中國又打破了美一項卡脖子技術(shù):破美壟斷
2016-05-13
中科院微電子所成功研發(fā)出超高采樣率、寬頻帶的30Gsps6bit超高速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（DAC），成功大幅縮短了與先進(jìn)國家的技術(shù)差距，為我國在該領(lǐng)域擺脫國外技術(shù)壁壘限制增加了關(guān)鍵性的籌碼，對下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。更關(guān)鍵的是，該芯片已在武漢郵電科學(xué)院構(gòu)建的1Tb/s相干光OFDM傳輸驗證平臺上實現(xiàn)應(yīng)用驗證。
就在今年3月，美國對中興通訊進(jìn)行制裁的時候，由于中興通訊FPGA、光器件、高速ADC/DAC等器件很大程度上依賴從美國進(jìn)口，一些媒體甚至認(rèn)為中興通訊將可能遭遇寒冬，乃至破產(chǎn)。而本次的技術(shù)突破則有望使中興通訊在ADC/DAC方面擺脫受制于人的局面。
ADC芯片
在當(dāng)下，數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)已覆蓋了生活和工業(yè)生產(chǎn)的方方面面，比如計算機就是非常典型的數(shù)字系統(tǒng)，在工業(yè)領(lǐng)域，很多工業(yè)檢測多是連續(xù)變化的物理量，往往用與之對應(yīng)的電壓、電流或頻率等進(jìn)行模擬，因而這些都屬于模擬系統(tǒng)。而高速ADC/DAC則是連接數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)的橋梁和媒介——數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號，而模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）則反過來，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。至于ADC/DAC是如何發(fā)揮各自作用的，則以光纖通信為例。
在光纖通信中，由于電纜和光釬傳輸?shù)亩际悄M信號（同軸電纜傳輸?shù)氖悄M信號，光纖傳輸?shù)氖枪饷}沖信號，大多屬于模擬信號），這就必須在發(fā)送端先把數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號，在接受端把模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，也就是在發(fā)送端必須要有DAC，接收端安裝ADC，而如果ADC/DAC芯片性能有限，則直接會影響到光纖通信的傳輸速率。
DAC芯片
實際上，受制于ADC/DAC芯片的性能，現(xiàn)在的光纖通信根本沒有達(dá)到理論性能的極限，還有很大的潛力可以挖掘，因此，高性能的ADC/DAC對5G通信，以及大數(shù)據(jù)中心、以太網(wǎng)光互聯(lián)、短距離互聯(lián)通訊等領(lǐng)域有著重要意義。另外，在軍用領(lǐng)域微電子所的該項技術(shù)突破也頗具意義——超高速ADC/DAC是雷達(dá)的重要器件，在電子戰(zhàn)中，頻率捷變也必須仰仗超高速ADC/DAC。
因此，超高速ADC/DAC無論對國防軍事，還是民用工業(yè)都意義非凡，而如此關(guān)鍵的技術(shù)，其技術(shù)制高點卻一直被美國、日本等發(fā)達(dá)國家把持，對中國而言非常不利，前段時間，中興通訊被美國制裁，據(jù)媒體聲稱超高速ADC/DAC也位列制裁名單之上。
SFDR測試結(jié)果
為打破西方國家對超高速ADC/DAC的技術(shù)壟斷，2006年，在微電子所研究員劉新宇帶領(lǐng)下成立了超高速數(shù)模混合電路研發(fā)團(tuán)隊，經(jīng)過近10年的技術(shù)積累，在國家“863”項目的支持下，成功研制出超高采樣率、寬頻帶的30Gsps6bitADC/DAC芯片，據(jù)微電子所公開信息顯示，30Gsps6bitADC芯片和30Gsps6bit
