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测试测量厂商为何热衷自研芯片?第四代仪器时代已来临

2021-04-21 赵明灿 阅读:
测试测量厂商为何热衷自研芯片?第四代仪器时代已来临
本土测试测量厂商普源精电(RIGOL)近年来推出了凤凰座芯片组,并将其用在了自己近半数的高端测试测量仪器上,为什么测试测量厂商要造芯呢?此外,该公司去年底还推出了所谓的第四代仪器,这又是怎样一种概念?

众所周知,近几年全国都在掀起造芯潮,但鲜少为人所知的是,本土测试测量厂商也在造芯。比如,普源精电(RIGOL)近年来就推出了凤凰座芯片组,并将其用在了自己近半数的高端测试测量仪器上,这是为什么呢?此外,该公司去年底还推出了所谓的第四代仪器,这又是怎样一种概念?NmHednc

前不久,《EDN电子技术设计》记者受邀参加了2021年慕尼黑上海电子展VIP媒体团,在这个活动中,普源精电科技股份有限公司(RIGOL)全球市场副总裁程建川就上述问题向在场记者做了生动解读。NmHednc

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RIGOL发展史

首先,程建川介绍了RIGOL公司的成长史。他介绍说,从不为人所知的创新品牌到目前在电子仪器行业享誉全球,RIGOL逐步建立了自己的核心品牌优势。NmHednc

RIGOL起源于北京,1998年成立工作室,2000年正式注册成立北京普源精电科技有限公司。经过23年的发展,逐步形成了全球化的布局。起初,公司的总部设立于北京。2014年,苏州研发生产基地落成。之后,公司将总部迁至苏州,并成立普源精电科技股份有限公司。目前,上海研发中心也已注册成立,并正在建设中。未来,会进一步加强国内研发中心的建设,并考虑在成都、西安、武汉等地进行布局。同时,RIGOL已在全球先后建立了欧洲、美国、日本及新加坡等海外子公司,实现了对全球主要目标市场的本地化服务与支持。在不久的将来,RIGOL还会在俄罗斯、巴西、印度等地建设新的海外分支机构。未来还将继续不断加强整体国际化建设,让RIGOL这样一个中国品牌在国际舞台上进一步绽放光彩,实现无限可能。NmHednc

多年来,成为“测试测量行业卓越的国际品牌”一直是公司不变的企业愿景。从2019年开始,伴随着RIGOL第三代品牌升级,RIGOL对公司品牌文化做了全新的定义,实现了从产品导向至客户导向的品牌延伸。“成就科技探索,助您无限可能”的全新使命也应运而生。公司将继续以“成就客户”为使命,“不断创新”为方法,成就企业组织,成就行业发展,进一步成就社会科技进步。NmHednc

RIGOL认为测试测量是一个配套,客户无外乎工程师、科学家、老师、学生、爱好者群体,总体来说,都是在未来或者当下从事各种科技工作的用户。测试测量是工具,科学源于测量,测量在科学探索中要发挥各种复杂作用。因此,“成就科技探索”一直以来都是RIGOL不变的坚持。公司做的测量在时间维度看电信号、幅度、波形形状,在频率维度看频率成分组成、各种信号的调制、解调、信号协议分析。这些测量都是为了帮助科学工作者在科学维度探究真相。正因为如此,在早期RIGOL一直以追求创新及高质量的产品为中心。而现在,RIGOL提出一个新的概念:“以客户解决方案为中心”。“助您无限可能”是RIGOL对客户导向的品牌延伸,它指的是科技的无限可能、社会进步的无限可能以及人类发展的无限可能。RIGOL认为只有把自己定位好、做配套,才能够进一步帮助客户实现整个社会价值。NmHednc

如何做到“以客户解决方案为中心”?

