2024年國際固態電路會議(ISSCC)上，比利時微電子研究中心(imec)發表了一套類比數位轉換器(ADC)的突破性架構，為全新一代的類比數位轉換器(ADC)奠定基礎。
imec所設計的大量時序交錯斜率類比數位轉換器(ADC)不僅提供高功率效率和極緊湊的尺寸，還可望能支援超凡的高轉換速度，適合用來滿足資料中心在資料處理和吞吐量方面的爆炸性需求，這些需求的動力源自雲端運算和(生成式)AI應用竄起。
訓練AI模型需要大量的運算能力，迫使資料中心去投資建設具備更強算力的光纖網路，這樣才能在伺服器、儲存裝置和網路設備之間實現快速可靠的通訊。但也因為資料中心的光纖網路需要越跑越快，內部的元件尺寸和功耗也會增加。
作為光纖收發器的關鍵元件，目前有線傳輸所用的類比數位轉換器(ADC)多半是以(大量的)連續漸進暫存器(SAR)進行時序交錯為基礎來運作，其特色是會有數十條平行的高速通道。因此，當元件的取樣率上升到100GS/s以上時，連續漸進暫存器(SAR)類比數位轉換器(ADC)的元件面積會大幅度增加，內連導線也會變長，導致寄生現象加劇，能耗遽增。
為了應付有線傳輸應用在頻寬和資料處理方面供不應求的現象，以及支援對高速類比數位轉換器(ADC)的需求，imec提出一套全新的ADC架構來克服這些限制。
imec研究計畫主持人Joris Van Driessche表示，imec發表的大量時序交錯斜率類比數位轉換器(ADC)設計，一方面利用慢速但尺寸極小的通道來提升單位面積的轉換效率；其次，透過在二維(2D)陣列內部署(大量的)採用這種設計的通道，內連導線的長度就能縮到最短，因寄生現象而散失的功率也會減少，藉此得以實現更佳的功率效率和規模擴充性，同時顯著降低ADC的表面積。
在國際固態電路會議(ISSCC)上，imec為其研發的全新ADC架構發表了一項概念驗證，該原型晶片為7位元大量時序交錯斜率類比數位轉換器(ADC)，取樣率高達42GS/s。
Van Driessche指出，就算以42GS/s這樣相對中等的取樣率來看，imec設計的這套架構帶來的效益依然顯著。這款晶片以16奈米FinFET技術製造，包含了一個由768顆斜率類比數位轉換器(ADC)組成的陣列，核心的晶片面積只有0.07mm²，也就是比傳統架構還小了至少兩倍。功耗方面也取得新的進展，只有96mW。換句話說，這也首次證明這套全新架構確實可行。而且隨著imec持續提升取樣率(達到150GS/s 甚至更高)，這套架構所帶來的效益只會越來越重要。
事實上，採用這套架構的5奈米類比數位轉換器(ADC)目前已在研發中，且即將完成，目標取樣率將達150GS/s以上，功耗也會降到非常低。與此同時，imec團隊也開始探索2奈米設計，鎖定250GS/s以上的取樣率。