量子食量仪

“新春上班第一天，省委、省政府就召开高规格的全省性会议，不仅是省委、省政府对民营企业的重视，也是对我们民营企业的激励，我深感使命在肩。”国仪量子技术（合肥）股份有限公司董事长贺羽说。　　国仪量子成立于2016年12月，是一家以量子精密测量为核心技术的专精特新“小巨人”企业，主要从事量子精密测量、量子计算及高端科学仪器的技术研发和相关产品的研制、生产与销售。国仪量子通过不断地原始创新、沿途下蛋和技术整合，以“鼎新”带动“革故”，打造以量子测量仪器为核心的先进仪器产业集群。去年，国仪量子营收超4亿元，实现连年翻番，研发投入占比近30%，现有员工600余人，其中，研发人员占比近70%，荣获“独角兽企业”称号。　　据介绍，公司成立时就承接了中国科大原始创新成果的产业化任务，并在国家及省市多项重点研发项目的支持下，不断进行原始创新，陆续研制并发布了多款“人无我有”“人有我优”的高端科学仪器。在公司的高端科学仪器产业化过程中，诞生了一系列关键部件，均取得了性能指标的突破。这些部件形成的产品，不仅提升了国产化率，同时为公司带来了更广阔的市场空间。　　“随着原始创新设备和关键器件在市场的推广应用，国仪量子在科学仪器行业形成了集聚效应，技术关联或市场相近的一些科学仪器团队不断聚拢、融合发展，形成以量子测量仪器为核心的先进仪器产业集群雏形。”贺羽介绍，公司成立7年来，集中精力办好自己的事情。目前，实现了量子精密测量仪器全球市场占有率领先；顺磁共振谱仪国内市场占有率第一，并超过其他进口品牌总和；电子显微镜年成交量近200台，国内市场占有率前三，超过其他国产品牌总和。目前，公司正在积极有序筹备上市工作。　　“国仪量子将立足安徽，坚持量子科技和高端科学仪器主航道，催生出更多‘从0到1’的原创性成果，突破一批‘卡脖子’关键核心技术，不断拓展行业应用示范场景，助力量子领域科技创新实现并跑领跑。”贺羽说。

2021年7月7日，《自然通讯》（Nature Communications）杂志在线发表了武汉光电国家研究中心王健教授团队题为“Vectorial Doppler metrology”的最新研究成果。此研究将具有空间变化偏振分布的矢量光场应用于光学测量，提出并实现了新型矢量多普勒测量仪，其对于复杂运动信息的全矢量测量具有重要意义。多普勒效应是一种经典的物理现象，属于波的基本特性之一。该效应来源于波源与观测者之间的相对运动，使得观测者接收到的波的频率相对于波源频率具有一定偏移量。无论是机械波，还是电磁波，通过测量其多普勒频移，可以推算出观测者相对于波源的运动速度。多普勒效应已广泛应用于医学诊断、交通测速、精密测量、激光制冷以及天文学与航空航天等领域。光波属于电磁波，相对于机械波，如声波、水波等，具有超高速、大带宽、方向性好且能在真空中传播等优点，因此开发光的多普勒效应具有独特的优势。对于传统的平面相位光束，不考虑相对论效应，只有当运动物体在光束传播方向上有相对运动才能产生多普勒频移，称之为线性（或纵向）多普勒效应。最近二三十年，随着科学家对光的基本属性的进一步认知，光学研究已由简单的平面光束向更复杂多样的结构光束展开。结构光束的旋转（或横向）多普勒效应也受到了越来越多的关注，这为光学多普勒测量提供了更多的可测量维度。纵观多普勒效应的发现及发展应用历程，该效应针对的只是波的标量属性，即由相位（或强度）的连续改变产生多普勒频移。对于本振频率比较低的机械波，通常可以直接提取其多普勒频移，从而测定目标物体的运动速度与方向信息。对于光波（电磁波），由于其超高的本振频率，提取多普勒频移必须采取与参考光进行干涉拍频。然而，干涉拍频虽然能提取多普勒频移量，但却丢失了符号信息，即无法区分多普勒蓝移与红移。因此，如果不采用额外的测量手段，如外差检测或双频检测，直接基于干涉测量提取多普勒频移无法推断出目标运动物体的方向信息，这无疑导致了光学多普勒测量的应用局限。光波是一种横波，除了振幅与相位自由度，还有偏振自由度。光的偏振描述的是电磁场在正交于传播方向的平面上的谐振情况。传统的平面相位光束，其偏振取向在光束横截面上是均匀分布的。对于一类特殊的结构光场，其偏振取向在横截面上呈空间周期性变化分布，称之为矢量光。针对这类矢量结构光场，近期，华中科技大学武汉光电国家研究中心多维光子学实验室（MDPL: Multi-Dimensional Photonics Laboratory）王健教授团队研究发现，粒子在这类光场中运动能产生新的多普勒效应，即矢量多普勒效应。区别于基于标量光场的传统多普勒效应（多普勒信号表现为随时间变化的一维强度信号），基于新的矢量结构光场的矢量多普勒效应，其多普勒信号表现为随时间变化的二维偏振信号。这类新的多普勒偏振信号，除了携带目标运动物体的速度大小信息外，还同时携带了速度方向信息。具体表现为，不同的运动方向导致多普勒偏振信号呈现出不同的旋转手性，如图1和图2所示。实验或实际应用中，利用两个检偏器分析两路信号光的相对相位差，就能轻松分辨出多普勒偏振信号的旋转手性，进而直接测定目标物体的运动速度大小与方向。研究还发现，基于矢量结构光的矢量多普勒效应，不仅能直接测定粒子的运动矢量信息（速度大小与方向），还能潜在地追踪粒子运动的瞬时相对位置与瞬时速度，并且测量无须参考光束干涉，有很强的抗环境干扰能力。进一步，针对各项异性的运动粒子，理论分析发现，即使粒子在旋转的同时还处于自旋状态，通过对多普勒偏振信号进行标准的斯托克斯参数分析，或简单地利用两个检偏器分析，能同时测定粒子的旋转速度矢量（大小与方向）和自旋速度矢量（大小与方向）。该工作于2021年7月7日以Vectorial Doppler metrology为题发表在《自然通讯》（Nature Communications）上，华中科技大学武汉光电国家研究中心为论文第一单位，华中科技大学武汉光电国家研究中心博士后方良与硕士生万镇宇为共同第一作者，华中科技大学名誉教授、南非金山大学Andrew Forbes教授为论文合作者，华中科技大学武汉光电国家研究中心王健教授为论文唯一通讯作者。该项工作是对传统基于标量光场多普勒效应的一次突破，极大丰富了多普勒测量的内涵，同时对于矢量结构光场的基础研究及拓展应用研究具有重要科学意义。Liang Fang, Zhenyu Wan, Andrew Forbes, Jian Wang*, “Vectorial Doppler metrology,” Nature Communications, 12, 4186 (2021).https://www.nature.com/articles/s41467-021-24406-z图1矢量多普勒效应概念示意图图2基于矢量结构光场的矢量多普勒效应测量粒子的运动矢量（速度大小和方向）。(a)(c)相反运动的粒子在矢量结构光场（以HE31为代表）中与局部偏振光相互作用示意图。(b)(d)粒子采样反射或散射的二维多普勒偏振信号因粒子运动方向不同表现出不同的手性。二维多普勒偏振信号同时携带粒子运动的速度大小与方向信息。多维光子学实验室（MDPL）研究人员（从左至右）：方良、王健、万镇宇

日前，国仪量子（合肥）技术有限公司制定的《固态量子材料自旋信息测量仪》企业标准顺利通过“企业标准信息公共服务平台（安徽）”登记备案。该标准将于2019年12月20日正式实施。这是国内首个面向量子精密测量领域产品的企业标准。通过对产品企业标准的制定，规范了固态量子材料自旋信息测量仪的技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、储存等。已达到整个生产过程规范化、程序化和科学化，使产品质量得到保证，废品率降低，经济效益提高。一流的企业做标准，国仪量子通过产品企业标准的制定建立自己的竞争壁垒，树立行业领导品牌，积极提升企业在整个行业中的公众形象。通过规范产品，破除各种各样技术贸易的壁垒，从而抢占国际国内市场先机，在产品参数的设定等方面引领产品或者行业的动向。国仪量子实现了标准体系建设零的突破，下一步将积极参与到行业标准和国家标准的制定中，提升企业的市场核心竞争力，引领行业的发展，担负起为国造仪的使命，掌握更多的国际话语权。

近日，由514所航天河公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”专项“低场量子电阻测量仪”项目顺利通过国家科技部、高技术研究发展中心组织的综合绩效评价验收。 验收会以视频的方式进行，科技部高技术研究发展中心组织了来自清华大学、北京大学、中科院、中国计量院等单位的国内顶级技术专家和财务专家形成的评审专家组。项目负责人徐思伟研究员对项目执行情况进行了汇报、黄晓钉研究员对项目技术进展进行了汇报。 专家组严格按照项目任务书，对项目目标和考核指标完成情况、研究成果水平及创新性、成果示范推广及应用前景、项目组织管理及内部协作配合、人才培养等情况进行综合绩效评价。经过质询和讨论，专家组一致认为：项目攻克了多项核心技术，高质量完成了任务书规定的研究内容和考核指标，通过终期验收。 “低场量子电阻测量仪”项目由514所航天河公司牵头，北京东方计量测试研究所、中国计量科学研究院、中船重工鹏力（南京）超低温技术有限公司、中国科学院电工研究所、湖南银河电气有限公司、中国工程物理研究院计量测试中心和北京博华鑫诺科技有限公司联合承担。项目组经三年艰辛努力，研制出新型量子电阻测量仪，可满足国内电阻计量和精密电阻测量的广泛需求。 项目组利用“低场量子电阻测量仪”产品的技术优势，已经在型号测试、军工计量和高精度仪表研制领域开展了应用研究，对装备计量保障和国产精密仪器技术指标的提升发挥了重要作用。后续，514所将进一步持续开展推广应用工作，服务国计民生。

图1 来源：诺贝尔奖委员会官网。北京时间10月4日17时45分，有着“理科综合奖”之称的诺贝尔化学奖揭晓。瑞典皇家科学院决定将2023年诺贝尔化学奖授予美国科学家Moungi G.Bawendi、Louis E Brus，俄罗斯科学家Alexei l.Ekimov ，以表彰他们对量子点的发现和研究。该奖项的授予充分表明了量子点技术在科学领域中的又一重要突破。 01量子点是一种纳米级半导体发光材料，通过施加一定的电场或光压，这些纳米半导体就会发出特定频率的光，而发出光的频率会随着半导体的尺寸的改变而变化。因此，我们通过控制它们的尺寸和形状，就可以控制其发出的光的颜色（如图2），从而获得独特的光学和电子特性（如图2）。 图2 量子点荧光随尺寸的变化示例。 由于量子点丰富的物理化学性质，吸引了很多学者投身其中，目前已经形成了很多重要的前沿技术。除了我们熟知的已经商业化的量子点液晶显示以外，量子点还可以用于未来显示、光伏发电、高性能激光光源应用、单光子光源应用以及作为荧光探针用于生物成像等。 02 作为一种独特的纳米材料，在量子点的研究中，首先会关注其光谱特征和量子产率；在一些情况下，电致发光效率和荧光寿命也是需要被测量的参数。 #宽广的光谱测量 在生物荧光探针等应用的量子点研究中，不仅需要测量可见光区的光谱，还可能需要测量近红外红外光的光谱。 图3 从可见到近红外连续光谱测量的双探测器方案。为了契合这样的需要，滨松Quantaurus-QY plus中不仅配备了高灵敏度高信噪比背照式CCD探测器（探测范围从紫外至约1100nm的近红外，如图3上左），而且配备了专门用于近红外波段的InGaAs探测器（从850nm至1650nm，如图3上右）。作为在光电行业深耕细作几十年，光探测器产品线非常宽广的技术型公司，滨松在Quantaurus系列产品中均选用了自产的探测器。并基于对探测器的深刻理解与定制，开发出了特有的“光谱无缝缝合”技术，使得通过可见光探测器和近红外探测器所得到的光谱能够衔接在一起（如图3），从而使用户可以在350-1650nm的范围内，横跨可见及近红外区域得到完整且精准的光谱和真实的量子产率数值。(如图4） 图4 文献案例：横跨可见到红外的光谱测量。500nm左右的峰为吸收光谱，1300nm左右的峰为发射光谱。(N. Hasebe, et al. Anal. Chem.&ensp 87&ensp (2015), 2360)。 #精准的量子产率测量滨松量子产率测试仪对上至100%，下至1%以下的量子产率都具有非常准确的测量能力（如图5）。 图5 滨松量子效率分析仪对一些标准样品的测试值与文献值的对比(K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (2009), 9850)。 为了得到精确的结果，除了在硬件方面精益求精，滨松也一直在研究量子产率测量中的各种误差来源。比如对于许多量子点，激发光谱和发射光谱会有所重叠（如图6）；这意味着量子点发出的荧光有可能被自身再次吸收——这种自吸收（reabsorption)现象会导致量子产率的测量值低于真实值，而且越浓的溶液低估得越厉害（如图7）。图6 几种量子点的吸收及发射光谱。实线为吸收光谱，多点连线为发射光谱；蓝绿黑红对应着量子点尺寸从小到大。(U. Resch-Genger, et al. Nat. Methods 5 (2008), 763)。 针对这种低估量子产率的可能，滨松运用了对应的自动测量流程及算法（K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys.&ensp 11&ensp (2009), 9850）保证得到最为准确的量子产率读数（如图7）。 图7 自吸收（Reabsorption)校正结果示例(K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (2009), 9850)。#滨松量子产率测量仪Quantaurus-QY plus

