电子设计创新大会EDICON 2015中技术创新圈点

受某仪器产商邀请，有幸得以参加今年的电子设计创新大会Electronic Design Innovation Conference 2015 (EDICON2015)，会议结束已有两个星期，今天得以抽空将会上的见闻收获及个人点评整理出来，给感兴趣的同行分享。

1. 电子原材料创新

原材料方面的创新报告与展览很少，我关注到两个，一是RG公司推出面向高频高集成度设备应用的复合高热导PCB材料；另一个是G公司的线缆。RG公司的报告听后感觉性能并没有多大的创新，他们新推出一款介电常数6.15、介电损耗0.4%与热导0.75W/m/K，还比不上A公司在市场上已经应用多年的一款材料，同样的介电常数6.15，介电损耗0.2%且热导1.1W/m/K。G公司宣讲与展示的线缆质量的确很吸引人，与普通的同轴线缆平均只有4层相比，他们的高质量线缆有9层工艺，我特意取了一段拍了照片如图1所示，外加的五层力学、电学与屏蔽保护可以将线缆在恶劣条件下使用的稳定性与可靠性推到极致，他们的线缆声称能在工作时承受卡车碾压仍然保持稳定性与可靠性，在他们的展示台上有一根正在测试的线缆在不停绞动的情况下还能保持传输信号的稳定性，如图2所示。对于1米长每套线缆价格一千多元相比普通线缆贵20多倍的情况，G公司的宣讲人强调对不稳定性与非可靠性的线缆带来的时间与精力的损失可能会超过这个价格。

2. 测量设备中的新技术

i)无线传输测试(over-the-air test)

目前的公知是物理、电子的科学测量为了获得可靠结果，一般都需要尽可能避免噪声抑制干扰，前面已经提到测试线缆的选择甚至都是一门学问。然而在实际应用尤其是在未来无线技术无处不在的情形下，基于线缆传输的测试将与应用需求脱节。我提醒将避免噪声抑制干扰发挥到极致的任性的仪器设备工程师去感受用户与实际需求更加任性：噪声与干扰必须存在，解决不了的工程师请统统滚回技术的历史博物馆中去！虽然目前的无线传输测量的基本知识获取仍然依靠微波暗室，如图3所示，在完全现实条件下的无线传输测试技术是发展的必然趋势。会议中K公司高管就提到他们正在这方面布置人力与技术，然而从K公司的发展历程来看(H公司创始，后改名为A公司，不久前改名K公司)，自从测试测量仪器部从H公司出来后几十年未见多大的技术创新，K公司能力挽创新滑坡的趋势在无线传输测试中脱颖而出吗？答案目前未知。

ii)16位垂直分辨率示波器

老牌的仪器商R公司在会上宣讲使用数字滤波等技术实现了特定带宽与采样条件下的16位分辨率，声称主要应用于大信号变化背底下的小信号测量。16位分辨率的垂直分辨率潜在应用何止这个？能看出，R公司的创新意识至少比示波器界的大佬T公司强(此次会议未见出席，T公司的所有产品，包括人民币价格7位数以上的高端示波器的垂直分辨率仍然是8位)，但与P公司相比仍然不够，P公司在会议上有一个展位，推出性价比超高的20GHz带宽高端示波器(本人刚买了一台，照片如图4，为避广告嫌，ps掉了logo)，以及可放在口袋中的200MHz带宽示波器与信号源一体件(如图5，为避广告嫌，ps掉了logo)，需要强调的是，他们的示波器标配16位，这些绝对优势让业界横行多年的R公司与T公司相形见拙。

iii)相位一致性进展

R公司不愧为业界大佬，尽管在示波器上稍微逊色P公司，但在信号源的制造上目前仍然领先世界，这次会议上R公司展示他们的两台同步后的信号源在10GHz信号产生条件下漂移小于0.2度每小时(ppt照片如图6)，这比同类产品平均指标优两个数量级以上，其原理没有公布，猜测可能是高稳定度振荡器与矢量信号发生技术。高度的相位一致性在合成波束以及相位控制阵列雷达等应用上的效果不言而喻。

iv)脉冲测量

脉冲测量技术是近些年的热点，N公司关注到脉冲测量过程中的带宽截断效应对测量信号的畸变影响，并实现了频域触发(ppt照片如图7)，这是我本人几年前在某测量应用中尝试过其基本原理但没有做到实时化。N公司在该领域的软硬件的进展让人对其技术力量不可小觑。

图7 N公司的脉冲测量与频域触发效果演示ppt

v)噪声测量

K公司报告了在噪声测量方面测量的新进展，他们针对传统的冷源与Y-系数法的几点影响噪声系数(noise figure)测量结果不确定度的假设：阻抗匹配、被测仪器与探测仪器受冷热噪声源变化影响小，通过引入高稳定度与宽范围阻抗匹配的噪声源配件，结合矢量网络算法进行内校正，大大降低了噪声系数测量不确定度，对比ppt如图8。此外，值得一提的是K公式将噪声系数不确定度的计算方法在网上进行了公开，ppt如图9，供免费下载使用，我下载了其xls计算表，这的确是个研究噪声的好资料。当然，我认为噪声系数测量还有不依赖于K公司的噪声源与矢量网络分析仪软硬件，这是我本人仍然在研究的基础问题。

