從高性能ADC到完整信號(hào)鏈方案，士模微電子以自主創(chuàng)新服務(wù)中國(guó)智造升級(jí)

在工業(yè)自動(dòng)化、能源電力、軌道交通和高端裝備持續(xù)升級(jí)的背景下，中國(guó)制造對(duì)模擬芯片的要求已經(jīng)不再是有沒(méi)有，而是能不能穩(wěn)定地高性能運(yùn)行，以及可靠的本土流片供貨能力。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)高端裝備在高性能ADC、DAC等核心模擬器件上依賴進(jìn)口，不僅面臨成本高還有供貨不穩(wěn)等問(wèn)題。作為國(guó)內(nèi)極少數(shù)覆蓋信號(hào)鏈七大產(chǎn)品線、具備全品類架構(gòu)自主定義能力的高端模擬信號(hào)鏈企業(yè)，北京士模微電子有限責(zé)任公司正是在這一產(chǎn)業(yè)背景下，以全正向設(shè)計(jì)和架構(gòu)創(chuàng)新切入高性能模擬信號(hào)鏈，補(bǔ)齊國(guó)產(chǎn)高端模擬芯片的關(guān)鍵短板。

士模微電子的技術(shù)底座，來(lái)自其創(chuàng)始人、哈佛大學(xué)博士孫楠深厚的學(xué)術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)判斷，作為清華大學(xué)電子系長(zhǎng)聘教授、IEEE Fellow，孫楠長(zhǎng)期深耕ADC/DAC方向，團(tuán)隊(duì)近年在該領(lǐng)域頂刊頂會(huì)論文數(shù)量行業(yè)領(lǐng)先，他放棄美國(guó)綠卡全職回國(guó)之后，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在ISSCC上發(fā)表了大陸首篇ADC方向論文，為士模微電子的自主研發(fā)和工程化落地提供了堅(jiān)實(shí)支撐。在2026慕尼黑上海電子展中，士模微電子圍繞高性能ADC、DAC、放大器及配套信號(hào)鏈產(chǎn)品，集中展示其面向中國(guó)工業(yè)升級(jí)需求打造的產(chǎn)品布局與應(yīng)用方案，這些方案是士模微電子從架構(gòu)設(shè)計(jì)全正向研發(fā)到國(guó)內(nèi)流片驗(yàn)證及規(guī)模量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)完整技術(shù)閉環(huán)。

自主高性能ADC矩陣，夯實(shí)中國(guó)智造的數(shù)據(jù)采集底座

隨著人工智能技術(shù)的快速迭代，制造業(yè)正在從自動(dòng)化進(jìn)入智能化時(shí)代。核心數(shù)據(jù)采集作為這些工業(yè)系統(tǒng)智能化的入口，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)采得準(zhǔn)、采得快、采得穩(wěn)的要求越來(lái)越高。從電力系統(tǒng)行波故障定位，到工業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，再到測(cè)試測(cè)量和高端儀器，數(shù)據(jù)采集能力決定了系統(tǒng)能否真正實(shí)現(xiàn)智能化。

圍繞這一需求，士模微電子構(gòu)建了覆蓋低速高精度、多通道同步采樣和高速采集的高性能ADC產(chǎn)品矩陣，并通過(guò)自主研發(fā)能力持續(xù)完善產(chǎn)品布局。以CM2368等多通道同步采樣SAR ADC為代表的產(chǎn)品，面向繼電保護(hù)、行波測(cè)距和工業(yè)多路采集等高可靠場(chǎng)景，重點(diǎn)解決多路信號(hào)同步一致性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和國(guó)產(chǎn)供應(yīng)鏈可控性等問(wèn)題，幫助客戶在關(guān)鍵采樣環(huán)節(jié)建立更穩(wěn)健的國(guó)產(chǎn)替代方案。

面向高精度測(cè)量和傳感器接口場(chǎng)景，士模微電子也布局了更高分辨率的Σ-Δ ADC及AFE類產(chǎn)品，覆蓋溫度、壓力、稱重等低速高精度應(yīng)用；面向通信、寬帶接收和高速采集場(chǎng)景，則推出了更高速率、高動(dòng)態(tài)性能的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；……對(duì)客戶而言，士模微電子提供的不只是幾顆ADC，而是一套能夠適配不同場(chǎng)景、兼顧性能與可靠性的數(shù)據(jù)采集解決方案底層支撐。

士模微電子沒(méi)有止步于單顆芯片參數(shù)的提升，而是同步構(gòu)建DAC、放大器、基準(zhǔn)源和LDO等完整信號(hào)鏈能力。在真實(shí)系統(tǒng)中，性能瓶頸往往并不只來(lái)自轉(zhuǎn)換器本身，還包括前端調(diào)理、電源噪聲、同步誤差、長(zhǎng)期漂移和系統(tǒng)穩(wěn)定性。通過(guò)完整鏈路設(shè)計(jì)，士模微電子幫助客戶把“芯片參數(shù)”轉(zhuǎn)化為“整機(jī)性能”，把“器件可用”轉(zhuǎn)化為“系統(tǒng)好用、穩(wěn)定可量產(chǎn)”。