程建川表示,以客户解决方案为中心需要深入客户。NmHednc

“基本上科技强国都有很强的测试。美国第一大,全球范围内70%被美国公司(是德、泰克和力科)占据。欧洲第二大,包括R&S和英国的Pico,做总线和各种板级测试。然后是日本的安立、爱德万。”程建川介绍说。这些科技巨头国家的体系内通常都有测试,为什么呢?电子测量仪器起源的第一波是二战时期。整个科技进步都在向精确制导发展——以前都是靠眼睛瞄,靠经验打。计算机、半导体不断地迭代,快速地补齐了新的技术平台,测试测量是伴随着需求不断解决它的挑战的。NmHednc

现在有很多前沿科技,我们以前认为这离我们还很远。比如量子计算、量子通信,美国拜登政府也是把量子提到很高的高度看待。量子领域对测试需求很大,而我们过去并没有一套完整的方案去面对这种测试,因此这是一个弯道超车的机会。再比如光通信,光在当今社会用得越来越多,5G已经普及了,但5G骨干网的传输都是靠光纤,有很多光通信方面的测试需求与挑战。NmHednc

如果以产品为中心,一步一个脚印走,就会离前沿比较远。但是,当国外的公司也没有一个完整解决方案时,我们相对就是在同一个起跑线。当然,技术的积累是不一样的,每个国家的资源、工艺也不一样,但是无论如何我们会获得一个前瞻的机会。我们不一定要做出一个完整方案来,而是可以做其中一部分,这就是一个思路转变。NmHednc

另外,以客户解决方案角度出发则是指,客户越来越需要综合解决方案。程建川举例说:“我们以前喝水,矿泉水挺好,各种茶饮料也挺好,但是客户需求多样,可能需要喝一种饮料能解决这三个问题,就变成了复合型的饮料出现。”RIGOL现在在示波器领域全球前五,这奠定了非常好的中国领导者位置。如果放眼看,客户还想要频谱仪,还想综测仪,客户可能希望将这三个问题同时解决。这就变成绑定式的解决方案。NmHednc

“当以解决方案为中心的时候,我们通过现有技术平台的整合,硬件、算法,包括中国芯片技术以及对客户应用的理解,可以快速组合出解决方案给客户,这恰恰是我们的优势点。” 程建川说,“我们的整个研发都是在中国,中国现在整个活力在全球范围内特别是在疫情之后是最为活跃的,没有之一。如果基于这个能探索下去,就可以获得更多的机会。”NmHednc

“我们也在围绕客户需求做很多转变。去年我们发布了一款机架式示波器,根据客户的需求做多通道的采集方案,一开始是300个通道,后面又升级1000个通道。以前的示波器可以提供300多个通道,但屋子里四面墙全放满。这个客户的需求是不用你的显示屏,而是只要你的采集,只要几个核心指标能够满足。我们快速基于我们现有的成熟产品做了整合,最后交付客户两个标准的机柜就解决了300多个通道的测试。这就是我们技术的积累,同时理解客户的需求,带来快速的转化成果。像这样的需求还很多,包括我们和很多国内战略客户的合作,我们发现其实很多客户不是我们想的那样,它不是要产品,而是要解决它问题的方案。”程建川解释说。NmHednc

顶尖测试测量企业为何要自研芯片?

全球范围内做示波器的公司有几十家,前五家超过50%。如前所述,其中有3家美国的公司,第一是德科技(原安捷伦),第二泰克,第三力科,第四是德国的R&S,第五就是RIGOL。为什么是这五家排名前五?“总结一下就会发现,这5家公司无一例外都拥有核心的芯片,从采集到前端到探头核心解决方案全都具备。技术奠定了未来发展的可能,如果我们不做芯片,意味着我们在示波器舞台上一定受很大的制约,对你所有的用途是受限的,你命运是掌握在别人手里的。”程建川指出,“RIGOL在这点上的投入从2006年就已经开始布局了。现在国内很多公司发现我们能做之后都很有信心,觉得我们能做他们也可以。”NmHednc

