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中国又打破了美一项卡脖子技术:破美垄断
2016-05-13 
        中科院微电子所成功研发出超高采样率、宽频带的30Gsps6bit超高速模拟数字转换器(ADC)和数字模拟转换器(DAC),成功大幅缩短了与先进国家的技术差距,为我国在该领域摆脱国外技术壁垒限制增加了关键性的筹码,对下游产业的发展起到了极大的促进作用。更关键的是,该芯片已在武汉邮电科学院构建的1Tb/s相干光OFDM传输验证平台上实现应用验证。

        就在今年3月,美国对中兴通讯进行制裁的时候,由于中兴通讯FPGA、光器件、高速ADC/DAC等器件很大程度上依赖从美国进口,一些媒体甚至认为中兴通讯将可能遭遇寒冬,乃至破产。而本次的技术突破则有望使中兴通讯在ADC/DAC方面摆脱受制于人的局面。

        

        ADC芯片

        在当下,数字系统和模拟系统已覆盖了生活和工业生产的方方面面,比如计算机就是非常典型的数字系统,在工业领域,很多工业检测多是连续变化的物理量,往往用与之对应的电压、电流或频率等进行模拟,因而这些都属于模拟系统。而高速ADC/DAC则是连接数字系统和模拟系统的桥梁和媒介——数字模拟转换器(DAC)是将数字信号转化为模拟信号,而模拟数字转换器(ADC)则反过来,将模拟信号转化为数字信号。至于ADC/DAC是如何发挥各自作用的,则以光纤通信为例。

        在光纤通信中,由于电缆和光钎传输的都是模拟信号(同轴电缆传输的是模拟信号,光纤传输的是光脉冲信号,大多属于模拟信号),这就必须在发送端先把数字信号转化为模拟信号,在接受端把模拟信号转化成数字信号,也就是在发送端必须要有DAC,接收端安装ADC,而如果ADC/DAC芯片性能有限,则直接会影响到光纤通信的传输速率。

        

        DAC芯片

        实际上,受制于ADC/DAC芯片的性能,现在的光纤通信根本没有达到理论性能的极限,还有很大的潜力可以挖掘,因此,高性能的ADC/DAC对5G通信,以及大数据中心、以太网光互联、短距离互联通讯等领域有着重要意义。另外,在军用领域微电子所的该项技术突破也颇具意义——超高速ADC/DAC是雷达的重要器件,在电子战中,频率捷变也必须仰仗超高速ADC/DAC。

        因此,超高速ADC/DAC无论对国防军事,还是民用工业都意义非凡,而如此关键的技术,其技术制高点却一直被美国、日本等发达国家把持,对中国而言非常不利,前段时间,中兴通讯被美国制裁,据媒体声称超高速ADC/DAC也位列制裁名单之上。

        

        SFDR测试结果

        为打破西方国家对超高速ADC/DAC的技术垄断,2006年,在微电子所研究员刘新宇带领下成立了超高速数模混合电路研发团队,经过近10年的技术积累,在国家“863”项目的支持下,成功研制出超高采样率、宽频带的30Gsps6bitADC/DAC芯片,据微电子所公开信息显示,30Gsps6bitADC芯片和30Gsps6bit

        DAC芯片参数如下:

        30Gsps6bitADC芯片面积为3.9mmx3.3mm,采用4路交织技术,子ADC采用自主创新的折叠内插架构。芯片内部集成三项误差校准电路,通过与FPGA配合可实现通道之间的自动校准。芯片输出采用24路高速串行数据接口,支持在30GSps采样率下全速率输出。芯片的最高采样率为30Gsps,每秒可产生300亿次模数转换,总功耗为8W。该款芯片的-3dB带宽为18GHz。在30Gsps采样率下,低频有效位达到5bit,高频有效位大于3.5bit,无杂散动态范围(SFDR)大于35dBc。

        

        高频测试结果

        30Gsps6bitDAC的芯片面积为3mmx2.8mm,采用了分段式电流舵DAC架构。该芯片集成24路高速串行数据接收器,以及4-1MUX高速电路,支持在30GSps采样率下全速率输出。该芯片还集成了占空比校正和延迟偏差校准电路。测试结果表明芯片在30Gsps采样率下工作时,低频无杂散动态范围(SFDR)达到44dBc,在第一奈奎斯特区内SFDR大于28.5dBc。芯片总功耗6.2W。

        老外来中国被一技术彻底折服

        不带钱包在中国怎么度过一天,结果让老外惊呆了;这样的中国美食,惊呆外国人,不敢再吃一次;呃~~~~我们在网上时常会看到这样“外国人伙呆”的消息!然而,今天我们要说的,也正是让外国人伙呆的一个话题!

        外国人“跪了”:深深的被中国高铁打败了

        这还得从一个还没开始就“输了”的比赛说起。近日,澳大利亚球队在中国火了,不是因为他们球技,更不是因为颜值,而是因为中国高铁!事情是这样的,前两天,一支澳大利亚的篮球队——阿德莱德36人队来中国比赛。在去比赛的路上,就差点给中国“跪了”。他们乘坐高铁前往山东,看到高铁300公里/小时的速度,当时就全部都震惊了,啧啧,当时的小表情完全就是刘姥姥进大观园……(也难怪澳大利亚人民这反映,因为他们XPT平均时速仅为63公里)

        还记得曾经在中国感受高铁的那个澳大利亚记者不,“从上海到北京,整个行程约1200公里,仅用4小时55分钟”,然而在澳大利亚“从布里斯班到悉尼,距离比从北京到上海还少280公里,耗时却长达16小时。”由此发出感慨,中国和澳大利亚到底谁才是发展中国家!