從溫度采集到環(huán)路驅(qū)動(dòng)，打通工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)全鏈路自主能力

圍繞工業(yè)自動(dòng)化、過(guò)程控制和現(xiàn)場(chǎng)儀表等典型應(yīng)用，士模微電子在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)展示了溫度采集、模擬量輸入、模擬量輸出和環(huán)路驅(qū)動(dòng)等工業(yè)信號(hào)鏈方案。這些方案共同指向一個(gè)核心目標(biāo)：讓客戶在國(guó)產(chǎn)核心器件平臺(tái)上獲得更穩(wěn)定、更可靠、更易集成的工業(yè)系統(tǒng)能力。

在溫度采集方面，士模微電子提供了全集成 NTC/TC/RTD等傳感器采集AFE方案。CM1310系列產(chǎn)品集成了1-128倍程控增益放大器，匹配恒流源，內(nèi)置高精度基準(zhǔn)源等模塊，在低功耗的同時(shí)，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)24-bit高精度的溫度測(cè)量需求。這類方案的價(jià)值不僅在于“能準(zhǔn)確測(cè)溫”，更在于在復(fù)雜干擾環(huán)境中保持長(zhǎng)期穩(wěn)定、可重復(fù)、可校準(zhǔn)，減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)負(fù)擔(dān)。

在模擬量輸入方向，士模微電子圍繞PLC、DCS、工業(yè)控制器和現(xiàn)場(chǎng)采集模塊等典型應(yīng)用，推出了高精度多通道模擬量輸入方案。以CM1348為代表的產(chǎn)品，能夠支持工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多路信號(hào)接入和傳感器前端采集，幫助客戶在國(guó)產(chǎn)芯片平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)更高精度、更強(qiáng)抗干擾能力和更靈活的輸入設(shè)計(jì)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降低前端設(shè)計(jì)復(fù)雜度，縮短開(kāi)發(fā)周期，提升系統(tǒng)導(dǎo)入效率。

在模擬量輸出方向，士模微電子同步推出了全集成±10V/4-20mA模擬量輸出方案，覆蓋常規(guī)電流輸出與環(huán)路供電4-20mA輸出等典型應(yīng)用。前者適用于工業(yè)控制中的模擬量執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)，兼顧電壓和電流輸出，能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)；后者則面向工業(yè)儀表和現(xiàn)場(chǎng)變送器等場(chǎng)景，在低功耗條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出。兩類方案共同體現(xiàn)出士模微電子在工業(yè)模擬量輸出鏈路上的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)能力，也為客戶提供了從高集成輸出到現(xiàn)場(chǎng)低功耗輸出的完整選擇。

這一系列工業(yè)方案是士模微電子常見(jiàn)的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景構(gòu)建起完整的工業(yè)信號(hào)鏈布局。對(duì)于中國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)整機(jī)研發(fā)制造企業(yè)而言，這意味著更可控的核心器件供應(yīng)鏈、更短的設(shè)計(jì)周期、更低的外圍復(fù)雜度，以及更穩(wěn)定的長(zhǎng)期運(yùn)行表現(xiàn)。

慕尼黑上海電子展展示的士模微電子主要工控解決方案一覽

高速數(shù)據(jù)采集在帶寬、動(dòng)態(tài)性能與低功耗中魚(yú)與熊掌兼得

在通信、測(cè)試測(cè)量和工業(yè)監(jiān)測(cè)等應(yīng)用中，高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不僅要求更高采樣能力和更寬帶寬，還必須同時(shí)兼顧動(dòng)態(tài)性能、功耗控制、散熱和系統(tǒng)可靠性。

士模微電子推出了面向高速采集系統(tǒng)的解決方案，依托自主創(chuàng)新架構(gòu)推出高速高精度ADC CM3452，在保障雙通道同步高速轉(zhuǎn)換性能的同時(shí)，功耗960mW，僅為國(guó)際競(jìng)品的1/3，該產(chǎn)品也是首顆國(guó)產(chǎn)晶圓廠商工藝流片并量產(chǎn)的高速高精度ADC，尤其適合多通道、高密度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。對(duì)客戶而言，這不僅意味著更小的散熱壓力，也意味著更高的系統(tǒng)集成度和更好的整機(jī)設(shè)計(jì)空間。

更值得關(guān)注的是，這一成果擺脫了此類器件對(duì)境外工藝依賴，體現(xiàn)出公司在國(guó)產(chǎn)工藝適配、架構(gòu)實(shí)現(xiàn)和工程化驗(yàn)證方面的綜合能力。對(duì)于高端模擬芯片而言，真正的難點(diǎn)不只是性能指標(biāo)，更是如何在國(guó)產(chǎn)制造體系下實(shí)現(xiàn)可重復(fù)、可驗(yàn)證、可量產(chǎn)的高性能表現(xiàn)。士模微電子在這一方向上的突破，意味著其高速產(chǎn)品不僅做得出來(lái)，更具備進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用、服務(wù)規(guī)?；枨蟮幕A(chǔ)。

