中國(guó)又打破了美一項(xiàng)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(guó)家的技術(shù)差距，為我國(guó)在該領(lǐng)域擺脫國(guó)外技術(shù)壁壘限制增加了關(guān)鍵性的籌碼，對(duì)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(yàn)證平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驗(yàn)證。
就在今年3月，美國(guó)對(duì)中興通訊進(jìn)行制裁的時(shí)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(guó)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(jì)算機(jī)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(cè)多是連續(xù)變化的物理量，往往用與之對(duì)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(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，而模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）則反過(guò)來(lái)，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)。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(hào)（同軸電纜傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，光纖傳輸?shù)氖枪饷}沖信號(hào)，大多屬于模擬信號(hào)），這就必須在發(fā)送端先把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，在接受端把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，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(huì)影響到光纖通信的傳輸速率。
DAC芯片
實(shí)際上，受制于ADC/DAC芯片的性能，現(xiàn)在的光纖通信根本沒(méi)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(duì)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(xiàng)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(wú)論對(duì)國(guó)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(diǎn)卻一直被美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家把持，對(duì)中國(guó)而言非常不利，前段時(shí)間，中興通訊被美國(guó)制裁，據(jù)媒體聲稱超高速ADC/DAC也位列制裁名單之上。
SFDR測(cè)試結(jié)果
為打破西方國(guó)家對(duì)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)?；旌想娐费邪l(fā)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)近10年的技術(shù)積累，在國(guó)家“863”項(xiàng)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(kāi)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(xiàng)誤差校準(zhǔn)電路，通過(guò)與FPGA配合可實(shí)現(xiàn)通道之間的自動(dòng)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(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）大于35dBc。
高頻測(cè)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(cè)試結(jié)果表明芯片在30Gsps采樣率下工作時(shí)，低頻無(wú)雜散動(dòng)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(lái)中國(guó)被一技術(shù)徹底折服
不帶錢包在中國(guó)怎么度過(guò)一天,結(jié)果讓老外驚呆了;這樣的中國(guó)美食，驚呆外國(guó)人，不敢再吃一次；呃~~~~我們?cè)诰W(wǎng)上時(shí)常會(huì)看到這樣“外國(guó)人伙呆”的消息！然而，今天我們要說(shuō)的，也正是讓外國(guó)人伙呆的一個(gè)話題！
外國(guó)人“跪了”：深深的被中國(guó)高鐵打敗了
這還得從一個(gè)還沒(méi)開(kāi)始就“輸了”的比賽說(shuō)起。近日，澳大利亞球隊(duì)在中國(guó)火了，不是因?yàn)樗麄兦蚣?，更不是因?yàn)轭佒担且驗(yàn)橹袊?guó)高鐵！事情是這樣的，前兩天，一支澳大利亞的籃球隊(duì)——阿德萊德36人隊(duì)來(lái)中國(guó)比賽。在去比賽的路上，就差點(diǎn)給中國(guó)“跪了”。他們乘坐高鐵前往山東，看到高鐵300公里/小時(shí)的速度，當(dāng)時(shí)就全部都震驚了，嘖嘖，當(dāng)時(shí)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?yàn)樗麄僗PT平均時(shí)速僅為63公里）
還記得曾經(jīng)在中國(guó)感受高鐵的那個(gè)澳大利亞記者不，“從上海到北京，整個(gè)行程約1200公里，僅用4小時(shí)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(shí)卻長(zhǎng)達(dá)16小時(shí)?！庇纱税l(fā)出感慨，中國(guó)和澳大利亞到底誰(shuí)才是發(fā)展中國(guó)家！
澳大利亞不哭，因?yàn)楸恢袊?guó)高鐵打敗的遠(yuǎn)不止你們一個(gè)！
在俄羅斯工業(yè)創(chuàng)新展上，俄觀眾在拍攝中國(guó)和諧號(hào)列車模型