5月21日，2024量子精密测量赋能产业发展大会暨第三届量子科仪节在合肥高新区举行。国仪计测（深圳）量子科技有限公司重磅首发了自主研发的微波量子精密测量仪器——QuEM-I计量型微波量子场强测量仪（Metrology-grade Quantum Microwave E-field Meter），这是一款基于高激发态里德堡原子的全新微波量子精密测量仪器，在测量灵敏度、频率范围、不确定度以及计量溯源性方面具有独特的优势，可广泛应用于微波计量测试、电磁兼容、电磁环境监测、频谱分析及无线通信等领域。发布会现场仪器介绍QuEM-I 计量型微波电场测量仪（Metrology-grade Quantum Microwave E-field Meter）是一款基于高激发态里德堡原子的微波量子精密测量仪器。基于量子相干效应将微波电场直接溯源至基本物理常数普朗克常数（h = 6.62607015×10-34Js）和国际单位制（SI）基本单位频率。这种全新的量子测量仪器在测量灵敏度、频率范围、不确定度及溯源性方面具有独特的优势。技术优势01 碱金属原子固有能级频率标尺实现仪器自校准02 支持基于本地时钟或GNSS远程高精度频率溯源03 低电磁扰动光纤耦合原子探头 / 微波腔增强型原子探头（选件）04 支持国标GB/T 43735-2024多模式里德堡原子制备泵浦激光组合05 内置减隔振机构，光机电一体化高度集成，支持定制硬件调试接口06 友好操控界面，底层软件开放，提供不确定度分析模块应用场景&bull 无线电计量&bull 电磁兼容&bull 电磁环境检测&bull 频谱分析&bull 电磁成像&bull 无线通信&bull 雷达导航关于国仪计测（深圳）量子科技有限公司国仪计测（深圳）量子科技有限公司是中国计量科学研究院系列专利技术通过科技成果转化，与国仪量子技术（合肥）股份有限公司合作设立的科技型公司，成立于2022年，注册地位于国际科创中心城市深圳，公司专注量子计量测试科学仪器研发与推广，当前重点研发基于里德堡原子的量子微波测量科学仪器及其配套设备。

近日，冷原子量子精密测量和量子计算技术研发商中科酷原科技（武汉）有限公司（以下简称“中科酷原”）完成数千万元A轮融资，独家投资方为中科创星。据悉，本轮融资主要用于量子精密测量仪器和原子量子计算的研发和产业化，进一步强化公司人才储备，提升公司核心竞争力，将系列化的量子精密测量仪器和量子计算产品在科研、教学和科普等领域进行推广和应用。中科酷原成立于2020年，核心团队源自中国科学院精密测量创新与技术研究院，先后承担过973、863、国家重点研发计划等多项国家项目。公司于2020年获得中科科源基金种子轮的投资，入选了武汉市量子技术产业重点企业；2021年获得湖北省工友杯创业大赛决赛第一名、湖北省工会“工人先锋号”等荣誉。核心团队研制的原子绝对重力仪参加了第十届绝对重力仪的国际比对，测量结果得到国际计量局的认可，仪器测量灵敏度和稳定度等关键指标已达到国际一流水平。团队自主研制的小型化原子重力仪入选“中科院自主研制仪器产品”名录。中科酷原以推动量子技术革命的浪潮为使命，致力于为科研机构、企业研发部门、工业生产和教育科普等领域的客户提供技术先进、品质优异、成本可控的量子技术产品。地球重力场反映物质分布及其随时间和空间的变化。测量重力场的仪器统称为重力仪，具体可分为相对重力仪和绝对重力仪。量子重力仪是一种典型的绝对重力仪，它摆脱了传统光电仪器的工作机理限制，直接利用物质的量子本质进行精密测量，测量精度也有了大幅提升。量子重力测量研究分为超高精度和小型化两个方向。大型超高精度喷泉式冷原子重力仪有望应用于验证爱因斯坦广义相对论理论、探测引力波、研究暗物质和暗能量等，成为基础科研的有力工具。小型化下抛式冷原子重力仪有望应用于可移动平台，例如航空重力仪、潜艇重力仪甚至卫星重力仪。英国伯明翰大学率先开发了名为Wee_G的量子重力仪样机，并于2018年成功实现了量子重力梯度仪样机Gravity-Imager的测试。2019年该团队进一步将Wee_G的重力场测量精度提升至10-9mGa数量级。其未来有望被当成一个早期预警系统，用于监测火山喷发前衡量火山的岩浆堆积程度。同时，它还能被用于民用工程以及油气储藏的勘察等。美国的激光干涉引力波观测仪（LIGO）成功测量到在距离地球13亿光年处的两个黑洞合并所发射出的引力波信号。总体来说，随着相关技术的发展，将广泛应用于地球物理、资源勘探、地震研究、重力勘察等领域。

2018先进材料研究国际研讨会于2018年8月2日至8月5日在中国上海市举行，此次会议由中国材料研究学会、北京理工大学、东华大学和应用物理化学国家重点实验室（陕西应用物理化学研究所）联合主办。研讨会旨在推动中外材料科学与技术科学的发展，扩大中外学者在科学研究层面的合作水平，同时为国内材料研究工作者和博士生提供有关综述和展望近年来新材料最新进展和科研成果的平台。会议现场滨松中国展台滨松近红外绝对量子产率测量仪Quantaurus-QY PLUS C13534亮相了本次会议。绝对法是一种快速而准确测定量子效率的方法，该方法具有低能源消费与高环境保护的特点，所以被广泛应用于先进材料研究。滨松近红外绝对量子产率测量仪Quantaurus-QY PLUS是采用绝对法测量光致发光材料量子产率（PLQY）的集成化全新产品，通过集成光源、分光系统、积分球以及探测器于一体，大大提高了空间利用率，产品的软件操作自动化，让用户可以简单、便捷地使用产品。其可以测量薄膜、粉末以及液体样品，包含样品的激发光谱、发射光谱、量子产率、色度参数、EEM谱。在前代产品的基础上，Quantaurus-QY PLUS C13534增加了可扩展近红外探测器通道以及可扩展外接光源的接口。可扩展的近红外通道可以将量子产率的测量范围扩展至300-1650nm，覆盖市面上发光材料量子效率测量需求波段。与普通双通道探测器不同，滨松的双通道探测器测量结果通过算法拟合，结合JCSS级别的校准技术，可以让双通道结果无缝接合，得到稳定结果。产品的外接光源扩展接口可外接激光器以及高能氙灯等光源，可以轻松测量低量子产率以及上转换发光的材料，满足客户对于低发光效率以及上转换材料的测量需求。滨松近红外绝对量子产率测量仪 Quantaurus-QY PLUS C13534产品涉及领域广泛，包括荧光粉、量子点、有机电致发光材料、金属有机框架材料、PV敏化染料电池片、荧光探针、钙钛矿材料、上转换材料、AIE材料等。凭借优秀的性能以及滨松高效优质的技术支持和产品服务，近红外绝对量子产率测量仪Quantaurus-QY PLUS在研讨会期间受到了与会专家学者的高度关注。