DAC芯片參數(shù)如下：
30Gsps6bitADC芯片面積為3.9mmx3.3mm，采用4路交織技術(shù)，子ADC采用自主創(chuàng)新的折疊內(nèi)插架構(gòu)。芯片內(nèi)部集成三項誤差校準(zhǔn)電路，通過與FPGA配合可實現(xiàn)通道之間的自動校準(zhǔn)。芯片輸出采用24路高速串行數(shù)據(jù)接口，支持在30GSps采樣率下全速率輸出。芯片的最高采樣率為30Gsps，每秒可產(chǎn)生300億次模數(shù)轉(zhuǎn)換，總功耗為8W。該款芯片的-3dB帶寬為18GHz。在30Gsps采樣率下，低頻有效位達(dá)到5bit，高頻有效位大于3.5bit，無雜散動態(tài)范圍（SFDR）大于35dBc。
高頻測試結(jié)果
30Gsps6bitDAC的芯片面積為3mmx2.8mm，采用了分段式電流舵DAC架構(gòu)。該芯片集成24路高速串行數(shù)據(jù)接收器，以及4-1MUX高速電路，支持在30GSps采樣率下全速率輸出。該芯片還集成了占空比校正和延遲偏差校準(zhǔn)電路。測試結(jié)果表明芯片在30Gsps采樣率下工作時，低頻無雜散動態(tài)范圍（SFDR）達(dá)到44dBc，在第一奈奎斯特區(qū)內(nèi)SFDR大于28.5dBc。芯片總功耗6.2W。
老外來中國被一技術(shù)徹底折服
不帶錢包在中國怎么度過一天,結(jié)果讓老外驚呆了;這樣的中國美食，驚呆外國人，不敢再吃一次；呃~~~~我們在網(wǎng)上時常會看到這樣“外國人伙呆”的消息！然而，今天我們要說的，也正是讓外國人伙呆的一個話題！
外國人“跪了”：深深的被中國高鐵打敗了
這還得從一個還沒開始就“輸了”的比賽說起。近日，澳大利亞球隊在中國火了，不是因為他們球技，更不是因為顏值，而是因為中國高鐵！事情是這樣的，前兩天，一支澳大利亞的籃球隊——阿德萊德36人隊來中國比賽。在去比賽的路上，就差點給中國“跪了”。他們乘坐高鐵前往山東，看到高鐵300公里/小時的速度，當(dāng)時就全部都震驚了，嘖嘖，當(dāng)時的小表情完全就是劉姥姥進(jìn)大觀園……（也難怪澳大利亞人民這反映，因為他們XPT平均時速僅為63公里）
還記得曾經(jīng)在中國感受高鐵的那個澳大利亞記者不，“從上海到北京，整個行程約1200公里，僅用4小時55分鐘”，然而在澳大利亞“從布里斯班到悉尼，距離比從北京到上海還少280公里，耗時卻長達(dá)16小時?！庇纱税l(fā)出感慨，中國和澳大利亞到底誰才是發(fā)展中國家！
澳大利亞不哭，因為被中國高鐵打敗的遠(yuǎn)不止你們一個！
在俄羅斯工業(yè)創(chuàng)新展上，俄觀眾在拍攝中國和諧號列車模型
前不久俄羅斯推出了一個關(guān)于中國的紀(jì)錄片，其中有一集也是描述中國高鐵的！在該記錄片中，介紹中國高鐵是“全世界最快的高鐵”。“中國建成了世界上最快的鐵路，那最長的高速鐵路線路在哪呢？沒錯，還是在中國。”
“我1994年第一次來到中國時，火車時速還是50公里，而現(xiàn)在（作驚嘆狀），平均時速達(dá)到了300公里１
時速高達(dá)300公里每小時的中國高鐵
2015年7月，一個瑞典小伙也被中國高鐵速度給驚呆了！他將一枚硬幣放在時速為300公里的京滬高鐵窗邊，在長達(dá)9分鐘的視頻里，列車飛速行駛，硬幣始終屹立不倒。這小伙還感嘆一句：“現(xiàn)代高速鐵路既快又舒適，中國高鐵已經(jīng)成為全球高鐵的領(lǐng)導(dǎo)者。”
一位坐過京滬高鐵的伊朗小伙說，那真是一段美妙的經(jīng)歷！世界確實很大，可是擁有中國這種技術(shù)的國家，恐怕就沒多少了。這里的高鐵每小時可達(dá)到300公里的時速，卻一點也不抖。還能欣賞沿途的風(fēng)景，這一點飛機都比不了！
泰國網(wǎng)友Aslimversgwm：“全球最快——夢幻啦！300公里時速，簡直感覺不出來是這個時速！嶄新的車體，超級平穩(wěn)。4-5個小時就能跑1350公里——天?。?br />
