性度性能的結合，同時功耗有進一步降低。ADI針對5G設計，有著全頻譜系統設計復雜射頻架構的能力，提供提供出色的高性能、低功耗高速ADC的同時還能提供5G相關的智能算法，在整個5G基站信號鏈設計上積累深厚。

目光轉向國內市場，目前國內ADC廠商也會圍繞一些專用市場開發專用ADC，比如5G基站ADC、手機BMS ADC、儲能BMS ADC、激光雷達AEF ADC等等。在這種專用的新興市場里，國產ADC機會還是非常大的。比如做輕量化5G基站ADC，在國內能鎖定中興或者華為就有很大優勢。

5G基帶SOC需要高速ADC來轉換接收到的射頻信號，華為作為國內5G先行者，在高速ADC上研發一直比較神秘，沒有太多相關信息流出，但是技術已經具備自研的實力。除了華為海思，在高速ADC賽道上，國內也有不少廠商取得了不俗的成績。

芯佰微電子旗下ADC產品以高速為切入點，推出了不少高速ADC產品，覆蓋SAR、Pipeline、Sigma-Delta架構。目前250MSPS速率以上的產品已有5個料號，其中最高ADC采樣速率已經可以達到1500MSPS（CBM08AD1500QP，8bits）。

圖源：芯佰微電子

同樣擁有超高速ADC產品線的迅芯微電子也致力于高速ADC國產化，有著不錯的技術優勢，在保持技術優勢的同時在向集成化ADC芯片拓展，同時推進原型芯片的量產以此來滿足國內5G基站、光通信等領域的需求。

被振華電子并購的云芯微電子對標ADI的AD96XX、AD92XX系列也推出了7款250MSPS速率以上的ADC芯片，目前主要應用于通信，雷達市場。

靈矽微電子2020年推出的ADC產品，在不犧牲傳統低功耗ADC的功耗利用率的前提下將速率做到了1GSPS（8bit），并已經成功流片。據悉正在向將向1GSPS14bit等更高端的方向進行迭代，并繼續布局5G通訊場景。

小結

5G為代表的通訊領域一直是ADC芯片重要的增量市場，同時也是占據最大份額的第一市場。在輕量化5G步入大規模落地階段后，又將進一步推動5G模組5G基站對高端ADC尤其是高速ADC的需求。