2024年全球及中国电子测试测量仪器行业发展趋势和现状研究陈昕(广州思林杰科技股份有限公司 市场总监)前言：电子测试测量仪器是利用电子技术来进行测量的装置，是电子制造、电子设计、电子应用等领域不可或缺的工具。随着电子技术的不断发展，电子测试测量仪器的技术水平也不断提高，应用范围也不断扩大。电子测试测量仪器的广泛应用涉及通信、半导体、医疗、能源等多个领域，其性能和技术水平直接关系到各行业的科研、生产和服务水平。在全球范围内，这一领域正经历着巨大的变革，从而催生出新的机遇和挑战。近年来，全球及中国电子测试测量仪器行业保持稳步增长态势。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下，全球电子测试测量仪器市场规模持续增长，预计到2025年，全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势，2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币，预计2023年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下，智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展，电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。未来，全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势：智能化：电子测试测量仪器将向智能化方向发展，以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能，能够实现更高效、更精准的测试。集成化：电子测试测量仪器将向集成化方向发展，以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将多种功能集成到一个平台上，能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化：电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展，以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试，能够实现更安全、更高效的测试。本文章将对全球及中国电子测试测量仪器行业的发展现状、发展趋势及竞争格局进行深入分析，并对行业发展趋势进行展望。1. 电子测试测量技术/仪器的发展历史电子测试测量技术和仪器的发展历史可以追溯到电子产业的早期阶段，随着电子技术的不断进步和应用领域的拓展，测试测量仪器在推动科技进步和确保电子设备性能的过程中发挥了关键作用。电子测试测量技术/仪器的发展历史可以追溯到19世纪初，以下是电子测试测量技术和仪器的发展历史中一些关键阶段：1820年，德国物理学家Johann Schweigger发明了检流计，这是世界上第一台电子测试仪器。检流计可以用来测量电流强度。1887年，爱迪生发明了真空管，这是电子测试测量技术发展的一个重要里程碑。真空管可以用来放大电信号，这使得电子测试仪器的测量精度和灵敏度得到了大幅提高。20世纪初，电子测试仪器的发展进入了快速发展阶段。1920年，美国的贝尔实验室发明了示波器，这是世界上第一台能够显示电信号波形的仪器。示波器的出现，极大地提高了电子测试技术的水平。20世纪中叶，电子技术的快速发展，推动了电子测试测量仪器的进一步发展。1956年，美国的Tektronix公司发明了数字示波器，这是世界上第一台能够显示数字电信号的仪器。数字示波器的出现，使得电子测试技术更加精准和灵活。20世纪70年代，集成电路技术的出现，使得电子测试测量仪器更加小型化和低成本。1976年，美国的Agilent公司推出了世界上第一台数字存储示波器，这是世界上第一台能够存储电信号波形的仪器。数字存储示波器的出现，使得电子测试技术更加便捷和高效。Tektronix 547型示波器 （图片来源 Lazy Electrons，产品来源Tektronix）随着技术应用发展，电子测试测量技术/仪器广泛应用于电子制造、电子设计、电子应用等领域。电子测试测量技术/仪器的发展，为电子技术的进步和应用提供了重要支撑，如：1. 半导体技术的崛起（1950年代 - 1960年代）：o 集成电路（IC）的出现推动了测试测量技术的发展，测试复杂度大大提高。o 数字化测试技术开始兴起，数字化示波器、逻辑分析仪等成为主流。2. 微处理器和计算机时代（1970年代 - 1980年代）：o 随着微处理器的普及，测试测量设备越来越依赖于计算机控制和数据处理。o 自动测试设备（ATE）开始流行，提高了测试效率和精度。3. 高性能和高频率测试（1990年代至今）：o 通信技术的迅猛发展推动了对高频、高速数字信号的测试需求，射频测试、高速数字通信测试等成为焦点。o 高性能、高灵敏度、高精度的仪器不断涌现，以满足现代电子设备复杂性的测试需求。4. 物联网和5G时代（21世纪）：o 物联网和5G技术的崛起带动了对更高频率、更大带宽的测试需求，尤其是在通信和无线领域。o 智能化、云端化等技术的融入使得测试数据的处理和分析更为高效。芯片测试系统 (图片来源：Teradyne，产品来源：Teradyne、Litepoint)未来，电子测试测量技术/仪器的发展将继续保持快速增长态势。随着智能制造、5G通信、人工智能、量子计算、新型材料等技术的进步，电子测试测量技术/仪器将向智能化、集成化、虚拟化等方向发展。2. 以思林杰的发展历程看行业的时代变迁广州思林杰科技股份有限公司（后简称“思林杰科技”）成立于2005年，是一家领先的测试测量技术与方案提供商。思林杰科技从2010年开始进入自动化测试行业；2013年推出第一代基于ARM+DSP的仪器模块应用于消费类电子产品生产测试场景；2014年推出第二代 ARM+FPGA 仪器模块平台并推向市场；2019年发布第三代嵌入式仪器平台并投入市场，得到国内外多个知名厂商的批量使用并获得好评；2021推出 Nysa 模块化仪器平台与Archon SDK平台；2022年完成IPO登陆上交所科创板；2023年聚焦在高精密、高速及射频测试测量方向发力，实现更高端测量仪器的样机研发。思林杰科技近年来获得国家第四批专精特新“小巨人”企业，广东省高新技术企业，成立院士专家工作站，并与多所高校建立联合实验室。思林杰科技发展历程思林杰科技进入测试测量领域，顺应了行业发展和时代变迁。可穿戴消费类电子产品设备结构非常精密，测试测量的需求规格高，并需要多台仪器设备的组合才能完成各种信号的采集和激励，譬如传感器端的高灵敏度微弱信号，高速的数字信号，射频频段的信号录播与回放，电源的电压电流数据采集分析等。最开始，客户在研发阶段用了多台传统仪器进行测试系统搭建进行原型机验证与测试，NPI 转产时，客户寻求更高效的测试解决方案，我们和客户一起深入讨论需求和应用场景，自研了基于 FPGA 控制器架构，在自研总线上搭载了多种类型的仪器模块，FPGA控制器与仪器模块间通过底层自研总线互联，采集与激励的信号处理通过 FPGA 数字逻辑进行并行处理与算法加速。得益于选择了异构处理的 FPGA 架构，内部集成了ARM处理器，测试用例的调度、测试结果的判定都在同一颗 FPGA 芯片内完成，测试效率得到了很大的提升，同时在体积、成本上也满足了客户转产的需求。经过多个迭代，思林杰科技发布了Nysa模块化仪器平台：有基于嵌入式架构的板卡形态，体积紧凑易于集成到设备里；有基于插卡式架构的仪器形态，多类型仪器可简单插拔配置相应固件就可完成测试系统的搭建，适用于研发和NPI的原型机验证测试阶段；同时思林杰科技有强大的按需定制能力，可以为客户定制各类综合测试仪和解决方案。思林杰 Nysa 模块化仪器与 Archon 测试系统管理软件随着客户对测试测量需求的不断提升，思林杰科技继续完善Nysa仪器模块库，推出了面向高精密测量、高速数字信号测试测量与射频信号测试与处理的解决方案。测试测量解决方案覆盖从验证-试产-量产完整产品周期，与国际领先客户进行深度合作和获得高度认可，其解决方案广泛用于各消费类电子产品原型机测试、NPI、产线测试。近年来，思林杰基于FPGA搭配各类型AD/DA和传感器解决方案开始进入工业、生物医疗、芯片产业等应用场景，有的作为客户产品各阶段的测试测量解决方案，有的甚至作为关键零部件集成到客户产品内部，加深了与客户的紧密合作，对行业发展和对测量需求的提升都有了更深刻的理解。思林杰科技拥有超过200人的专业研发团队，自身具有制造与装配生产线，可保证质量与及时交付，并已通过IS09001,14001和27001等认证，运作成熟规范。3. 全球及中国电子测试测量仪器市场规模及现状全球电子测试测量仪器市场规模近年来保持稳步增长态势，2022年全球电子测试测量仪器行业市场规模扩大至146.10亿美元。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下，全球电子测试测量仪器市场规模持续增长，预计到2025年，全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。数据来源：FROST&SULLIVAN从区域发展情况来看，欧美等发达国家和地区的电子测试测量仪器行业起步早，上下游产业链基础较好，市场规模较大，市场需求以产品升级换代为主，市场将保持中高速增长 而以中国和印度为代表的亚太地区，处于产业转型升级及新兴市场快速发展阶段，对电子测试仪器的需求潜力大，市场规模将以较高的增速增长。中国电子测试测量仪器市场规模中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势，2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币，预计2025年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下，智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展，电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。数据来源：FROST&SULLIVAN市场规模增长驱动力全球及中国电子测试测量仪器市场规模的增长主要由以下因素驱动：电子技术的不断发展，推动了电子产品的快速迭代，对电子测试测量仪器的需求不断增加。智能制造、5G通信、人工智能等新兴技术的快速发展，对电子测试测量仪器提出了更高的要求。政府政策的支持，鼓励企业进行技术创新和产业升级，推动了电子测试测量仪器行业的发展。市场竞争格局全球电子测试测量仪器行业市场格局相对集中，CR5约为45%。其中是德科技、罗德与施瓦茨、泰克、美国国家仪器等海外厂商占据市场主导地位。我国电子测试测量仪器行业起步相对较晚，在技术上与国外优势企业仍有一定的差距。近年来，我国电子测试测量仪器行业发展迅速，涌现出一批具有竞争力的企业。行业发展趋势未来，全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势：智能化：电子测试测量仪器将向智能化方向发展，以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能，能够实现更高效、更精准的测试。集成化：电子测试测量仪器将向集成化方向发展，以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将将多种功能集成到一个平台上，能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化：电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展，以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试，能够实现更安全、更高效的测试。4. 思林杰主推产品介绍思林杰科技目前产品主要方向：NYSA模块化仪器平台、高精确度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量。NYSA 模块化仪器平台基于 FPGA 控制器， 搭配丰富灵活的仪器模块， 如万用表、示波器、 信号发生器、 数据记录仪、 音频分析仪等，涵盖了高精度信号、 高速与射频信号测试测量与处理， 提供了从验证到试产到量产的全过程测试测量技术与解决方案，同时与国际领先客户达成深度合作并获得高度认可。 其中嵌入式形态结构紧凑， 方便内嵌设备； 插卡式仪器整机不仅可用于原型开发，也可作为多功能仪器使用；独立式仪器小巧紧凑， 可作为单⼀功能的仪器使用； 综测仪提供了多功能完整产线测试整机形态，方便部署于产线测试。思林杰 NYSA 嵌入式模块化仪器平台Archon 是思林杰科技自主研发的测试系统管理软件，具备图形化低代码方式开发管理运行测试用例和测试计划的功能，支持实时查看测试数据、自定义数据报表模板和可视化数据分析，并为与其他企业系统的连接提供可扩展的插件。Archon 广泛应用在消费电子、军工和芯片测试领域， 降低测试用例开发管理难度，提高生产测试效率。Nysa Toolkit 是 Archon的辅助固件生成工具。其根据不同的项目需求， 可以选择对应的仪器模块并连接到控制模块上，自动生成固件；同时也是 Nysa 系列仪器的管理工具，可以对嵌入式、 插卡式及独立式的 Nysa 仪器集中管理， 可以动态生成仪器的固件，并下载到仪器中。对于不同的仪器模块，显示相应的虚拟仪表界面，方便用户调试。思林杰 Archon 测试系统管理软件近期除了NYSA模块化仪器平台和Archon测试系统管理软件，思林杰科技基于最新的FPGA技术和各类AD/DA解决方案，推出了面向高精度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量等解决方案。在高精度测量方面，思林杰科技近期推出了SG2165 SMU和SG2350 LCR。其中，SG2165 精密型源测量单元（SMU）能够实现四象限操作，精确地输出电压或电流以及同时测量电压、电流和电阻等功能。 它集成了六位半数字万用表 (DMM) 、五位半精密电压源、电流源、电⼦负载和脉冲发生器的功能，具有功能丰富，体积小巧紧凑，标准测试接口等特点，非常适合集成到测试治具中。 SG2165 源测量单元平台主要用于半导体、传感器、模组等 IVR 测试测量。 其为产线测试量身定制，为产线自动化 ICT 及 FCT 提供高效、高性价比的测试测量解决方案。思林杰 SG2165 精密型源测量单元（SMU）SG2350 LCR 阻抗测试平台是⼀款精密型 LCR 表，其基本测量精度可达 0.1%，且支持多种测试激励模式，拥有 20 Hz 至 2 MHz 连续可调的宽范围测试频率，和 0 至 2 Vrms 或者 0 至20 mArms 连续可调的测试电平，并且具备可调最大 2 V 的直流偏置功能；使用该平台可测试多种阻抗参数，测量精准的同时，可实现最快 5 ms 的测量速度，其紧凑、模块化的设计为产线元器件，材料，半导体，MEMS 等阻抗参数测试测量提供了高性价比的选择。思林杰 SG2350 LCR 阻抗测试平台在高速信号采集与处理方面，思林杰发布了一系列的DAQ数据采集方案与产品和高速总线分析解决方案。DAQ 数据采集其核心架构由模拟前端 （AFE）、模数转换器 （ADC）、现场可编程门阵列 (FPGA) 及触发(Trigger) 组成。 通过 AFE 对模拟信号进⾏信号调理后经过核心组件 ADC 实现对模拟信号的数字量化编码，最终通过 FPGA SoC 进行数字信号的采集、处理、分析和存储转发，并可支持内部及外部触发采样模式。其中，FPGA基于Xilinx Zynq 7000系列和UltraScale+系列，采集速率涵盖250KSPS/24bits到5GSPS/8bits等各速率和分辨率解决方案。DAQ数据采集产品有三种产品形态，如数据采集模块、数据采集卡及数据采集盒子三种数据采集系统，方便根据客户需求选择合适的产品形态和提供丰富的解决方案。DAQ 产品主要用于电气、物理、机械、声学和信号路由等应用，可以表征产品、监控过程或产品、以及控制测试过程，在科学研究、工业自动化和测试测量领域起着关键的作用。思林杰 SG1227 PCIe 高速采集卡 思林杰 SG2168 高速采集盒在高速总线分析方面，思林杰科技推出了MIPI D-PHY、C-PHY、RFFE、SPMI、I3C、USB-C、Displayport等高速信号采集、发生与处理解决方案，并可基于FPGA SerDes进行PRBS误码率测试，基于BERT进行高速眼图重构，为高速数据线缆测试、高速连接器测试、高速信号链路测试提供了高效高性价比的信号质量评估测试方案。思林杰 SG2153 MIPI Tester PRBS 眼图、误码率&抖动容限分析在射频信号测量方面，思林杰发布了VNA矢量网络分析仪和SDR软件无线电平台。SG2163 型矢量网络分析仪（ VNA ）是⼀款四端口8.5GHz频段的射频测量仪器，其能够提供射频信号传输特性和反射特性的测量。本产品由主机单元和基于 Windows 系统的控制与显示界面组成，数据传输采用千兆以太网接口。其广泛应用于微波器件，材料科学，电子通信等基础行业和领域的射频研发测试与生产制造。思林杰 SG2163 矢量网络分析仪（ VNA ）SG2277 是⼀款基于软件无线电技术的射频测试平台。 该平台集主控处理器、FPGA 和射频前端于⼀体，最多支持 8 个通道的信号生成、8 个通道的信号采样及频谱分析功能。平台有射频直采和上下变频解决方案，覆盖到6.5 GHz频段，该功能使平台在许多场景的应用中更加灵活。思林杰 SG2277 射频测试平台（ SDR ）5. 思林杰产品主要应用场景思林杰科技NYSA模块化仪器最开始应用于消费类电子产品线测试。典型的消费类电子产品FCT测试系统需要若干台传统仪器进行系统搭建，如示波器、信号源、数字万用表、音频分析仪、时序测试仪、程控电源、电子负载、频率计、FW烧写器、数字IO逻辑分析仪、通信接口扩展器、开关与切换等，有的功能由于传统仪器没有现成解决方案或成本高，甚至需要定制化实现。因此，由于消费类电子产品更新速度快、技术应用周期短，基于传统标准仪器的解决方案不能高效满足FCT测试需求，其需要涵盖多类型仪器的测试系统搭建与调试，难度高，周期长，行业内缺乏定制化功能交钥匙解决方案，成本高、体积大、UPH效率低。为了解决消费类电子产品FCT测试这个行业痛点，思林杰科技推出了NYSA模块化仪器的FCT解决方案。其解决方案基于FPGA SOC（ARM+FPGA）控制器，通过底层自定义总线与模块化仪器并行互联。其中FPGA的数字逻辑层，可进行采集和激励信号的处理和算法加速，数字信号的测试测量和一些解决方案的逻辑层面定制，如频率计、FW烧写器、通信接口扩展、数字IO逻辑和总线分析；FPGA的ARM处理器可运行RTOS或Linux，运行Archon测试系统对仪器模块和信号的管理、进行测试序列的执行和测试结果处理和上传。同时，思林杰科技积累了丰富的仪器模块库，如示波器系列、信号源系列、数字万用表系列、音频分析仪系列和相应的IP库，可通过对现有仪器模块选择进行FCT测试系统的搭建。在同等机柜体积下，嵌入式模块化仪器相对于传统标准仪器可以实现总效率、并行通道数、读取、切换、上传效率、测试速率的提高，测试系统体积的大幅减小，总成本的大幅降低。基于标准仪器的传统 FCT 产线测试方案 思林杰NYSA嵌入式仪器模块FCT产线测试方案近年来，NYSA模块化仪器除了在消费类电子产品测试FCT站点大规模部署和应用外，在ICT、模组测试甚至芯片测试阶段也开始用NYSA模块化仪器解决方案进行测试系统的搭建，此外也有越来越多的客户在研发阶段的原型机测试、NPI小批量转产验证测试使用此解决方案。在其他行业，如生物医疗、新能源等领域，思林杰科技也基于FPGA和最新的AD/DA解决方案，提供核心模块的研发、验证、批量生产服务，譬如基于FPGA的卷积、反卷积、积分等算法处理与加速，生物医疗传感器微弱信号的共模噪声抑制和降噪处理，高压信号与激光信号的激励与处理，AI视觉检测与成像处理系统等。这些方案与模块除了应用于产品测试领域，更广泛的应用于客户产品核心模块的测量领域，思林杰科技提供了全过程产品研发、验证、批量生产测试交付服务。生物医疗应用：微生物质谱检测系统应用 新能源应用：激光测风雷达6. 未来电子测试测量技术/仪器发展趋势智慧工厂未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势涉及多个方面，其中包括：高集成度和多功能性： 未来的测试测量仪器很可能会越来越集成多种功能，以适应复杂系统和设备的测试需求。高度集成甚至多学科融合的仪器可以提高测试效率和减少测试成本。宽频带和高速度： 随着通信和数据传输速度的不断提高，测试仪器需要具备更高的频带和速度来适应新兴技术和标准，如5G通信、物联网和高速数字总线。自动化和智能化： 自动化在测试领域一直是一个重要的趋势。未来的仪器很可能会更加智能，具备自动识别、配置和执行测试任务的能力。机器学习和人工智能技术可能会应用于测试数据分析和故障诊断。量子技术的应用： 随着量子技术的发展，未来的测试测量仪器可能会受益于量子传感器和量子计算的应用。这可能导致更高的精度和灵敏度。更小型化和便携性： 随着设备越来越小型化，测试仪器也需要变得更小巧轻便，以适应便携性需求。这对于现场测试和移动设备的测试非常重要。绿色技术： 环保和能源效率是未来技术发展的关键方向之一。测试仪器可能会采用更为节能和环保的设计，以减少对环境的影响。云服务和远程访问： 云服务和远程访问技术的发展使得测试数据的存储、管理和分析更加便捷。未来的测试仪器可能会更加集成云服务，实现远程访问和协作。AI 人工智能总体而言，未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势将在高度集成、自动化、智能化、便携性和环保方面取得进展，以适应不断变化的技术和市场需求。随着人们对生活品质需求的提升、新技术应用的产品导入，测试测量市场将保持高速发展趋势，测试测量市场规模将越来越大，各芯片厂商、仪器仪表厂家、测试测量方案集成商将在此市场拥有很好的发展空间，结合市场需求和自身产品、解决方案优势持续迭代，获得长远发展。作者简介陈昕(1982)，男，2006英国约克大学获得通信工程硕士学位，毕业后分别从事基于FPGA的通信系统设计与研发、FPGA芯片系统应用、电子测试测量系统与应用设计与市场发展主管，现任思林杰科技市场总监、北美与线上营销总监。