沙特網(wǎng)友larry-tate：“我們從上海虹橋出發(fā)到北京，坐二等座，座椅舒適，衛(wèi)生間也是蠻好。一到北京南站出來，我們就坐地鐵進(jìn)城，快啊，省時省錢，這可不是坐飛機的效果哦。我再不會坐飛機從上海飛北京了?！?br />
中國高鐵的快、穩(wěn)……讓老外都給跪了！這些外國人幾乎都提到了一條線路——京滬高鐵，這條線路有多牛逼：它是世界上一次性開通運營里程最長的高速鐵路，全長1318公里，還是目前中國發(fā)車頻次最高的高鐵線路，5分鐘一趟，這頻率不是跟公交地鐵差不多么！
中國其它高鐵線路：也有資本讓外國人合不攏嘴
你以為就只有這條高鐵線路能上外國人張大嘴巴？呃~~~~~還真不是這樣！不信看看下面這些線路：
哈大高速鐵路，我國目前在最北端的嚴(yán)寒地區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高的，也是世界上第一條穿越高寒季節(jié)性凍土地區(qū)的高鐵。高鐵車廂還能有效抗凍，在零下四十度的情況下各部件還能正常運行，堪稱名副其實的“雪國列車”。
蘭新高鐵全長1777公里，其中新疆段710公里，是世界上一次性建設(shè)里程最長、穿越沙漠地帶和大風(fēng)區(qū)的高速鐵路，途經(jīng)煙墩風(fēng)區(qū)、百里風(fēng)區(qū)、三十里風(fēng)區(qū)和達(dá)坂城風(fēng)區(qū)四大風(fēng)區(qū)。
是不是聽到如此“拉風(fēng)”的，坐都不敢坐了，放心能穿越風(fēng)沙的都是有本事的！坐里面的感覺絕對是，不管外面多大的風(fēng)，車廂里邊依然穩(wěn)如泰山！
京廣高鐵
提到京滬高鐵，就不得不說京廣高鐵了！這條號稱世界上運營里程最長的高鐵，自然不是吹出來的。全長2298公里。始于北京西站，到達(dá)廣州南站。
途徑地方多，美食自然也不少，京廣高鐵絕對是吃貨的不二之選！這話怎么說的：廣州吃早茶、長沙吃臭豆腐、武漢啃鴨脖吃熱干面、鄭州吃燴面、保定吃驢肉火燒、北京品烤鴨…這些事在一天內(nèi)就可做到，可隨意吃、任意嗨購！
甚至還規(guī)劃了通往臺灣的高鐵
以上也僅僅是中國高鐵的一部分，高鐵發(fā)展這短短十幾年的時間：中國高速列車保有量已有1300多列，世界最多；列車覆蓋時速200公里至380公里各個速度等級，種類最全；動車組累計運營里程約16億公里，經(jīng)驗最豐富。
然而盡管如此，我們很多國人并不待見自己的高特！
為何還有不少人跪舔日本、踩中國？“高鐵始于日本、發(fā)展于歐洲、格局大變于中國?！薄叭绻袊幸惶斐蔀槭澜绲谝粡妵敲唇裉焱顿Y高鐵的決策，將是‘起著決定性的作用之一’”
高鐵大大提高了中國的國防力量：給軍力機動性創(chuàng)造了靈活的條件。
以上都是國際社會對中國高鐵的評價！
然而，不少國人對此并不買賬，認(rèn)為在國際上中國高鐵幾次被日本截胡:印度棄中國選日本、泰國棄中國而選日本（根本不是一條線路），都是因為中國高鐵實力不如日本？！
日本，作為世界上第一個建設(shè)高速鐵路的國家(1964年東海道新干線，第二條是法國1981年TGV東南線)。
然而，在第一批高鐵國際競爭中，新干線頻頻敗于法國TGV。后來因為法國高鐵發(fā)生過事故，日本才在國際競爭中獲得一席之地！
國內(nèi)很多捧日本的，無非是說日本高鐵誕生這五十幾年來，從沒發(fā)生過事故，是世界高鐵的典范？！
以安全著稱的日本新干線
這些人看不起中國的原因無非是，一直號稱高鐵技術(shù)世界第一的中國，卻發(fā)生過溫州特大動車事故。
這些人立馬開噴：“‘高鐵大躍進(jìn)’的后果就是一個雷擊所有都完蛋了：信號系統(tǒng)完蛋了，“永不追尾”的智能防追尾系統(tǒng)完蛋了，乘客也完蛋了?！?br />
中國高鐵
列車事故，無論大小都戳痛我們的心！
而日本的普通列車也常出事故，2005年4月25日福知山線列車脫軌翻車事故。107名死，562名傷。
因此，還是那句話，中國沒有某些人說的那么差，日本也遠(yuǎn)沒有想象中好！
筆者還是堅信高鐵絕對是我們崛起強大的關(guān)鍵一步。