“但事实上有很多工程经验不是用钱解决的,也不是用单一的人解决的,而是靠项目工程的经验(不断迭代)解决的。特别是高速的更较劲,高比特数的才是重点。对于示波器领域,我们从06年布局、07年正式研发、17年凤凰座芯片发布,目前搭载自有凤凰座芯片的销量已经占比50%了。这些仪器大部分都是高端仪器,意味着更高的价值、更高的利润、更高的市场占有率。低端只有10%市场,只有做到高端才可以获取更大的市场份额。在芯片的积累上我们用心积累了很多年,我们的团队也从最初的一个人到现在20多个人的团队,而且还在不断迭代发展。我们今年还会有新的芯片组发布,解决更有趣的问题。很多人也在猜想我们做仪器,芯片在模拟技术上做得这么强,是不是有更多的可能性。我们现在还是在围绕我们自己的核心做自己的突破,这是我们的定位。未来伴随着人类社会的无限可能,科技的无限可能,我们也会得到无限可能的发展。”NmHednc

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另外,对于EDN记者提出的问题,“原来安捷伦也提到他们采用磷化铟工艺自研ADC芯片,位数比ADI、TI还高。你怎样看待?”他回答道,为什么ADI、TI这些顶级半导体公司不做细分领域,从产品角度来说要的是投入产出回报。仪器量特别是高端的量不会那么大,卖芯片的很多都是小单,比如手机里面的器件用得就非常海量,而仪器对于高端仪器(比如最先进的110G的示波器)全球的量不过数百台而已,而这种芯片投入是巨大的。如果单纯做芯片,投入产出是所有公司需要讨论的问题。另外,仪器和单纯的数据采集芯片ADC还是有区别。仪器是要做工程化,要做产品单一的采集,不能解决所有的问题,要考虑到后端所有信号的调理和系统的配合。是德科技通过他们内部的团队获取了他们的位置,而且也在持续发力。他们的观点并没有什么问题。ADI不是完全没有能力做,而是它必须要面临它作为一个芯片公司,如果只是为一个客户或某三个客户去做,是有很大风险的。NmHednc

对于另一个相反的问题,“那么卖设备的公司有机会给其他公司提供高精度的ADC吗?”程建川答道,我们还是先看整个行业。比如这个行业的一个巨头现在一年是40多亿美金销售收入,而拆分之前已经到了80亿美金。其实这并不算多大,中国太多的互联网公司都比这大得多,但是从科技的角度来说它是必不可少的。首先要解决的问题是自己的问题。另外在一定程度上如果有一定的转化需要,在内部的协同、资源的整合是大势所趋。如果大家都在重复投入做一件东西,成功的可能还是那一两个,别的钱就白花了,带来的是效率的降低。像泰克、力科它们在美国的环境下也是同样。它们有很多是基于美国国家的需求做的演进迭代,比如英特尔,原来不做代工,后来做代工,是国家战略。“为什么要把晶圆代工都放在亚洲(中国大陆和台湾,还有日本)?我们必须要在欧美建立这样的体系,这时英特尔代工就出来了。”NmHednc

也有很多技术转化是有可行性和可能性的,对于RIGOL这样做仪器的公司也一样,但这还要建立在一定的相互战略合作和认知的基础上才有可能探讨。RIGOL的定位不是做一个芯片公司,而是做一个仪器公司,芯片在仪器里得到应用。别的地方有没有可行性,显然是有的。比如力科和泰瑞达,最终泰瑞达把力科收购了,整合成了一个既有芯片又有仪器的公司。再看安捷伦(是德科技),安捷伦以前有一个内部的芯片部门,后来拆分出来,也就是Avago。“当它有商用价值的时候,就有更多的可能性可以探讨。我们在国外行业里看到了一些案例,但是更多的还是要把自己的技术做扎实,这不是说有想象空间、有钱就可以做成的。而且每一家方案看起来原理都一样,但是实现起来每家都会不一样,因此正向设计能力是最重要的。”NmHednc

展会推介产品有哪些?