前不久俄羅斯推出了一個(gè)關(guān)于中國(guó)的紀(jì)錄片，其中有一集也是描述中國(guó)高鐵的！在該記錄片中，介紹中國(guó)高鐵是“全世界最快的高鐵”。“中國(guó)建成了世界上最快的鐵路，那最長(zhǎng)的高速鐵路線路在哪呢？沒(méi)錯(cuò)，還是在中國(guó)。”
“我1994年第一次來(lái)到中國(guó)時(shí)，火車時(shí)速還是50公里，而現(xiàn)在（作驚嘆狀），平均時(shí)速達(dá)到了300公里１
時(shí)速高達(dá)300公里每小時(shí)的中國(guó)高鐵
2015年7月，一個(gè)瑞典小伙也被中國(guó)高鐵速度給驚呆了！他將一枚硬幣放在時(shí)速為300公里的京滬高鐵窗邊，在長(zhǎng)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(guó)高鐵已經(jīng)成為全球高鐵的領(lǐng)導(dǎo)者?！?br />
一位坐過(guò)京滬高鐵的伊朗小伙說(shuō)，那真是一段美妙的經(jīng)歷！世界確實(shí)很大，可是擁有中國(guó)這種技術(shù)的國(guó)家，恐怕就沒(méi)多少了。這里的高鐵每小時(shí)可達(dá)到300公里的時(shí)速，卻一點(diǎn)也不抖。還能欣賞沿途的風(fēng)景，這一點(diǎn)飛機(jī)都比不了！
泰國(guó)網(wǎng)友Aslimversgwm：“全球最快——夢(mèng)幻啦！300公里時(shí)速，簡(jiǎn)直感覺(jué)不出來(lái)是這個(gè)時(shí)速！嶄新的車體，超級(jí)平穩(wěn)。4-5個(gè)小時(shí)就能跑1350公里——天啊１
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(lái)，我們就坐地鐵進(jìn)城，快啊，省時(shí)省錢，這可不是坐飛機(jī)的效果哦。我再不會(huì)坐飛機(jī)從上海飛北京了。”
中國(guó)高鐵的快、穩(wěn)……讓老外都給跪了！這些外國(guó)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(kāi)通運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)的高速鐵路，全長(zhǎng)1318公里，還是目前中國(guó)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(guó)其它高鐵線路：也有資本讓外國(guó)人合不攏嘴
你以為就只有這條高鐵線路能上外國(guó)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(guó)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(yùn)行，堪稱名副其實(shí)的“雪國(guó)列車”。
蘭新高鐵全長(zhǎng)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(zhǎng)、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(tīng)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(jué)絕對(duì)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(shuō)京廣高鐵了！這條號(hào)稱世界上運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)的高鐵，自然不是吹出來(lái)的。全長(zhǎng)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(duì)是吃貨的不二之選！這話怎么說(shuō)的：廣州吃早茶、長(zhǎng)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(gòu)！
甚至還規(guī)劃了通往臺(tái)灣的高鐵
以上也僅僅是中國(guó)高鐵的一部分，高鐵發(fā)展這短短十幾年的時(shí)間：中國(guó)高速列車保有量已有1300多列，世界最多；列車覆蓋時(shí)速200公里至380公里各個(gè)速度等級(jí)，種類最全；動(dòng)車組累計(jì)運(yùn)營(yíng)里程約16億公里，經(jīng)驗(yàn)最豐富。
然而盡管如此，我們很多國(guó)人并不待見(jiàn)自己的高特！
為何還有不少人跪舔日本、踩中國(guó)？“高鐵始于日本、發(fā)展于歐洲、格局大變于中國(guó)?！薄叭绻袊?guó)有一天成為世界第一強(qiáng)國(guó)，那么今天投資高鐵的決策，將是‘起著決定性的作用之一’”
高鐵大大提高了中國(guó)的國(guó)防力量：給軍力機(jī)動(dòng)性創(chuàng)造了靈活的條件。
以上都是國(guó)際社會(huì)對(duì)中國(guó)高鐵的評(píng)價(jià)！
然而，不少國(guó)人對(duì)此并不買賬，認(rèn)為在國(guó)際上中國(guó)高鐵幾次被日本截胡:印度棄中國(guó)選日本、泰國(guó)棄中國(guó)而選日本（根本不是一條線路），都是因?yàn)橹袊?guó)高鐵實(shí)力不如日本？！
日本，作為世界上第一個(gè)建設(shè)高速鐵路的國(guó)家(1964年?yáng)|海道新干線，第二條是法國(guó)1981年TGV東南線)。
然而，在第一批高鐵國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，新干線頻頻敗于法國(guó)TGV。后來(lái)因?yàn)榉▏?guó)高鐵發(fā)生過(guò)事故，日本才在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中獲得一席之地！
國(guó)內(nèi)很多捧日本的，無(wú)非是說(shuō)日本高鐵誕生這五十幾年來(lái)，從沒(méi)發(fā)生過(guò)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(guó)的原因無(wú)非是，一直號(hào)稱高鐵技術(shù)世界第一的中國(guó)，卻發(fā)生過(guò)溫州特大動(dòng)車事故。
這些人立馬開(kāi)噴：“‘高鐵大躍進(jìn)’的后果就是一個(gè)雷擊所有都完蛋了：信號(hào)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(guó)高鐵
列車事故，無(wú)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(guó)沒(méi)有某些人說(shuō)的那么差，日本也遠(yuǎn)沒(méi)有想象中好！
筆者還是堅(jiān)信高鐵絕對(duì)是我們崛起強(qiáng)大的關(guān)鍵一步。