近日，市场监管总局、科技部、工业和信息化部、国务院国资委、国家知识产权局联合印发《关于加强国家现代先进测量体系建设的指导意见》（以下简称《指导意见》），提出一个出发点、十一项重点任务和六项保障措施。 《指导意见》指出，测量是人类认识世界和改造世界的重要手段，是突破科学前沿、解决经济社会发展重大问题的技术基础。国家测量体系是国家战略科技力量的重要支撑，是国家核心竞争力的重要标志。国际单位制量子化变革以来，开启了以测量单位数字化、测量标准量子化、测量技术先进化、测量管理现代化为主要特征的“先进测量”时代。据介绍，《指导意见》提出一个出发点，鼓励和引导社会各方资源和力量，构建国家现代先进测量体系，提升国家整体测量能力和水平，服务经济社会高质量发展。十一项重点任务主要包括建立先进量传溯源体系；优化计量基准标准和标准物质建设；加快先进测量技术研究；推动先进测量仪器设备的研发和应用；建设国家先进测量实验室；提升企业测量能力和水平；推进测量数据积累和应用；完善先进测量技术规范；优化先进测量技术服务；发挥质量基础设施协同推动作用；培养先进测量人才队伍等内容。六项保障措施包括加强组织领导、完善制度保障、加大财政支持、强化知识产权战略、普及先进测量理念、加强国际测量合作等六项具体措施。近年来，我国计量事业得到快速发展，国家整体测量能力和水平不断提升，获得国际互认的国家校准与测量能力达1779项，位居世界前列。《指导意见》作为国家现代先进测量体系建设的纲领性文件，对未来一段时间我国测量事业的发展具有重要的战略指导意义。作为以量子精密测量为核心技术、高端科学仪器为主营产品的高新技术企业，国仪量子将面向世界科技前沿和国家重大需求，加大关键核心技术攻关力度，为提高国家科技创新能力、促进经济社会高质量发展贡献力量。

p 　　国际单位制迈入量子化时代：全部由常数定义突破时空局限 /p p 　　新华网北京12月11日电(王忻)12月11日,市场监管总局在京召开国际单位制重大变革新闻发布会。总局计量司司长谢军在发布会上透露，自明年5月20日起，中国将开始使用新修订后的国际单位制。为抓住此次变革带来的历史性机遇，我国将强化计量量子化战略研究，并制定量子化时代的中国计量发展新规划(2020年-2035年)。 /p p 　　11月16日，第26届国际计量大会(CGPM)在法国巴黎召开，经包括中国在内的53个成员国集体表决，全票通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议。根据决议，质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”、物质的量单位“摩尔”等4个SI基本单位的定义将由常数定义，于明年的“世界计量日”——5月20日正式生效。 /p p 　　据了解，加之此前对时间单位“秒”、长度单位“米”和发光强度单位“坎德拉”的重新定义，至此，国际计量单位制的7个基本单位全部实现由常数定义，是改变国际单位制采用实物计量的历史性变革。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/ea274f73-eea6-4bf7-ab07-f6b1cb476361.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p br/ /p p 　　国际单位制大家并不陌生，在生活中我们经常会接触到“米”、“千克”、“秒”等计量单位。国际单位制与每个人的生活都息息相关，是世界上普遍采用的计量单位制，是构成国际计量体系的基石，也是促进人类不断进步的基础性工具。这次国际单位制的成功变革，实现了国际测量体系有史以来第一次全部建立在定义常数之上，将保证SI长期稳定性和环宇通用性，也将开启任意时刻、任意地点、任意主体根据定义复现单位量值的大门。 /p p 　　那么，国际单位制的变革会给普通百姓的生活带来哪些变化和影响? /p p 　　“此次变革从表面来看，大家可能感觉不到发生的变化，就如同我们给房子换了一个更加坚固的地基，并不太会直接影响我们生活起居，但它实际上已经发生了‘脱胎换骨’的变化。”谢军表示，这次SI重新定义生效后，对于大多数科研人员以及产业发展、人们日常生产生活来说，不会直接造成大的改变，原有的测量结果仍将是连续的、稳定的。但从专业角度观察，SI的重新定义，将改变国际计量体系和现有计量格局。 /p p 　　他指出，SI重新定义将实现量值传递溯源链路扁平化，使量值溯源链条更短、速度更快、测量结果更准更稳 将催生新的测量原理、测量方法和测量仪器，不受环境干扰无需校准的实时测量，众多物理量、化学量和生物量的极限测量等将成为可能 重新定义和量子测量技术发展将使得计量基准可随时随地复现，精准测量，将直接促进市场公平交易、实现精准医疗、改善环保节能等，将惠及人类生产生活的方方面面。 /p p 　　中国计量科学研究院院长方向表示，这次国际单位制的“基石”完全建立在“常数”上，新定义用自然界恒定不变的“常数”替代了实物原器，保障了国际单位制的长期稳定性 “定义常数”不受时空和人为因素的限制，保障了国际单位制的客观通用性 新定义可在任意范围复现，保障了国际单位制的全范围准确性 新定义不受复现方法限制，保障了国际单位制的未来适用性。 /p p 　　“我国目前获得国际互认的校准和测量能力已跃居全球第三、亚洲第一。我国自主可控的国家时间基准、长度量子基准都跻身世界先进行列。”谢军介绍，在这次国际计量单位制重大变革中，作为国家计量院的中国计量科学研究院为SI温度基本单位开尔文的修订作出了重要贡献。我国已独立建立了基于新定义的千克复现装置，并成功研制了真空质量测量和质量标准传递装置，可以保障未来我国质量量值与国际等效一致。 /p p br/ /p

导读：进入21世纪以来，科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件，同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量仪器发展的三个明显特点入手，进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术，引入合成仪器的概念，以供读者参考。 　　现代电子测量仪器的发展趋势 　　仪器性能更加优异 　　仪器的性能更加优异，测量功能更加强大，仪器的测量精度，测试灵敏度，测量的动态范围等都达到了前所未有的高度。例如，Agilent公司的PSA频谱分析仪的测量灵敏度高达169dBm(接近物理界热噪声174dBm)，PNA网络分析仪的动态范围高达143dB，Agilent83453A高分辨率分光计分辨带宽=0.0001nm(亚皮米)(突破皮米分辨带宽的壁垒)，Agilent86107A精密时基参考模块，对小于100ns的时延，抖动为1.7psRMS(突破皮秒抖动瓶颈)，DSO80000系列的示波器，其单一A/D芯片具有20GSa/s实时高采样率，使之成为世界上采样率最快的示波器(40GSa/s实时采样率，13GHz带宽)。另外，更多强大的测量功能被赋予单台仪表中，如Agilent公司的8960系列无线综合测试仪(集移动手机和基站的射频测试与协议测试于一身) ESG/PSG矢量信号源可以灵活产生包括连续波/调幅/调频/调相/脉冲调制，全制式通信协议(GSM/EDGE/WCDMA/TD2SCDMA/CDMAOne/CDMA2000/CDMA20001X2EV/蓝牙/WLAN/PHS/PDC/NADC/DECT/TETRA等)，任意波形及用于今后的其他信号 MSO混合信号示波器(2/4个模拟测量通道16个逻辑分析通道)使单台仪器同时具备示波器和逻辑分析仪的功能 Infiniium示波器内装VSA矢量信号分析软件后也成为世界上测量分析带宽最宽的矢量信号分析仪。 　　仪器与计算机融为一体 　　仪器和计算机技术的前所未有的融合。首先，越来越多的仪器选用以Windows软件和Intel芯片为平台，采用WindowsGUI和基于军用标准的软件，用Windows软件代替仪器内部操作软件，并易于与MS办公室应用软件连接，充分发挥其效能，如Agilent公司的仪器可用Word语言捕获屏幕图像，用Excel语言绘制的波形数据，用Excel语言捕获测量数据，易于自由地从互联网下载和升级最新的软件版本，利用WindowsHelp提高了仪器操作学习的方便性 同时，触摸屏被广泛利用，话音控制可解决双手同时被占用时操作仪器的问题，通过网络控制仪器操作，并用基于MSWindows和MSVisualStudio实现测试自动化 另外，仪器内部的VBA软件可有效地帮助实现生产过程中的测试自动化。 　　其次，由于计算机技术被大量应用到仪器之中，使得仪器具备了更加先进的连通性，如Agilent公司的仪器大都具备采用了USB接口，LAN接口，GPIB接口。同时，也安装了标准光标指示器(鼠标、跟踪球、触摸键、操纵杆等)和其他部件(键盘、CDRW驱动器、直接连结打印机的并行接口，用于外部监视器的VGA输出，内部硬盘驱动器等)。特别值得一提的是，在军工等特殊行业，测试数据的安全性和保密性要求格外重要，为此，Agilent公司在仪器上设计了可卸出的硬盘(如PNA矢量网络分析仪和Infiniium示波器)，使工作人员在实验室完成测试任务后，卸出硬盘，单独运输仪器至测试现场(如战地)，再由操作人员取出随身携带的硬盘装入仪器，再进行现场测量，从而保证了数据的安全性和保密性。 　　测试及仿真软件在仪器中广泛应用 　　随着计算机的运算速度和处理数据能力的不断增加，及计算机仿真技术的广泛应用，仪器的硬件和测试软件及仿真软件的结合越来越紧密。首先，硬件的模块化设计，使得通过不同的硬件模块组合配以不同的软件，从而形成不同功能的仪器和不同的测试解决方案，如Agilent公司的DAC-J宽带示波器86100C，通过插入不同的模块并配以不同软件，该仪器可成为抖动分析仪，宽带示波器，数字通信分析仪，时域反射分析仪 此外，VXI结构的测试仪器更加充分地解释了模块化结构仪器的灵活配置和应用。 　　其次，软件无线电的概念已有了全新的解释和现实的应用，Agilent公司的89601A矢量分析软件是实现这一理念的最好例证，它利用计算机强大的数学运算和数据处理能力将大量的数字信号处理功能和数据分析功能充分展现在计算机软件之中，通过与不同的数据采集前端(如VXI结构的矢量信号分析仪，频谱分析仪，Infiniium数字示波器)相结合，组合出不同功能的矢量信号分析仪。 　　同时，其捕获的信号和数据分析的结果可以作为EDA仿真软件(如Agilent公司的ADS高级设计仿真软件)的数据输入来源，用于驱动ADS高级设计仿真软件进行部件及系统级仿真 并且，ADS高级设计仿真软件的仿真结果可送入Agilent公司的ESG/PSG矢量信号源产生出信号通过VSA矢量信号分析仪的捕获和分析，反过来可进行产品设计与真实产品之间的数据验证，即实现设计、仿真、测量和验证的有机结合。以AgilentADS高级设计仿真软件为代表的EDA软件，通过与Agilent公司测试仪器(包括:频谱分析仪，网络分析仪，信号源，示波器，逻辑分析仪等)的动态链接，从而实现了测量域与仿真域的有机结合，在设计、仿真和验证之间架起了桥梁，从而加速设计，提高设计质量，完善系统及部件的半实物仿真手段，达到迅速拓展满足需要的测量解决方案的目的。 　　自动测试系统的发展历史和现状 　　随着测量仪器功能的不断提高和完善，与其相关的自动测试系统(特别是军用ATS测试系统)的组建与发展也经历了从台式仪器ATS系统到卡式仪器ATS系统，从卡式仪器ATS系统到卡式仪器与台式仪器混合的ATS系统的发展过程。到目前为止，VXI结构的仪器(主要对于大通道数的数字信号测量)与GPIB标准的台式仪器(主要对于性能要求严格的射频/微波信号测量)相结合组建ATS测试系统已成为军用ATS测试系统普遍遵从的主流原则和典范。这与以美国为代表的军工用户在90年代提倡的采用COTS(CommercialOff-the-Shelf)流行商用仪器来构建军用ATS测试系统有很大关系，它可以极大地降低整个测试系统的组建、开发、维护、替换和升级的成本。 　　但是，由于军工行业系统研制周期和认证周期相对较长，系统维护和需要支持的周期通常在10年至20年，而民用科技的发展日新月异，流行商用仪器的更新速度越来越快，一些COTS产品在军工行业被大规模全面使用之前就已废型和停产，对于已定型的测试系统的维护和支持成为军工客户面临的最大问题，特别是那些基于特定硬件而开发的测试软件(TPS)的维护、支持和更新更是面临巨大的挑战。这一点在中国的客户群中也遇到了同样的问题。如何实现硬件的可互换性和软件的可互操作性成为保证整个系统生命力和生命周期的关键。与此同时，军用ATS测试系统还要满足其可靠性、机动性和灵活性的要求，并尽可能地降低开发、维护的成本，节省人力资源，改进硬件的现场替换效率和维修中心替换效率，改进武器系统快速应对地区乃至全球支持的战略要求。 　　下一代的自动测试系统 　　下一代测试技术及测试系统的标准 　　以美国为首的用户和仪器厂商近一年以来提出了一种新的测试仪器理念和技术以解决COTS仪器带来的问题，并同时满足未来测试系统的发展要求。该技术称之为NxTest，它就是基于LAN的模块化合成仪器(SyntheticInstrument)。安捷伦科技公司和VXITechnology公司于2004年9月为自动测试系统推出基于LAN的下一代模块化平台标准化-LXI。 　　LXI(仪器的LAN扩展)不仅提供了机架和堆叠式仪器的嵌入式测量技术和PC标准I/O连接能力，还实现了基于插卡式仪器的系统的模块化特点并减小了体积。对于为航空/国防、汽车、工业、医疗和消费电子市场开发电子产品的研发和制造工程师来说，LXI紧凑灵活的封装、高速输入/输出和可靠的测量功能有效地满足了他们的需求。VXI总线为所有高密度高速度应用提供了理想的标准，LXI则同时融合了VXI和以太网的优势，为用户提供了一个良好的高性能仪器平台，满足VXI通常没有满足的应用需求。LXI基于LAN的结构为例，为在航空和国防行业中长寿命仪器的实现奠定了基础。LXI没有带宽、软件或计算机底板结构限制。它可以利用日益提高的以太网吞吐量，为面临下一代自动测试系统挑战的工程师提供理想的解决方案。 　　LXI标准将由LXI协会负责管理。LXI协会是一家由主要测试测量公司组成的非营利机构。该集团的目标是开发、支持和推广LXI标准。安捷伦科技公司和VXITechnology公司利用其拥有悠久历史的模块化仪器设计，推出LXI平台，这是测试系统使用的开放式标准仪器发展中必然的可行一步。由于几乎每台电脑中都内置了以太网(LAN)，以太网已经成为业界广泛认同的通信接口。互联网硬件价格正不断下降，速度正不断提高，局域网提供了其它点到点接口标准中没有提供的对等通信。测试和测量工程师日益认识到使用高速局域网替代专有测试测量接口(如GPIB)的好处，业内需要更低成本、更高带宽和更快的数据传送速率，这给专有测试测量接口提出了挑战。 　　LXI测试测量模块是为用于设计检验或制造测试系统而优化的。连接局域网的能力使得各模块可以装在世界上任何地方，并从世界上任何地方访问模块。与采用昂贵电源、底板、控制器和MXI卡和电缆的模块化组件不同，LXI模块自带处理器、局域网连接、电源和触发输入。LXI模块可以采用全宽或半宽，高度为一个机架单位或两个机架单位，实现了非常简便的混配功能。信号输入和输出位于正面，局域网和输入交流电源则位于每个LXI模块的背面。LXI模块由计算机控制，不要求传统机架和堆叠式仪器配备的显示器、按钮和拨号装置。LXI模块采用标准网络浏览器诊断问题，使用IVI-COM驱动程序进行通信，简化了系统集成。 　　LXI仪器的特点 　　LXI仪器具备了以下五大特点： 　　(1)开放式工业标准 　　LAN和AC电源是业界最稳定和生命周期最长的开放式工业标准，也由于其开发成本低廉，使得各厂商很容易将现有的仪器产品移植到该LAN-Based仪器平台上来。 　　(2)向后兼容性 　　因为LAN-Based模块只占1/2的标准机柜宽度，体积上比可扩展式(VXI/PXI)仪器更小。同时，升级现有的ATS不需重新配置，并允许扩展为大型卡式仪器(VXI/PXI)系统。 　　(3)成本低廉 　　在满足军用和民用客户要求的同时，保有现存台式仪器的核心技术，结合最新科技，保证新的LAN-based模块的成本低于相应的台式仪器和VXI/PXI仪器。 　　(4)互操作性 　　作为合成仪器(SyntheticInstruments)模块，只需30～40种左右的通用模块即可解决军用客户的主要测试需求。如此相对较少的模块种类，可以高效且灵活地组合成面向目标服务的各种测试单元，从而彻底降低ATS系统的体积，提高系统的机动性和灵活性。 　　(5)新技术及时方便的引入 　　由于这些模块具备完备的I/O定义文档(由军标定义)，所以，模块和系统的升级仅需核实新技术是否涵盖其替代产品的全部功能。如此看来，合成仪器(SyntheticSystems)将实现下述五大目标:①非常长的产品和系统支持周期，应用软件将不再依赖于特定的硬件。②很小的系统体积，仪器不包含多余的显示、输入和其它美学设计部分。③应用清晰明确，仪器界面一致，升级快捷方便。④系统生命周期与产品生命周期保持一致。⑤供应商独立，测量硬件与测量技术没有直接联系。 　　展望未来 　　综上所述，21世纪的电子测量仪器随着芯片技术和DSP技术的发展将达到前所未有的高性能，随着计算机技术与仪器的进一步融合，仪器的易操作性，易升级性，测量能力，数据处理和分析能力，都得到了大幅度提高。与此同时，软件无线电正越来越多地被应用到各个领域，仿真技术将为用户的设计和验证提供了更加强大和方便的工具。自动测试系统经历了从GPIB系统到VXI系统，从VXI系统到VXI与GPIB混合系统的发展历程，越来越多的军工用户希望拥有一种长寿命且高性能的系统标准体系来承担日益复杂的测试压力和维护成本的压力，面对未来的挑战，LXI仪器将在继承现有测试技术的基础之上，为下一代测试技术和测试仪器，特别是ATS测试系统的革新带来新的希望。