图8 K公司的噪声测量方案与标准方案对照图

图9 K公司的噪声系数不确定度程序

vi)非线性测量

针对高功率半导体高频应用，K公司在其仪器中集成了名为DynaFET的非线性直流与高频测量分析系统(ppt如图10)，非线性矢量网络分析仪(NVNA)是我正在研究的一个课题的关键技术，被K公司先一步做出来让我的想法创新性有些影响，但这也证明NVNA值得去做更多的开发。

图10 K公司的非线性矢量网络分析方案图示

3. 5G专题

5G专题讨论那天由于有工作任务，没能参会，不过根据会议摘要册浏览以及网上搜集到的5G介绍，我姑且对未来5年内极可能兴起的5G技术特征简单解释如下：

5G不仅仅是包涵并兼容现有的所有无线技术(2G,3G,4G,Wifi, 蓝牙, 红外, 近场等等)，彻底破除各种无线技术之间互联的壁垒，真正意义上为用户提供吃喝拉撒睡与衣食住行医过程中所涉及到的所有物体乃至人类身体与意识的智能化、数字化与一体化，同时兼顾安全性与可靠性，人如同生活在虚拟的现实世界中。具体如图11所示。

图11 5G技术解释图

4. 分层架构，顶层引领

如果以前我还是以孤岛的视角看各个测量技术，这次会议让我醍醐灌顶，帮助我登到测量行业的山顶，拨开云雾，一下子看清了测试测量仪器设备的上层设计与下层基石。总的来说，仪器技术底层需要机械、电子、材料、物理、控制方面的软硬件基石这个是目前的公知，但仪器的顶层仅仅是服务于科学需求的测量吗？当然不是，仪器设备技术的上层有非常广阔的应用空间，目前通讯运营商不遗余力推动的5G技术与物联网工程，实际上都是仪器设备技术在支撑，背后由更高层甚至顶层的“智慧城市”设计引领，不说了，千言不如一图，我整理了一副edicon2015中所有的大会报告(plenary talks)，将仪器设备技术的上下层架构汇总如图12。

图12 仪器设备技术上下层关系图

5. 一点会絮

前面的会议点评正文已结束，下面插播一点会絮。

i) 第一次体验了实时同步翻译的国际会议，图13-14所示的便携与固定式收音机可以通过设定频道切换中英文，我试着间断听两个台，惊讶的发现会议中心的同声翻译水平真是不低。

图13 便携式智能同声翻译选台器

图14 固定式智能同声翻译选台器

ii)在一个展台上看到非常小巧的模块化的无线收发与通讯模块组，如图15所示，与来自埃及开罗(New Cairo, Egypt) S公司的两个工程师聊后发现他们公司的电子仪器开发水平蛮高，这让我欣喜的看到了非洲发展的一面，不仅仅是饥饿、疾病与战争。

图15 埃及开罗的S公司智能收发模块照片

iii)会上碰到唯一不愉快的事就是会场盒饭太贵了，一盒牛肉饭加一只梨与一瓶酸奶，如图16，竟要人民币50元。

图16 会议就餐盒饭

6. 小结

i)我本人关注的几个我认为重要的课题方向虽说不上是引领未来的基础，但窃喜它们并不落伍。

ii)仪器设备公司的兴衰全在创新。

iii)乐见仪器设备技术在中国能在智慧城市的设计蓝图下发展到新的水平。中国高铁成功模式的实质是顶层需求设计引领创新，将世界上最好的仪器设备的性能在一个巨大的需求平台上集成发挥到极致，中国在较短时间内获得集成品牌的同时，仪器设备制造商的创新积极性不仅没有受到负面影响冲击，反而被很好的被新需求调动起来捆绑在一起，这是非常好的共赢模式，相比遭人唾弃的单纯“中国版”山寨与低端跟进要高明的多，这已经不是单纯的学习，好比清朝末年的“师夷长技以制夷”的谬论，而是挖掘利用先进技术并引领其拥有者创新提升。可预见中国智慧城市将是这一类模式的又一成功典范。以前我认同科学无国界而技术有国界，因而中国没有的技术要国有化，但这个模式的成功开始让我反思这个逻辑：且不说把单纯意义上的中国化的低产出投入比，技术即使有国界也可以轻松被融化或绕开。

iv) 最后放一张熙熙攘攘的注册人群，如图17，中国人当然居多，碰到很多从中电集团、华为、中兴与高校过来的听会者，尽管没有见着他们当中任何一个像我这样记录点评参会收获，但我相信刻在他们脑子里的收获，一定在不断孕育发展，总有绽放的那一天。

图17 会议注册场景一瞥

在五-一即将到来之际，祝大家劳动节快乐！劳动光荣，创造光荣。