與此同時(shí)，士模微電子還通過(guò)高速ADC與低噪聲、高PSRR LDO等產(chǎn)品的協(xié)同設(shè)計(jì)，優(yōu)化ADC及周邊供電環(huán)境，降低電源噪聲對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響。通過(guò)“ADC + 前端器件 + 電源管理”的協(xié)同布局，士模微電子為行業(yè)客戶提供的不只是單顆高速ADC，而是一條更容易落地、也更穩(wěn)定可控的國(guó)產(chǎn)化高速信號(hào)鏈，幫助客戶減少調(diào)試復(fù)雜度，提升系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

以高精度編碼器方案賦能智能裝備運(yùn)動(dòng)控制升級(jí)

編碼器是伺服驅(qū)動(dòng)、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、電梯和軌道交通等系統(tǒng)中的關(guān)鍵感知部件，也是高端裝備實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)動(dòng)控制的重要基礎(chǔ)。隨著制造業(yè)對(duì)定位精度、響應(yīng)速度和長(zhǎng)期可靠性的要求持續(xù)提高，編碼器信號(hào)鏈的性能已經(jīng)成為影響整機(jī)控制精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一。

圍繞SIN/COS信號(hào)調(diào)理與同步采樣，士模微電子展出了完整的編碼器應(yīng)用方案，覆蓋前端信號(hào)放大、精準(zhǔn)采樣和低噪聲供電等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這一方案中，CM4132等運(yùn)放器件用于前端放大與緩沖，有助于降低微弱信號(hào)采集中的噪聲和失真風(fēng)險(xiǎn)，為后級(jí)采樣提供更穩(wěn)定的輸入條件；CM2272等雙通道同步采樣SAR ADC則可對(duì)SIN/COS兩路信號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)同步采集，減少通道間相位與時(shí)序誤差，提升角度解算精度和系統(tǒng)一致性；CM6511、CM6111等低噪聲LDO則為模擬前端和ADC提供穩(wěn)定、潔凈的電源支持，進(jìn)一步保障整條信號(hào)鏈的動(dòng)態(tài)性能和長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性。

這套方案在提升編碼器本身的性能同時(shí)，更為高端運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用提供更容易國(guó)產(chǎn)化替代、更適合規(guī)模部署的硬件基礎(chǔ)。對(duì)于正在加速國(guó)產(chǎn)化的智能裝備企業(yè)而言，這套編碼器信號(hào)鏈在確保更高的控制精度、更強(qiáng)的抗干擾能力和更穩(wěn)定的長(zhǎng)期運(yùn)行表現(xiàn)，也為長(zhǎng)期的供應(yīng)鏈穩(wěn)定提供了信心保證。

士模微電子編碼器解決方案及關(guān)鍵ADC和LDO組件

結(jié)語(yǔ)

此次慕尼黑上海電子展上，士模微電子傳遞出的核心信號(hào)是：國(guó)產(chǎn)高端模擬芯片的競(jìng)爭(zhēng)，正在從單顆器件的參數(shù)替代，走向面向真實(shí)應(yīng)用的系統(tǒng)級(jí)信號(hào)鏈能力建設(shè)。

無(wú)論是工業(yè)采集、過(guò)程控制、高速數(shù)據(jù)采集，還是高精度編碼器應(yīng)用，其背后共同考驗(yàn)的都不是某一顆芯片的性能，而是前端調(diào)理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、低噪聲供電、長(zhǎng)期穩(wěn)定性與量產(chǎn)交付能力多個(gè)權(quán)衡維度。士模微電子圍繞這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行產(chǎn)品布局和方案驗(yàn)證，體現(xiàn)出其從芯片設(shè)計(jì)到系統(tǒng)落地的完整能力。

對(duì)于中國(guó)高端裝備產(chǎn)業(yè)而言，這種能力的意義在于，讓核心模擬器件不只停留在“國(guó)產(chǎn)可選”，而是進(jìn)一步走向“可靠可用、穩(wěn)定可供、易于集成”。這也是士模微電子區(qū)別于單點(diǎn)國(guó)產(chǎn)替代的價(jià)值所在。隨著工業(yè)自動(dòng)化、能源電力、測(cè)試測(cè)量和智能裝備等領(lǐng)域持續(xù)升級(jí)，高性能模擬信號(hào)鏈的重要性將進(jìn)一步提升。士模微電子也將繼續(xù)以自主創(chuàng)新和工程化能力為支撐，推動(dòng)更多國(guó)產(chǎn)高端模擬芯片進(jìn)入核心應(yīng)用場(chǎng)景，為中國(guó)智造升級(jí)提供更堅(jiān)實(shí)的底層支撐。