探索材料角度相关的磁输运性质是凝聚态物理学中应用广泛和重要的课题研究方向。该研究通常需要很宽的样品温度范围，比如从室温到几开尔文或更低，还需要强大的矢量磁场。控制矢量磁场对此类研究尤为重要。然而，传统的超导矢量磁体不仅价格昂贵，而且场强也有限：三个方向上至少两个方向的磁场强度通常不能超过2T。 德国attocube公司是上著名的端环境纳米精度位移器制造商。近期，该公司推出的atto3DR低温双轴旋转台，将施加在样品上固定方向的单一磁场（垂直或水平方向）的改变为三维矢量磁场。通过这种方式，在任何其他方向上也可立即获得非常高的磁场（例如9 T或12 T）。因此，它相当于提供了9T-9T-9T矢量磁铁的等效系统，这是目前尚无法实现的。此外，与常规矢量磁铁（如5T-2T-2T）只能在旋转中提供大2T的磁场相比，此解决方案的成本也非常低。 另外，双旋转轴的应用保证了样品在任意磁场方向上的变化和灵活性，通过水平固定轴的旋转，可控制样品表面与外界磁场的倾角（+/- 90°）；而沿面内固定轴的旋转提供了另外+/- 90°的运动，从而实现样品与磁场形成任意相对方向。同时还兼容2英寸样品空间和He气氛，配备Chip carrier，提供多达20个电信号接口。 1. 为什么要旋转你的样品？ 物理学家、化学家和材料科学家正在不懈地寻找具有理想性能的新材料。新材料几乎每天都会被合成出来，并经历各种各样的测量和表征。费米面的表征在材料表征中起着核心作用，因为将电子结构与材料的性质相关联，可以设计出具有所需性质的材料，并针对特定的应用进行调整。若能够地控制磁输运测量中的场方向有助于提取样品各向异性的信息。能够旋转样品在面内和面外场之间切换，或沿所需方向（例如，沿准一维样品，如纳米管或纳米线）对准就显的尤为重要。 Attocube公司研发的压电驱动的纳米旋转台有效地取代了价格昂贵的矢量磁铁，甚至提高了它们的性能，不仅扩大了其任意方向上的大可用磁场，而且也能很好的实现自动化的测量。更为重要的一点是：它们优于传统无法避免的机械滞后性的机械转子。此外，当需要超高压条件时，例如在ARPES中，与机械旋转器相比，压电陶瓷旋转台提供了额外的优势-压电陶瓷旋转台不会导致超高压室泄压或者漏气。2. Attocube提供的解决方案2.1 attocube 的纳米精度旋转台 attocube提供了多种可以组合的压电驱动纳米定位器，其中包括水平旋转台和竖直旋转台（attocube纳米旋转器-ANR/ANRv）。旋转台组合包括一系列不同尺寸和方向，以及适用于低温环境、超高真空和/或高磁场的不同环境下的需求。由于其体积非常紧凑，attocube的旋转台能够适配于大多数的超导磁体样品腔。图1: ANR portfolio [4]2.2 atto3DR：在3D中模拟强矢量磁场 atto3DR双旋转器具有两个立的旋转台，它们组合在一起，从而提供相对于样品表面的所有方向上的全磁场（例如14 T），如引言中所述。atto3DR如图2所示。atto3DR可以提供普通低温版本，同时也可根据具体需求提供用于低温真空（如稀释制冷机）的定制版本；有关mK温度下的应用案例，请参阅应用部分。图2: atto3DR：（a）带有无铅陶瓷芯片载体的样品架，配备20个触点；（b） 面内ANR；（c） 另外一个面内的ANR[4]。 3. 应用案例 在概述了ANRs、atto3DR的主要特点和优点之后，本文后一章将重点介绍通过使用基于我们的旋转器获得的传输测量的研究结果。3.1 基于ANR旋转台的应用案例3.1.1 在强磁场和200 mK条件下考察的g因子的各向异性 在Zumbühl集团（瑞士巴塞尔）与RIKEN（日本Saitama）、SAS（斯洛伐克布拉迪斯拉发）和UCSB（美国圣巴巴拉）课题组的合作进行了以显示GaAs量子点中各向同性和各向异性g因子校正的分离实验。这项研究是在两个立的横向砷化镓单电子量子点上进行的。为了在实验上确定g因子修正，通过测量具有不同强度和方向的平面内磁场的隧穿速率来得到自旋分裂。自旋分裂定义了自旋量子位的能量，是磁场中自旋的基本性质之一。在这里，他们测量并分离了两个GaAs器件中对g因子的各向同性和各向异性修正，发现与近的理论计算有很好的一致性。除了公认的Rashba和Dresselhaus项，作者还确定了动量平方依赖的塞曼项g43和穿透AlGaAs势垒gP项[5]。 此项工作是在attocube纳米精度旋转台ANRv51的帮助下完成的：样品安装在压电驱动旋转器上，并在磁场平面内旋转。由于旋转台有电阻编码器，因为能够读出旋转器的状态角度。此外，ANRv51可在高达35 T的磁场环境下使用，并可在低至mK的低温范围内使用-该实验在稀释制冷机中进行，电子温度为200 mK，磁场高达14 T。该磁场强度在任意面内方向上施加，只能通过旋转器实现不同角度下的测量。图3: sample in chip carrier mounted on ANRv513.1.2 mK位移台在材料输运性质随磁场角度的变化研究中的应用 北京大学量子材料科学中心林熙课题组成功研制出基于attocube低温mK位移台研制的低温强磁场下的样品旋转台，用于测量材料的输运性质随磁场角度的变化研究。 该系统是基于Leiden CF-CS81-600稀释制冷机系统的一个插杆，插杆的直径为81 mm，attocube的mK位移台通过一个自制的转接片连接到插杆上，如图4所示，位于磁场中心的样品台的尺寸为5 mm*5 mm，系统磁场强度为10T。系统的制冷功率为340 μW@120mK，得益于attocube低温位移台低的发热功率及工作时非常小的漏电流，使得旋转台能够很好的在＜200mK的温度下工作（工作参数：60V，4Hz, 300nF）。 图4. 实现的旋转示意图和ANR101装配好的实物图 图5. 侧视图，电学测量的12对双绞线从旋转台的中心孔穿过 图6中是GaAs/AlGaAs样品在不同角度下测试结果，每一个出现小电导率的点，代表着不同的填充因子。很好的验证了其实验方案的可行性和稳定性。图6. Shubnikov–de Haas Oscillation at T = 100 mK3.1.3 25 mK和强磁场下的自旋弛豫测量 基于量子点的自旋量子位是未来量子计算机的一个有希望的核心元件。2018年，一项国际合作（(Basel, Saitama, Tokyo, Bratislava and Santa Barbara）在理论预测电子自旋弛豫现象15年后，次通过实验成功证明了一种新的电子自旋弛豫机[8]。图7: Measurement setup with sample on an ANRv51 for rotating around the angle ϕ in the plane of the magnetic field. 在25 mK 的稀释制冷机和高达14 T的磁场条件下，半导体纳米结构（GaAs）中的电子自旋寿命在0.6 T左右达到了一分钟以上的新记录。有关此记录的更多信息，请参见[9]。对于该实验设置，使用了attocube的ANRv51，只有它完全符合mK温度和高磁场系统的要求。此外，在GaAs二维电子气体中形成的单电子量子点样品可以与平面内磁场相对于晶体轴作任意角度的旋转。3.1.4 从缓慢的Abrikosov到快速移动的Josephson涡旋的转变 来自瑞士苏黎世ETH的Philip Moll及其研究组使用attocube的ANR31研究了层状超导体SmFeAs（O，F）中磁旋涡的迁移率，发现旋涡迁移率的大增强与旋涡性质本身的转变有关，从Abrikosov转变为Josephson[12]。该实验中如果磁场倾斜出FeAs平面，即使小的未对准（图8: Flux -flow dissipation as a function of the angle between the magnetic field (H = 12 T) and the FeAs layers (= 0°) for several temperatures.图9: Rotator setup showing the ANR31/LT rotator carrying the sample and two Hall sensors.3.1.5 用于量子输运分析的超低热耗散旋转系统 在2010新南威尔士大学（澳大利亚悉尼）的La AYOH ET.A.课题组分析了半导体纳米器件中的量子输运。他们的主要目标是获得一个合适的旋转系统来研究各向异性塞曼自旋分裂。为了充分观察测量这种效应，需要在保持温度低于100mK的情况下，在磁场（高达10T）方向旋转样品。该样品安装在陶瓷LCC20器件封装中的AlGaAs/Ga/As异质结构。两条铜线连接到载体上。使用带RES传感器的ANRv51进行位置读出，该小组设计了一个具有两个可选安装方向的样品架（见图10）：一个具有芯片载体的平面内旋转，另一个具有芯片载体的平面外旋转（见图）。ANRv51非常适合此应用：先其由非磁性材料制成，完全兼容mK，并具有一个小孔，可将20根铜线送至转子背面。在他们的论文中，研究小组仔细描述了不同驱动电压和频率下，旋转器的散热作为转速的函数[13]。在缓慢的旋转速度下，散热可以保持在低限度，即使连续旋转，仍然能让系统温度低于100 mK。当关闭旋转器时回到25 mK基准温度的时间仅仅为20 min。此外，由于滑移原理，旋转台可在到达终目标位置时接地，从而确保位置稳定性和零散热。图10: Rotation system assembly for rotating the sample in two separate configurations with respect to the applied magnetic field B.3.2. atto3DR 应用案例3.2.1 范德华异质结器件在低温40mK中旋转 理解高温超导物理机制是凝聚态物理学的核心问题。范德华异质结构为量子现象的模型系统提供了新的材料。近日，国际合作团队（团队成员来自美国伯克利大学，斯坦福大学，中国上海南京以及日本韩国等课题组）研究石墨烯/氮化硼范德华异质结具有可调控超导性质的工作发表在《Nature》杂志上。在温度低于1K的时候，该异质结的超导的特特性开始出现，电阻出现一个明显的降低，出现一个I-V电学曲线的平台[14]。图11: 图左低温双轴旋转台；图右下：石墨烯/氮化硼异质结器件，图右上，电输运测试结果，样品通过旋转后的方向与与磁场方向平行。 电学输运工作的测量是在进行仔细的信号筛选后，在本底温度为40mK的稀释制冷剂内进行的。样品的面内测量需要保证样品方向与磁场方向平行，因而使用了德国attocube公司的atto3DR低温双轴旋转台。该atto3DR低温双轴旋转台可以使样品与单轴线管的超导磁场方向的夹角调整为任意角度。通过电学输运结果，证实了样品中存在的超导与Mott缘体与金属态的转变，证明了三层石墨烯/氮化硼的超晶格为超导理论模型（Habbard model）以及与之相关的反常超导性质与新奇电子态的研究提供了模型系统。3.2.2 30mk下的扭曲双层石墨烯的轨道铁磁性 范德华异质结构，特别是魔角双层石墨烯（tBLG），是当今固态物理研究的热点之一。尽管之前对tBLG的测量已经表明，铁磁性是从大滞后反常霍尔效应中推断出来的，随后又指向了Chern缘体，但A.L.Sharpe及其同事通过输运测量实验表明，tBLG中的铁磁性是高度各向异性的，这表明它是纯轨道起源的——这是以前从未观察到的[15]。 为了进行测量，该小组将封装在氮化硼薄片中的tBLG样品安装在attocube atto3DR双旋转器上，通过巧妙设计，使其在电子温度低于30 mK的条件下正常工作，在高达14 T的磁场中，使用霍尔电阻对倾斜角度进行专门的现场校准，以便在实验过程中控制准确的面内和面外方向。图12: Angular dependence of hysteresis loops in twisted bilayer graphene, measured with atto3DR at 磁性输运测量通常涉及可变温度和强磁场。能够旋转样品是提取有用信息的关键先决条件，如三维费米表面、电荷载流子的有效质量和密度，亦或块体材料、薄膜或介观结构的各向异性相关的许多其他参数。使用基于压电陶瓷的旋转器有助于获得比矢量磁场更高的矢量场，而且能够大大降低成本。因此，attocube ANR及其成套解决方案——atto3DR——对于每一位在具有磁场依赖和低温下进行电气和磁性输运测量的研究人员来说，都是佳和的解决方案。5. 参考文献[1]L.W. Shubnikov, W.J. de Haas, Proc. Netherlands Roy. Acad. Sci. 33, 130 (1930)[2]Fermi Schematics, Sabrina Teuber, attocube systems AG[3]http://www.phys.ufl.edu/fermisurface/[4]attocube systems AG[5]L.C. Camenzind et al., Phys. Rev. Lett. 127, 057701 (2021)[6]U. Zeitler et al., attocube Application Note CI04 (2014)[7]P. Wanget al., Rev. Sci. Instrum. 90, 023905 (2019)[8]L.C. Camenzind et al. Nat Commun 9, 3454 (2018)[9]https://www.unibas.ch/en/News-Events/News/Uni-Research/New-mechanism-of-electron-spin-relaxation-observed.html[10]Y. Pan et al., Sci. Rep. 6, 28632 (2016)[11]A.M. Nikitin et al., Phys. Rev. B 95, 115151 (2017)[12]P.J.W. Moll et al., Nature Mater. 12, 134 (2013)[13]L. A. Yeoh et al., Rev. Sci. Instrum. 81, 113905 (2010)[14]G. Chen et al., Nature 572, 215 (2019)[15]A.L. Sharpe et al., Nano Lett 2021, 21, 10, 4299 – 4304 (2021)