RIGOL去年10月28日发布了一款产品,并将其定义为第四代仪器。RIGOL通过自己的技术突破把以前4G的带宽做到了5G的带宽,进一步刷新了它的指标。另外,“中国首款4G示波器20G采样的产品是我们做的,第一款5G的示波器也是我们做的,探头做到了7G的高速传感器探头。”程建川介绍说,“同时还发布5G的AWG任意波形发生器,在中国也是应用量很大的产品,但是受制于技术平台,大家都没有真正意义上突破。我们这次进一步刷新了这款产品的中国记录。未来在微波射频、功率类产品包括电源负载以及通用仪表上还会持续发力…”NmHednc

第四代仪器是什么?

据程建川介绍:NmHednc

第一代仪器是单体仪器,基于电子管,功能很单一。“现在示波器已经是综合的分析功能了,也能用FFT功能,解决频率的观测,可以通过各种解码做各种复杂的信号分析。以前这些都叫信号分析仪。示波器随着技术的迭代不断发生变化,第一代就是单一仪器。我们买水就是喝的,解渴,后来就有了更综合的效应。”NmHednc

第二代仪器是基于单体仪器的仪器系统,即组合仪器系统。伴随着计算机、半导体的提升,陆续发布各种基于总线的数字化仪器,模拟向数字的转变。我们可以通过一个机柜把不同的仪器放在一起,通过总线来控制。NmHednc

第三代仪器是模块化系统仪器。“比如典型的像NI这种,它实现了在一个相对封闭的系统里不同的插卡,实现综合的功能。”NmHednc

第四代仪器是一个概念,这个概念的提出是符合整个时代需要的。“这就好比早期的手机就是打电话,大哥大时期,不能发短信。后来打电话、发短信,1毛钱一条。再之后出现了飞信,通过APP也能发短信。直到苹果出现,你们这些想得有点窄,可以当游戏机使,各种游戏都能玩。同时我在家里可以搭载我的生态系统米家智能,通过手机各种控制,把衣服洗一下、地拖一下,变成了很有趣的平台。”程建川举例说,“第四代仪器不是今年要做完的事情,是基于一个硬件平台,面对客户复杂的应用和解决方案,用APP定义它的功能。比如示波器和频谱仪,为什么要有示波器和频谱仪的区分?因为它以前实现的方案是完全两个方案。比如混合域,示波器可以测频域,是加了一个射频板实现的,相当于把两个仪器塞到了一起。”NmHednc

“我们尝试做一个很好的硬件平台,开放出API,一堆仪器生态就出现了。我做的是DC/DC电源模块,我有一个测试标准,做了一个APP。以前大部分是通过计算机编程,实现对这个模块的测试。其实完全可以做成一个APP,对于这个类型模块的测试用它就可以。”NmHednc

“另外一个客户说我是做手机的,以前都用综测仪,后来发现射频源也能干这个事。本质需求就是要测一个分集天线,只不过以前得到的方案都是告诉我应该买一个综测仪。我们把这个硬件实现,你要2.4G还是5.8G,我现在具备这个能力。你用一个APP进去,我就可以定义出新的仪器功能。”NmHednc

“我们作为一个仪器平台,做的是核心的硬件层,开放出API的接口层,大家一起参与的是APP应用层。很多时候大家对仪器都很苦恼,仪器功能越来越多、难度越来越大,不经过半年培训真是做不了。我们支持语音助手,通过语音输入,可以自动完成。第四代仪器会综合你的硬件平台、AI、云,把很多先进的技术在仪器上得到应用。这些东西在消费类电子上已经很主流了,包括未来汽车智能驾驶也是一样。现在大部分还在L2、L3,未来就是自动驾驶,会集合各种载体,这是人类发展的大趋势。仪器也需要突破、变革。我们只是提出了这样一个概念,我们也是这个领域的探索者。我们MIX70000系列,就是形成一个时域工作站,通常需要干两件事,一个收一个发。我的频率可以覆盖各种范围。可以灵活地搭这种系统来实现你的测试。”NmHednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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