邁向300GS/s，ADC重大突破！

在上周舉行的IEEE ISSCC 2026（國際固態電路會議）上，全球領先的先進半導體技術研發中心imec展示了一款7 位 175GS/s 模數轉換器 (ADC)。該芯片不僅擁有創紀錄的極小尺寸（250 x 250μm2）和極低的轉換能耗，同時達到業界頂尖級別的采樣速率。

imec 的這一成果滿足了 AI 及云驅動型數據中心日益增長的吞吐量與處理需求，且有效避免了超高采樣率下常見的面積與功耗激增問題。

應對數據中心的光通信挑戰

在 AI 和云計算應用的推動下，數據中心的光通信網絡需要不斷升級，以應對持續攀升的吞吐量需求。然而，當采樣率突破100GS/s時，作為光收發器核心組件的有線 (Wireline) ADC 往往體積激增，導致互連線變長，進而引入寄生效應和能量損失。

在 ISSCC 2024 上，imec 曾提出一種突破性的大規模時間交織斜坡 ADC (Massively Time-Interleaved Slope-ADC)架構，其緊湊程度至少是傳統設計的兩倍，且具備業界領先的能效。今年，imec 在此基礎上更進一步，推出了這款刷新尺寸紀錄的 ADC，確保在超高采樣率下實現精確的信號轉換和寬帶寬。

專利線性化技術與開關輸入緩沖器

“這款采用5nm FinFET工藝實現的 7 位 175GS/s ADC，將創紀錄的250 x 250μm2核心面積、低轉換能耗（每樣本2.2 pJ）與頂尖采樣速度完美結合。”imec 投資組合總監 Peter Ossieur 表示，“對于每一平方微米和每一毫瓦功耗都至關重要的數字密集型有線互連方案來說，這是一個極具競爭力的解決方案。”

兩項專利創新功不可沒：

新型線性化方法：通過對斜坡信號進行整形來糾正失真。

開關輸入緩沖器：高效地為 ADC 的2048 通道時間交織陣列供電，在最小化電負載的同時，實現超高速采樣且不犧牲信號完整性。

邁向并超越300GS/s 里程碑

基于今年 ISSCC 展示的成果，imec 目前正在開發3nm后續設計，并探索14 埃米 (1.4nm)工藝，研究如何利用這些最先進的節點來實現高性能有線數據轉換器設計。

Peter Ossieur 補充道：“imec 在通信應用高速集成電路領域擁有長期積淀。我們的核心研究方向之一是光收發器及其組件，旨在跟上有線系統不斷提升的數據速率。在此背景下，我們的 ADC 是通往下一代緊湊、低功耗轉換器的關鍵一步，突破了超高速下基于 SAR 架構 ADC 的性能極限。我們誠摯邀請合作伙伴——包括開發有線連接組件的 Fabless（無晶圓廠）公司——加入我們的 ADC 和 DAC 研究計劃，并提供 imec 底層 IP 組合的授權選項。”

技術要點總結：

• 工藝： 5nm FinFET（正在向 3nm 和 14? 推進）。

• 架構： Massively Time-Interleaved Slope-ADC（大規模時間交織斜坡型）。

• 核心指標：7-bit 分辨率, 175GS/s 采樣率。

• 能效與尺寸：2.2 pJ/sample, 250 x 250μm2（極具優勢）。

• 應用領域：AI 數據中心、光通信收發器、超高速有線互連。

西門子EDA直播報名(3月11日）