摘要：热分析应用于物质热物理变化和反应过程的检测已历经两百余年，期间包括联用技术的各类硬件不断更新、升级、换代，其主要目标在于更科学分析反应过程的动态特征。然而，面对实际复杂反应过程时，基于物质总包变化的热分析方法仍以各类单纯的、主观经验性数学手段为主，尚缺乏具有准确物理内涵的理论和方法体系。北京科技大学和中国科学院工程热物理所的研究人员经过十余年的磨砺，提出基于摩尔计量的矢量化逻辑分析反应过程，构建了多参数高维检测表征信号与（复杂）反应本征信息之间的矢量化方程，形成了高度自洽的解析算法和完整的矢量热分析(vector Thermal Analysis)理论框架，既为复杂反应过程的检测分析提供了科学的研究范式，更从根本原理上支撑国产热分析仪器发展打破国外技术壁垒，并实现未来的技术引领。近日，北京科技大学李荣斌、中国科学院工程热物理研究所夏红德等人的研究成果以“Insight into mechanisms behind complex reactions by high-dimensional vectorized dynamic analysis”为题发表在了《Fuel》上。研究人员构建了全新的矢量化热分析（英文简称vTA® ）理论框架、方程方法，突破了传统热分析在面向复杂反应过程分析中固有局限，如总包信号单纯数学处理导致物理内涵缺失、易引入人为主观误差、分析结果与反应特征无严格物理对应关系等，这一理论和方法推动了反应热分析领域的革命性进展.1、热分析技术和分析方法的发展自1780年英国人Higgins首次使用天平测量石灰加热过程中的重量变化后，1786年英国人Wedgnood绘制出第一条热重曲线，至1915年日本人本多光太郎提出了“热天平”概念并制作了首台热天平，即热重法（Thermogravimetric Analysis），热重分析仪逐渐迈入商业化阶段。1887年法国人Le Chatelier首次使用热电偶测温的方法研究了粘土矿物在升温过程中热性质的变化，随后1899年英国人Rober和Austen采用了差示热电偶和参比物的方法，使测定的灵敏度得到大幅提高，自此差热分析技术（Differential Thermal Analysis）开始得到商业化发展；1964年在美国人Watson和O’Neill提出“差示扫描量热”（Differential Scanning Calorimetry）概念基础上，美国PE公司首先研制出差示扫描量热仪。20世纪中后期，热分析联用技术、以及电子技术、传感器技术、计算机技术的迅速发展，使热分析应用领域不断扩大，在检测精度、灵敏度等方面也得到大幅度提高，应用前景更加广泛。现在热分析仪器以及和热分析相关的技术等已广泛应用于物理化学、能源、化工、冶金、医药、生物、航天、军工、材料等领域，形成了一门独立的学科。图1 热分析发展过程与热分析仪器相对应的热分析方法也得到逐步发展。热重仪检测的固（液）相全部质量随温度（或时间）的变化为总包信息，以“失重台阶法”、“高斯分峰法”或“极值法”等纯数学手段处理为主，适宜于简单反应或单一物质变化过程检测，如碳酸钙热分解反应。然而对于稍加复杂的混合体系，数据解析和辨识反应就存在困难，如“碳酸钙+碳粉”混合物的氧化热解过程。差热分析仪或差示扫描量热仪检测给出总包能量随温度（或时间）的关系，除上述纯数学处理手段外，1992年美国TA公司发明的调制控温技术将总热流信号分解为可逆和不可逆热流成分；2009年瑞士梅特勒托利多发明了随机多频调制量热技术（TOPEM® ）进一步区分了潜热流和显热流，适用于相变储热材料的研发改进。热分析方法由低维信息向高维发展，最直接的手段就是通过联用技术，如TG-DTA/DSC、TG-MS联用等，以满足更加复杂的物质变化或反应过程（如多相态、多物质组分和多反应共存的反应体系）的检测分析。中国科学院工程热物理所夏红德和北京科技大学李荣斌等研究人员提出了基于质谱的等效特征图谱法（ECSA® ），彻底解决了质谱多输入多输出信息非线性映射和反应-电离重排同步耦合（这一难题并不能简单依靠高分辨力质谱解决）两大难题，实现了气相物质实时流率的解析，在国内外同行中应得了十分良好的声誉（DOI: 10.1016/j.tca.2014.12.019 10.1016/j.aca.2021.339412 10.14077/j.issn.1007-7812.202209008）。实际上，这一技术为TG-MS等联用技术向高维数据解析和全信息矢量化解析鉴定了坚实的根基。矢志不渝、守正创新。北京科技大学李荣斌和中国科学院工程热物理所夏红德深入探索热反应过程的物理本质，近期构建了一套面向复杂反应过程的“矢量热分析方法”，创新地以矢量化思维、基于摩尔计量开展反应过程热分析，建立多参数高维检测信号与（复杂）反应本征信息之间全数据链封闭的矢量化方程，并形成高度自洽的解析算法和完整的高维动态分析理论框架；突破了传统热分析在面向复杂反应过程分析中的固有局限，打破技术壁垒，推动反应热分析的革命性发展。2、矢量热分析理论和方法体系从理论层面分析，反应是严格遵循化学计量关系下的物质结构变化过程，在反应和物质空间形成了两组矢量发展轨迹；而面向反应过程的热分析（及联用）技术的表观检测信息正好从物质与能量不同侧面映射了反应空间与物质空间的动态变化。矢量热分析则主要构建表观检测信号、物质实时变化速率和反应执行速率本征信息三组矢量之间的映射关系，建立高度自洽的解析算法，实现反应过程的准确辨识和精准定量。正如矢量热分析理论给出的物质与能量层面的关系式，其中物质组分层面的各类关系式为线性关系，而能量层面的矢量热力学方程则为典型的非线性关系组合，关系式中既包含物质（空间）的焓与反应（空间）热，也包含反应执行速率与执行量。普遍适用的热重技术中DTG(t)曲线映射了反应体系内固液相总包质量的变化速率，属于物质空间与反应空间的一维线性矢量映射关系，其数学表达式为公式1，而TG(t)为其积分形式。热分析中的逸出气体检测若采用质谱联用技术，并结合等效特征图谱法解析全气相组分摩尔产率，则可构建物质空间摩尔绝对参数与反应空间的高维线性矢量映射关系，其矢量表达式为公式2。式中为化学计量关系矩阵、为不同反应在t时刻的摩尔执行速率、为物质的分子量对角矩阵，为物质相态矩阵、为全1的求和列向量。 （1） （2）差示扫描量热与差热的表观信息体现了反应体系能量层面的一维总包信息，其不仅包含与反应空间中反应执行速率的反应热，还包含物质空间中物质变化产生的焓差，更为重要的是反应执行速率本身及其积分项同时影响了物质焓差（即基尔霍夫热流），由此造成DSC(t)与DTA(t)信息与反应空间的非线性映射，其中DSC(t)非线性映射关系如式3a所示，DTA(t)则如式3b所示。式中为不同物质比热容组成列向量、不同反应的单位放热量列向量、为标定后的换热系数（DOI: 10.1016/j.ctta.2022.100040）。 （3a） （3b）上述1-3式从反应空间的不同投影角度给出了反应执行速率矢量与表观信息的映射关系，这也是以反应为研究对象的矢量热分析理论正问题。反之，同样由上述公式反演分析反应执行速率，并辨识反应身份与确认化学计量关系度量矩阵，则为矢量热分析理论反问题。此类正反问题的核心都是基于上述反应本征信息与表观信息的矢量化映射关系。矢量热分析理论反问题的直接求解不仅需要依赖于摩尔计量，特别是2式中气相组分摩尔产率的绝对参数检测，而非传统EGA手段的相对参数检测，如气相组分浓度；还需要利用线性关系与非线性关系中的内在属性。面向反应过程的矢量热分析技术主要原理和逻辑内涵框架如图2所示。图2 反应过程热分析的矢量化逻辑内涵（DOI: 10.1016/j.fuel.2024.132785）3、矢量热分析的成功应用&bull 应用实例1：锅炉飞灰可燃碳高精度检测矢量热分析方法适用于未知复杂混合物的检测分析。例如，针对锅炉飞灰中可燃碳含量的检测，如图3所示，由于飞灰中成分复杂，包含可燃碳、各类碳酸盐以及不燃物质。基于C+O2→CO2反应矢量关系执行量的确定，则可给出可燃碳的高精度、高可靠性的检测方法，与传统的烧蚀法、元素分析法以及间接光谱法等相比，准确度提高了2-3个数量级，并适应各类复杂成分、宽范围含量的可燃碳成分分析，且检测方法的可靠性极高。（DOI: 10.1016/j.fuel.2019.116849）图3 锅炉飞灰可燃碳的高精度检测&bull 应用实例2：CaS氧化反应过程实时辨识和定量分析基于矢量热分析求解获得物质实时流率比值确定化学计量关系，实现反应过程的辨识和确定反应执行速率。如图4所示，对于CaS和CO2反应过程，利用矢量热分析方法可解析获得CO2、SO2、CO的实时摩尔变化率；将CO2与SO2、CO的每一时刻摩尔变化率彼此相除，可知在反应期间气体组分实时摩尔比值呈现出非常好一致性，分别稳定于整数1和3附近，此结果说明反应全过程化学计量关系明确，为CaS+CO2→CaO+SO2+3CO，且无其它二次反应，也验证了化学计量关系与反应执行进程无关。（DOI: 10.1016/j.aca.2021.339412）（a）反应质量变化率堆积图（b）气体组分实时摩尔比图4 CaS与CO2反应的物质摩尔流率计算与反应身份辨识&bull 应用实例3：工业固废铝灰热处理中复杂反应拆解及多重质量守恒定量“氯盐”挥发矢量热分析方法原理内涵质量守恒约束，并且质量守恒不仅存在于固液气等不同相态物料间，还存在于物质组分层面和不同元素层面。应用矢量热分析解析复杂反应过程机理后，还能够根据上述质量守恒定量给出反应过程中存在难以检测的腐蚀性挥发物。如图5所示，工业固废铝灰中含有Al2O3、AlN、Al、NaCl和KCl等，基于矢量热分析方法获得了铝灰热处理过程中6类反应的过程机理及其反应速率；准确辨识了反应物-生成物之间的多组连续反应机制、AlN与O2之间的平行反应机制等。更重要的是，能够准确解析获得难以直接检测的“氯盐”的析出量。（DOI：10.1016/j.tca.2014.12.019 10.1016/j.jmrt.2024.02.053）（a）反应质量变化率堆积图（b）气体组分实时摩尔比图5 工业固废铝灰热处理反应机理及腐蚀性挥发物定量4、矢量热分析的未来矢量热分析技术是开展反应过程分析的一种全新的研究范式，研究人员构建了完整的基础理论体系，还构建了热分析表观检测信号与反应本征信息之间的多参数、高维度、矢量化的映射关系式，给出了高度自洽的解析算法和原理框架。这一技术能够为热分析仪发展、特别是国产仪器打破国外技术壁垒提供重要支撑。然而作为国内自主原创的技术方法，为了持续保持既有国际领先地位，目前仍需持续努力从理论、关键技术和应用等方面做好更多扎实的基础性工作。（1）发展基于AI算法支持的矢量热分析解析计算实际反应过程往往更加复杂，多相态、毒性/腐蚀性、未知中间/二次反应等普遍存在，基础标定数据的获取是方程解析的重中之重；而严格遵循物理守恒约束的矢量化方程为适用人工智能技术（AI）支持的算法解析奠定了数学物理方面的理论基础，进一步实现基于物理内涵的智能化标定、解析、校验。（2）反应身份与物质结构辨识及“摩尔”量子计量化学反应过程实质是物质结构和能量发生转变的过程。建立明确计量物质动态拓扑结构的检测分析方法，形成从标定、测试、分析的高精度、高可靠性的摩尔量子计量分析体系。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.132785作者简介李荣斌，北京科技大学，副教授。2013年于西安交通大学获得博士学位，先后在中科院工程热物理研究所、清华大学从事科学研究工作。研究方向为涉及能源、冶金等领域内的反应过程热分析及动力学、非线性数据解析及智能算法、新技术开发应用等，并在Anal Chim Acta，Fuel，Fuel Process Technol， Ecotox Environ Safe等期刊上发表了相关研究成果&zwnj 。

近年来，受益于我国政策的大力支持以及5G技术、国产化芯片、雷达等下游产业的快速发展，我国电子测量仪器市场高速增长，电子测量仪器中国市场占全球市场的比重超30%，国内电子测量仪器企业正迎来新的发展机遇。　　市场：持续、稳定增长仍是基调　　中国电子产业的迅速发展，对电子测量仪器的市场需求潜力巨大，产品普及需求与升级换代需求并存，市场将持续稳定增长。　　据相关数据显示，中国电子测量仪器的市场规模自2015年至2019年间以15.09%的年均复合增长率从171.54亿元增长至300.93亿元，预计中国电子测量仪器的市场规模将在2025年达到422.88亿元。　　高端测量仪器国产化势在必行　　据相关数据显示，2019年国产仪器市场占比不到30%，剩余约70%则来自进口仪器。目前，我国高端电子测量仪器，大部分来自国外，市场主要被美国、德国、日本的三家厂商占据。面对高速增长的市场需求，以及日益复杂的国际环境，高端电子测试仿真仪器仪表急需进行国产化。　　把握机遇打造高端仪器品牌是重要课题　　在高端科研仪器设备领域，成都玖锦攻克了多项关键核心技术，成功研制出了：50GHz矢量信号分析仪、43.5GHz矢量网络分析仪、4.8GHz任意波形发生器和3GHz射频阻抗分析仪(全球仅三款)，各项技术全面对标国际一线品牌同类仪器指标，且产品软硬件均为自主设计研发，具备模块级和板卡级自主可控。　　作为国内电子测试测量仪器仪表行业的新一线技术品牌，成都玖锦科技有限公司相关负责人表示：面对持续、稳定增长的市场需求以及国家相关领域的战略需要，做好国产高端仪器的研发、生产与制造，建立强势民族品牌势在必行。　　（PSA5000A矢量信号分析仪）　　成都玖锦研发人员占比66%以上，经过多年技术积累，成都玖锦通过自主掌握的“射频阻抗特性分析”“超宽带矢量信号采集存储分析与回放”“多通道多体制微波目标模拟”等核心技术，打破国际技术壁垒，开发了“信号分析仪”“信号源”“矢量网络分析仪”和“综合测试仪”等产品线，正在国内高端电子测试测量仪器市场迅速崛起，目前更在全力打造高端电子测试测量仪器仪表产业园。　　随着新一代国家测量体系建设的启动，国家仪器产业体系建设已开始布局，重要场景下的关键核心测量技术亟待突破，整体测量能力亟待提升，国内高端电子测量仪器企业仍然任重道远。