        澳大利亚不哭,因为被中国高铁打败的远不止你们一个!

        

        在俄罗斯工业创新展上,俄观众在拍摄中国和谐号列车模型

        前不久俄罗斯推出了一个关于中国的纪录片,其中有一集也是描述中国高铁的!在该记录片中,介绍中国高铁是“全世界最快的高铁”。“中国建成了世界上最快的铁路,那最长的高速铁路线路在哪呢?没错,还是在中国。”

        “我1994年第一次来到中国时,火车时速还是50公里,而现在(作惊叹状),平均时速达到了300公里1

        

        时速高达300公里每小时的中国高铁

        2015年7月,一个瑞典小伙也被中国高铁速度给惊呆了!他将一枚硬币放在时速为300公里的京沪高铁窗边,在长达9分钟的视频里,列车飞速行驶,硬币始终屹立不倒。这小伙还感叹一句:“现代高速铁路既快又舒适,中国高铁已经成为全球高铁的领导者。”

        一位坐过京沪高铁的伊朗小伙说,那真是一段美妙的经历!世界确实很大,可是拥有中国这种技术的国家,恐怕就没多少了。这里的高铁每小时可达到300公里的时速,却一点也不抖。还能欣赏沿途的风景,这一点飞机都比不了!

        泰国网友Aslimversgwm:“全球最快——梦幻啦!300公里时速,简直感觉不出来是这个时速!崭新的车体,超级平稳。4-5个小时就能跑1350公里——天啊1

        沙特网友larry-tate:“我们从上海虹桥出发到北京,坐二等座,座椅舒适,卫生间也是蛮好。一到北京南站出来,我们就坐地铁进城,快啊,省时省钱,这可不是坐飞机的效果哦。我再不会坐飞机从上海飞北京了。”

        中国高铁的快、稳……让老外都给跪了!这些外国人几乎都提到了一条线路——京沪高铁,这条线路有多牛逼:它是世界上一次性开通运营里程最长的高速铁路,全长1318公里,还是目前中国发车频次最高的高铁线路,5分钟一趟,这频率不是跟公交地铁差不多么!

        中国其它高铁线路:也有资本让外国人合不拢嘴

        你以为就只有这条高铁线路能上外国人张大嘴巴?呃~~~~~还真不是这样!不信看看下面这些线路:

        哈大高速铁路,我国目前在最北端的严寒地区建设标准最高的,也是世界上第一条穿越高寒季节性冻土地区的高铁。高铁车厢还能有效抗冻,在零下四十度的情况下各部件还能正常运行,堪称名副其实的“雪国列车”。

        兰新高铁全长1777公里,其中新疆段710公里,是世界上一次性建设里程最长、穿越沙漠地带和大风区的高速铁路,途经烟墩风区、百里风区、三十里风区和达坂城风区四大风区。

        是不是听到如此“拉风”的,坐都不敢坐了,放心能穿越风沙的都是有本事的!坐里面的感觉绝对是,不管外面多大的风,车厢里边依然稳如泰山!

        

        京广高铁

        提到京沪高铁,就不得不说京广高铁了!这条号称世界上运营里程最长的高铁,自然不是吹出来的。全长2298公里。始于北京西站,到达广州南站。

        途径地方多,美食自然也不少,京广高铁绝对是吃货的不二之选!这话怎么说的:广州吃早茶、长沙吃臭豆腐、武汉啃鸭脖吃热干面、郑州吃烩面、保定吃驴肉火烧、北京品烤鸭…这些事在一天内就可做到,可随意吃、任意嗨购!

        

        甚至还规划了通往台湾的高铁

        以上也仅仅是中国高铁的一部分,高铁发展这短短十几年的时间:中国高速列车保有量已有1300多列,世界最多;列车覆盖时速200公里至380公里各个速度等级,种类最全;动车组累计运营里程约16亿公里,经验最丰富。

        然而尽管如此,我们很多国人并不待见自己的高特!

        为何还有不少人跪舔日本、踩中国?“高铁始于日本、发展于欧洲、格局大变于中国。”“如果中国有一天成为世界第一强国,那么今天投资高铁的决策,将是‘起着决定性的作用之一’”

        高铁大大提高了中国的国防力量:给军力机动性创造了灵活的条件。

        以上都是国际社会对中国高铁的评价!

        然而,不少国人对此并不买账,认为在国际上中国高铁几次被日本截胡:印度弃中国选日本、泰国弃中国而选日本(根本不是一条线路),都是因为中国高铁实力不如日本?!

        日本,作为世界上第一个建设高速铁路的国家(1964年东海道新干线,第二条是法国1981年TGV东南线)。

        然而,在第一批高铁国际竞争中,新干线频频败于法国TGV。后来因为法国高铁发生过事故,日本才在国际竞争中获得一席之地!

        国内很多捧日本的,无非是说日本高铁诞生这五十几年来,从没发生过事故,是世界高铁的典范?!

        

        以安全著称的日本新干线

        这些人看不起中国的原因无非是,一直号称高铁技术世界第一的中国,却发生过温州特大动车事故。

        这些人立马开喷:“‘高铁大跃进’的后果就是一个雷击所有都完蛋了:信号系统完蛋了,“永不追尾”的智能防追尾系统完蛋了,乘客也完蛋了。”

        

        中国高铁

        列车事故,无论大小都戳痛我们的心!

        而日本的普通列车也常出事故,2005年4月25日福知山线列车脱轨翻车事故。107名死,562名伤。

        因此,还是那句话,中国没有某些人说的那么差,日本也远没有想象中好!

        笔者还是坚信高铁绝对是我们崛起强大的关键一步。

        
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