近日，电科思仪正式发布多通道任意波形发生仪器，该仪器主要应用于超导量子计算领域，可对量子比特进行调控与测量，在量子计算、量子通信等领域具有广泛应用前景。该仪器突破了多通道精密同步、高质量波形处理、多路信号接收与快速反馈等技术难题，具有调控信号纯度高、可任意编程、多通道精密同步等特点。量子科技正在成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域，具有重大科学意义和战略价值，相关测试测量技术对于量子科技发展至关重要。电科思仪立足于国家重大战略需求，不断提升关键核心技术竞争力，推动量子测试测量等技术取得显著突破，为我国超导量子信息技术的快速发展提供测试测量保障。

电子测量仪器产业是知识经济的一个重要分支，也是信息社会的一个重要组成部分。电子测量技术与仪器的发展，以现代测量原理为基础，融合了最先进的电子测量技术、射频微波设计技术、数字信号处理技术、微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术等技术，使电子测量技术与仪器在现代工业与社会发展中获得了更广泛的应用。电子测量仪器的产品种类繁多，一般可将其分为专用仪器和通用仪器两大类：专用仪器是为某一个或几个专门目的而设计的，如电视彩色信号发生器；通用仪器是为了测量某一个或几个电参数而设计的，它能用于多种电子测量。 其中，通用电子测量仪器是电子测量仪器行业的重要组成部分，是现代科学技术发展的基础设备，主要包括数字示波器、波形和信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪及其他电子仪器（如万用表、功率计、逻辑分析仪、频率计和电池分析仪等），下游应用领域具体涵盖通讯、半导体、汽车电子、医疗电子、消费电子、航空航天、教育科研等行业。通用电子测试测量仪器销售市场特征1）欧美市场使用者相对成熟在通用电子测试测量仪器领域，欧美有是德科技、泰克、力科和罗德与施瓦茨等行业优势企业，培育了更为成熟的使用者，其能够熟练理解和使用功能日趋复杂的通用电子测试测量仪器，在选择相关仪器时能够更好的鉴别产品的性能，选择一些性价比高的品牌。2）经销渠道是行业主要的销售渠道通用电子测试测量仪器使用者主要包括电子相关产业的企业、教育院校和科研院所、个人爱好者等，数量众多且分散。因此，经销渠道是行业主要的销售渠道。经销商一般为电子类产品配套销售商，拥有一定的客户资源，为客户提供各类电子产品，其经营时间较长，通用电子测试测量仪器在其销售体系中占比较小，在产业链中处于较为强势的地位，通用电子测试测量仪器企业对经销商的控制力较弱。3）各档次产品并存发展通用电子测试测量仪器广泛应用于国民经济的各个领域，下游领域的应用场景不同，对仪器的性能指标要求不同，中低端应用场景是主流，高带宽和高频率产品主要应用于一些信号频率高的产品测量。因此，不同档次产品满足不同需求的应用场景，各档次产品并存发展。通用电子测试测量仪器行业市场情况1）持续稳定增长随着全球信息技术的发展、电子测量仪器应用领域的不断扩大以及5G、半导体、人工智能、新能源、航空航天等行业驱动，全球通用电子测试测量仪器市场将持续稳定增长。根据Technavio的数据显示，2019年全球通用电子测试测量行业的市场规模为61.18亿美元，预计在2024年市场规模达到77.68亿美元，期间年均复合增长率将保持在4.89%。数据来源：Technavio《Global General Purpose Test Equipment Market 2020-2024》华经产业研究院整理资料显示，我国电子测量仪器行业规模以上企业数量保持稳定增长态势，从2014年的150家发展到2019年的204家；电子测量仪器中国市场约占全球市场的三分之一，是全球竞争中最为重要的市场。2）各细分产品均衡、稳定发展从具体产品来看，数字示波器和频谱分析仪是细分产品中最重要的两类产品，在通用电子测试测量仪器中的比重达到20%以上。根据Technavio的统计数据，细分产品2019年的市场规模和市场占用率情况如下：3）全球各区域市场发展状况各异从区域来看，欧美等发达国家和地区具有良好的上下游产业基础，通用电子测试测量仪器产业起步时间早，市场需求以产品升级换代为主，市场规模大，需求稳定；亚太地区由于中国、印度为代表的新兴市场电子产业的迅速发展，已发展成为全球最重要的电子产品制造中心，对通用电子测试测量仪器的需求潜力大，产品普及需求与升级换代需求并存，需求将增长较快。根据Technavio的预测，各区域市场规模及占有率和年均复合增长率如下：各主要产品中不同档次产品的市场规模比较目前市场上尚无关于通用电子测试测量仪器各主要产品中不同档次产品的市场规模的统计数据，结合各主要产品中不同档次产品的主要应用场景以及发展情况等因素，可知各主要产品中不同档次产品的市场规模比较情况呈现的特点一致，具体为：低端产品的主要应用场景相较于中高端产品较多，下游应用领域对其数量的需求较大，但其销售单价较低；中高端产品的市场需求数量相对较少，但其销售价格较高，特别是高端产品，其销售价格高昂。如根据是德科技的官方网站，其低端数字示波器EDUX1002A（带宽为50MHz）的参考起价为531美元，而中端数字示波器DSOS204A（带宽为2GHz）的参考起价为2.9万美元， 高端示波器DSOZ634A Infiniium（带宽为63GHz）参考起价达到56.99万美元。行业内主要企业情况1）是德科技是德科技于2014年11月从安捷伦科技分拆而来，位于美国加州圣罗莎，是全球领先的测量仪器公司，为电子设计、电动汽车、网络监控、5G、 LTE、物联网、智能互联汽车等提供测试解决方案。公司在美国、欧洲和亚太地区设有工厂和研发中心，客户遍布全球100多个国家和地区。公司在纽约证券交易所上市，股票代码KEYS，2021上半财政年（2020年11月至2021年4月）营收24.01亿美元。主要产品：示波器和分析仪类、万用表等仪表类、发生器、信号源与电源类、无线网络仿真器类、模块化仪器类和网络测试仪器类等。2）泰克泰克成立于1964年，2016年并入福迪威集团（美国纽交所上市代码FTV），位于美国俄勒冈州比弗顿，是一家全球领先的测试、测量和监测解决方案提供商。泰克是世界第一台触发式示波器的发明者。当今泰克已成为全球主要的电子测试测量供应商之一，其市场遍布全球各洲，办事处遍布21个国家和地区。泰克的客户遍及全球的通信、计算机、半导体、军事/航空、消费电子、教育、广播和其他领域。主要产品：示波器、信号发生器、电源、逻辑分析仪、频谱分析仪和误码率分析仪以及各种视频测试产品等。3）罗德与施瓦茨罗德与施瓦茨成立于1933年，总部位于德国慕尼黑，是测试与测量、广播电视、网络安全、无线电通信和安全通信领域中质量、精准和创新的代名词，是移动和无线通信领域的市场领先供应商，提供全面的测试与测量仪器和系统，以用于组件和消费类设备的开发、生产与验收测试，以及移动网络的建立和监测。此外，公司还瞄准其他重要的测试与测量市场，包括汽车电子、航空航天、所有的工业电子以及研发和教育领域。在全球超过70个国家、地区设有销售和服务网络。2020财政年（2019年7月至2020年6月），公司的净收入为25.8亿欧元。主要产品：无线通信测试仪和系统、信号与频谱分析仪、信号发生器、示波器、音频分析仪以及广播电视测试与测量产品等。4）力科力科成立于1964年，总部位于美国纽约，是全球唯一一家专业专注于数字示波器的厂商，持续为工程师们创造“最能解决问题”的示波器，当今数字示波器中的一些耳熟能详的“术语”都是力科最先发明或引入到示波器领域的。在亚洲和欧洲设有分支机构。主要产品：示波器、任意波形发生器、高速互联分析仪、逻辑分析仪等。5）美国国家仪器公司美国国家仪器公司成立于1976年，总部位于美国特拉华州，是一家以测量计算仪器为主导的供应商，主要业务范围包括测试和测量及工业自动化，主要业务区域为美洲、欧洲、中东、非洲、印度以及亚太地区。公司为美国上市公司，股票代码为NATI.O，2021年1-6月营业收入为6.82亿美元。主要提供：设备状态监测、动态测试、嵌入式控制、硬件在环测试、多媒体测试、射频与通信测试、声音与振动测试、台架测试与控制等产品及方案，具体包括相关的工程软件以及硬件设备，硬件设备主要包括数据采集与控制设备（多功能I/O等）、电子测试和仪器（示波器等）、无线设计和测试（信号发生器等）以及相关配件。6）固纬电子固纬电子成立于1975年，总部位于中国台湾，是台湾创立最早且最具规模的专业电子测试仪器厂商，在亚洲和美国设有分支机构。公司在台湾证券交易所上市，股票代码2423，2021年1-6月营业收入为2.78亿元。主要产品：数字示波器、信号发生器、 电源、频谱分析仪、电子负载等。7）普源精电普源精电成立于1998 年，总部位于苏州，是全球测试测量行业的创新者，全球电子测试测量行业的优秀品牌之一，是目前测试测量行业唯一拥有自主芯片研发能力的国内公司。在美国、德国、日本和台湾等地设有分支机构，产品销往全球80多个国家和地区，2020年度营业收入为3.54亿元。主要产品：数字示波器、波形发生器、频谱分析仪、射频信号源、数字万用表及电源等。8）创远仪器创远仪器成立于2005年，总部位于中国上海，在北京、南京、广州、深圳、成都、西安、长沙、武汉等地设有分公司或办事处，是一家自主研发射频通信测试仪器和提供整体测试解决方案的专业仪器仪表公司。该公司为新三板精选层公司，股票代码为831961，2021年1-6月的营业收入为1.89亿元。主要产品：信号分析与频谱分析系列、信号模拟与信号发生系列、无线电监测与北斗导航测试系列、矢量网络分析系列、无线网络测试与信道模拟系列。9）鼎阳科技鼎阳科技成立于2007年，多年来一直专注于通用电子测试测量仪器及相关解决方案，是全球极少数能够同时研发、生产、销售数字示波器、信号发生器、频谱分析仪和矢量网络分析仪四大通用电子测试测量仪器主力产品的厂家之一，是国家级重点“小巨人”企业。公司总部位于深圳，在美国克利夫兰和德国奥格斯堡成立了子公司，在成都成立了分公司，在北京、上海、西安、武汉、南京设立了办事处。该公司于2021年12月成功登录上海证券交易所科创板，股票代码688112。2021年1-9月营业收入2.08亿元。主要产品：数字示波器、函数/任意波形发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪、射频/微波信号发生器、直流电源、数字万用表、手持示波表等。

量子精密测量，就是使用量子技术对物理量进行个更高分辨率和更高精度的测量技术。而很多高端科学仪器天然就在追求更高的分辨率和更准的精确度，这些正是量子精密测量可以发挥长处的地方。“所以我觉得量子精密测量技术给我们的科学仪器行业带来了一个‘弯道超车’甚至于‘换道超车’的变革式机遇。”国仪量子联合创始人、董事长、CEO贺羽在接受仪器信息网采访时如是说道。事实上，国仪量子也正在致力于以量子精密测量和量子计算为核心技术，打造以测量仪器为核心的先进仪器产业集群。基于金刚石NV色心的量子信息处理，国仪量子形成了两大业务线：一是磁共振业务线，主要产品有电子顺磁共振产品家族，以及量子钻石原子力显微镜、量子钻石单自旋谱仪、金刚石量子计算教学机等；二是量子测控产品线，包括任意波形发生器、数字延时脉冲发生器、量子态控制与读出系统、温度控制仪等。国仪量子源自于中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室，将实验室技术转化的同时，公司自身也投入了很高的研发费用。“2020年度，国仪量子实现销售收入1个亿出头，投入研发费用就有4800万左右。”贺羽讲到。国仪量子不断加大研发投入的同时，新品推出的脚步也在不断加快，仅2020年就有十多款仪器推出。2020年，国仪量子发布的第一款新品是量子钻石原子力显微镜；6月，推出了任意波形发生器AWG4100；10月，重磅发布了EPR200-Plus升级版X波段电子顺磁共振谱仪、EPR200M台式电子顺磁共振谱仪、EPR-W900 W波段电子顺磁共振谱仪、无液氦变温系统CVTI-CF Series等电子顺磁共振谱仪系列新品。贺羽在接受采访时表示：“国仪量子在2021年还会有不少的新品上市。”谈到量子精密测量技术产业化面临的关键问题，贺羽提到了两点：“一是工程化，基于实验室的核心技术从理论到技术上已经得到了很多验证，但是将这些技术做成可靠性、可应用性、可生产性、可维护性都比较好的仪器，需要一支非常强大的工程化队伍；二是行业应用，虽然仪器有了更高分辨率和更准精确度，但还要找到一个‘杀手级’的应用场景，这个应用场景要足够需要更高分辨率和更准精确度的仪器，并且市场空间也要足够的大。”更多关于贺羽的采访内容，请点击以下视频观看：

5月8日，中电科思仪科技股份有限公司（以下简称“电科思仪”）“唤新向上，奔赴未来”新产品发布会在青举行，以线上直播的形式发布“天衡星”系列全新一代微波三大类仪器产品。电科思仪董事长张红卫为本次发布会致开场词。他表示，电科思仪作为电子测试测量领域的国家队，应改革而生，应科技而兴，同客户相伴，与时代同行。多年来，电科思仪一直秉持着“服务客户、创造价值”的理念，立志为专业人士了解未知提供测试测量手段，成为测试测量领域世界一流企业。本次发布的“天衡星”系列产品，汇聚了300多名工程师1000多个日夜的智慧和努力，全面覆盖了110GHz的信号发生器、信号分析仪和矢量网络分析仪，将以卓越的性能和优异的用户体验为通信与网络、半导体等领域客户的研发、生产和检测工作提供强力测试支撑。衡，是中国古代的测量仪器。而“天衡星”的“衡”字取自北斗第五星玉衡星，是北斗七星中最亮的一颗星，支撑着斗柄、指明着方向，传承着灿烂的中华文明，“天衡星”系列高端测量仪器将担负起时代责任，牵引和助力全球科技进步和产业发展，为人类社会的进步贡献一份光和热。电科思仪本次发布的“天衡星”系列产品包括：1466系列信号发生器4082系列信号/频谱分析仪3674系列矢量网络分析仪新产品主要有三个特点：一是尖端性能全面推向110GHz，在信号纯度、调制带宽、分析带宽、扫描速度等核心指标以及稳定性、可靠性、环境适应性等方面显著提升；二是一专多能，进一步丰富信号模拟、信号分析和参数分析功能，通过仪器互联互通，面向移动通信、雷达、导航等各类测试场景提供灵活便捷的测试方案；三是简约友好，以“星空黑”为主色调，整体造型简约、温润柔和、操作方便。“天衡星”系列高端测量仪器以其卓尔不凡、出类拔萃的性能和品质，成为专业人士探究未知的得力助手，成为电科思仪世界一流品牌优秀载体。“唤新向上，奔赴未来”！“天衡星”系列产品的面市，充分彰显了电科思仪“追求完美技术、提供卓越产品、支撑科技进步、服务美好生活”的使命责任。电科思仪将持续秉承“责任、创新、卓越、共享”的企业核心价值观，不断提供先进的测试测量解决方案，让信息获取更简便、更快捷、更精准，成为专业人士探究和了解未知的得力助手。

6月6日6时6分，国仪量子应用中心正式启用，国仪量子CEO贺羽、副总裁张伟为应用中心揭牌。“中心”大门常打开，等您前来测样！ 国仪量子应用中心坐落于合肥市高新区创新产业园二期E3栋1~3层，面积约2500平方米，设有磁共振研发实验室、磁共振应用实验室、扫描电镜应用实验室、办公区等。基于量子钻石单自旋谱仪、量子钻石原子力显微镜、电子顺磁共振波谱仪、扫描电子显微镜等高端科学仪器，国仪量子应用中心将为研发人员提供科研攻关和应用开发的软硬件支持，并为客户提供样品测试等多种服务。国仪量子CEO贺羽在致辞中表示，近年来，量子精密测量已在生物与医疗、食品安全、化学与材料科学等领域显示出其独特的优势和广阔的应用前景。依托以量子精密测量技术为核心的高端科学仪器装备，国仪量子应用中心将致力于着力突破关键“卡脖子”技术难题和重大科学问题。与此同时，面向有医疗健康、自由基研究、食品工业、材料科学、量子计算、新能源、矿物冶金、地质勘探等应用需求的科研院所、大专院校、企事业单位，国仪量子应用中心将提供优质的服务，帮助全球科技工作者更好地开展科研活动。 国仪量子应用中心的建设落成，为高端科学仪器的生产研发和科研成果应用转化提供了更加有力的支持。在量子技术产业化浪潮加速奔涌的今天，国仪量子凭借在核心技术领域的重大突破，以优秀的产品工程化能力，打造出一款款推动行业进步的科学仪器。未来，国仪量子将坚持创新驱动，以量子精密测量和量子计算为核心技术，打造以量子测量仪器为核心的先进仪器产业集群，帮助客户更高效地推动技术的发展、探索人类的未来。关于量子钻石单自旋谱仪量子钻石单自旋谱仪是一台以NV色心自旋磁共振为原理的量子实验平台。该谱仪通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对钻石中氮—空位（NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，与传统顺磁共振、核磁共振相比，具有初态是量子纯态、自旋量子相干时间长、量子操控能力强大、量子塌缩测量实验结果直观等独特优势。 量子钻石单自旋谱仪量子钻石单自旋谱仪具有超高灵敏度与纳米级超高分辨率，可以完成单分子、单细胞的微观磁共振谱学和成像，同时可以运行在室温大气条件下，对于生物样品有良好的兼容性。该谱仪具备高保真度量子自旋态调控技术，通过自主研发的 50 ps 时间精度脉冲发生器以及宽带高功率微波调制器件，能够实现对自旋低噪声、高效、快速的量子相干操控。与谱仪配套的高智能化控制与信号采集软件，能够实现自动光路调节、自动磁场调节以及长时间的无人值守自动测样实验，是科研实验的最好搭档。关于量子钻石原子力显微镜量子钻石原子力显微镜（QDAFM）是基于NV色心和AFM扫描成像技术的量子精密测量仪器。通过对钻石中氮—空位（NV）色心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，可实现磁学性质的定量无损成像，具有纳米级的高空间分辨率以及单个自旋的超高探测灵敏度，是研究材料磁学性质的新利器，在磁畴成像、二维材料、拓扑磁结构、超导磁学、细胞成像等领域有着广泛应用。量子钻石原子力显微镜关于电子顺磁共振波谱仪电子顺磁共振 (Electron Paramagnetic Resonance， EPR) 波谱技术是一种研究含有未成对电子物质的组成、结构以及动力学等信息的谱学方法，能够提供原位和无损的电子自旋、轨道和原子核等微观尺度的信息。X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪EPR100当含有未成对电子的物质置于静磁场中时，如果对样品施加一定频率的电磁波信号，会观测到物质对电磁波能量的发射或者吸收。 X波段连续波电子顺磁共振波谱仪EPR200-Plus通过对电磁波信号的变化规律进行分析，可以简析出电子以及其周围环境的特性，从而可以进行物质结构的分析以及其他应用。含有未成对电子的物质分布广泛，如孤立单原子、导体、磁性分子、过渡金属离子、稀土离子、离子团簇、掺杂材料、 缺陷材料、生物自由基、金属蛋白等；许多物质本身不含有未成对电子，在受到光激发后会产生未成对电子。因此电子顺磁共振技术广泛应用于物理、化学、生物、材料、工业等领域。台式电子顺磁共振波谱仪EPR200M关于扫描电子显微镜3100SEM3100是一款性能优良的钨灯丝扫描电子显微镜。本型号电镜可快速更换灯丝，使用维护更便捷。标配超大尺寸样品仓，最大可支持样品直径370 mm，高68 mm，可在20至 300,000倍下观察样品，最高分辨率可达3 nm，使用场景更为广泛。 扫描电子显微镜3100

近日，深圳中国计量科学研究院技术创新研究院与国仪量子在安徽合肥签署战略合作协议，共建量子计量科学仪器产业化联合实验室，携手推进量子精密测量产业化落地。据悉，该量子计量科学仪器产业化联合实验室是国内首个面向市场与企业的高端计量发展需求，以量子精密测量技术为核心，旨在帮助企业攻关技术难题、激发创新活力、研制先进量子计量仪器的创新型研发实验室。实验室将面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，用开放的理念、创新的机制全力创建世界一流的量子计量研究机构，产出一流的量子计量科研成果，助推量子计量产业高质量高水平创新发展。“计量是测量的科学及其应用，是国家科技创新体系的重要组成部分，其发展水平是国家核心竞争力的重要标志，是构建一体化国家战略体系和能力的重要支撑。”国仪量子董事长贺羽表示，此次与深圳中国计量科学研究院技术创新研究院签署战略合作协议，共建量子计量科学仪器产业化联合实验室，将重点布局新一代微波量子精密测量科学仪器研发与应用，未来将推动多款首台套微波量子传感与探测工程化产品落地。据悉，安徽省人民政府近日发布《安徽省实施计量发展规划（2021—2035年）工作方案》，提出到2035年，全省计量科技创新水平大幅提升，以量子测量为核心的计量技术在全国领先。

片尾有福利9月23-25日, 由工业和信息化部电子科技委、中国科学技术大学物理学院、中国电子学会量子信息分会主办的“2022量子信息技术学术交流大会”在安徽合肥举行。国仪量子受邀参加大会，展示了丰富的量子信息技术相关产品和解决方案。2022量子信息技术学术交流大会现场自2018年以来，量子信息技术学术交流大会成功举办五届，已成为我国量子信息技术领域高端学术交流、凝聚尖端科技人才、实现产学研合作对接的重要平台。本届大会的召开再次获得业界广泛好评和关注。本届大会设置了量子计算技术、量子模拟技术、量子通信技术、量子存储和中继技术、量子测量技术、量子器件技术、量子信息系统技术、量子光学与量子技术基础、量子信息关键支撑技术与设备等9场专题论坛，来自高校、研究院所的63位量子信息领域知名学者为大家带来了精彩的演讲，并与现场参会代表交流技术，碰撞思想，现场座无虚席，参会听众纷纷表示收获颇丰。国仪量子展位国仪量子全程参与了本届大会，9月23日下午，大会主办方组织与会嘉宾参观国仪量子公司，详细了解公司在量子信息技术领域的发展成果。与会嘉宾参观国仪量子展厅在参观过程中，国仪量子相关负责人介绍，2016年，起源于中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室的国仪量子正式成立，将先进的量子精密测量技术从实验室推向了产业化，应用于高端科学仪器的研制开发。目前，已面向市场成功推出了自主研制的，以金刚石NV色心为核心技术的多款量子精密测量仪器，包括量子钻石显微镜、量子钻石原子力显微镜、量子钻石单子旋谱仪；离子阱量子计算机；服务于量子计算领域的超导量子计算测控系统、任意波形发生器、锁相放大器、数字延时脉冲发生器、时间数字转换器等国产微弱信号测量仪器；以及面向大众的金刚石量子计算教学机等众多国产量子信息技术领域的高端科学仪器。参观结束后，与会专家对国仪量子在量子精密测量与高端科学仪器领域取得的创新成果表示了充分认可。国仪量子推出的离子阱量子计算机量子科技发展具有重大科学意义和战略价值，是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新。国仪量子将围绕量子精密测量发展路线图，聚焦核心技术路线，在产业链上游工艺、整机设备研发及下游应用生态三个方面与全球相关领域专家共拓前沿技术，携手推动我国量子信息技术产业化发展。福利时间点此处申请免费demo机试用！

12月1日，深圳市鼎阳科技股份有限公司(股票简称:鼎阳科技 股票代码:688112)成功登陆上海证券交易所科创板，成为国内“通用电子测试测量仪器行业第一股“。本次募集资金总额为人民币 124,266.82 万元；扣除发行费用后实际募集资金净额为人民币 115,071.72 万元。本次超募资金总额为 812,339,666.82 元，部分超募资金 243,000,000 元将用于永久补充公司流动资金，占超募资金总额的比例为 29.91%。根据《深圳市鼎阳科技股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市招股说明书》，首次公开发行股票募集资金投资项目及募集资金使用计划如下：首次公开发行股票募集资金投资项目及募集资金使用计划高端通用电子测试测量仪器芯片及核心算法研发项目为本次发行募集资金投资项目之一，本募投项目投资金额为 20,235.00 万元，其中研发场所建设投入 10,800.00 万元、软硬件设备投入1,635.00 万元、研发项目投入 7,800.00 万元。 实质研发内容为 4GHz 数字示波器前端放大器芯片和高速 ADC 芯片、低相噪频率综合本振模块和 40GHz 宽带定向耦合器模块、宽带矢量信号源和宽带接收机中幅度和相位的补偿算法、网络分析仪的校准算法和 5G NR 信号的解调分析算法等七项内容。据了解，鼎阳科技是一家专注于通用电子测试测量仪器的开发和技术创新的企业，目前已研发出具有自主核心技术的数字示波器、波形与信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪等产品，具备国内先进通用电子测试测量仪器研发、生产和销售能力。该公司依与示波器领域国际领导企业之一力科和全球电商平台亚马逊建立了稳定的业务合作关系。其自主品牌“SIGLENT”已经成为全球知名的通用电子测试测量仪器品牌，主要销售区域为北美、欧洲和亚洲电子相关产业 发达的地区。但由于国内企业在通用电子测试测量领域起步较晚，技术积累时间较短，在产品布局及技术积累上与国外优势企业仍存在较大差距，鼎阳科技的产品主要集中于中低端，中高端产品市场主要被国外优势企业如是德科技、力科、泰克以及罗德与施瓦茨等占据。目前我国由于高端芯片，特别是模拟芯片等受制于人，使得电子测试测量仪器厂商在技术升级的过程中困难重重。高端电子测试测量仪器对模拟芯片的性能提出了更高的要求，目前国产芯片无法满足需求。而ADC芯片的产业链和半导体产业的一样，其产业链庞大而复杂，可以分为：上游支撑产业链，包括半导体设备、材料、生产环境；中游核心产业链，包括 IC 设计、 IC 制造、 IC 封装测试；下游需求产业链，覆盖工业、通信、消费电子、航空、国防及医疗等。鼎阳科技称，公司致力于实现通用电子测试测量仪器高端产品核心技术和芯片的自主可控，同时也致力于成为全球通用电子测试测量仪器行业最具创新能力的领导者。鼎阳科技此次募资将开展相关高速ADC芯片研发。据了解，信号链芯片主要包括放大器、数模转换类，其中转换器属于其中技术壁垒最高细分品类。转换器是由模拟电磁波转换成0101比特流最关键的环节，具体又可以分为ADC和DAC两类，ADC作用是对模拟信号进行高频采样，将其转换成数字信号；DAC的作用是将数字信号调制成模拟信号。其中ADC在总需求中占比接近80％。ADC/DAC是整个模拟芯片皇冠上的明珠，核心难度有两点：抽样频率和采样精度难以兼得（高速高精度ADC壁垒最高）以及需要整个制造和研发环节的精密配合。ADC关键指标包括“转换速率”和“转换精度”，其中高速高精度ADC壁垒最高。数据转换器主要看两个基本指标，转换速率和转换精度。转换速率通常用单位sps（Samples per Second）即每秒采样次数来表示，比如1Msps、1Gsps对应的数据转换器每秒采样次数分别是100万次、10亿次；转换精度通常用分辨率（位）表示，分辨率越高表明转换出来的数字／模拟信号与原来的信号之间的差距越小。高性能数据转换器需具备高速率或高精度的数据转换能力。此前披露的招股书显示，鼎阳科技向境外采购的重要原材料包括 ADC、DAC、FPGA、处理器及放大器等 IC 芯片，该等芯片的供应商均为美国厂商。截至本招股说明书签署日，公司在产产品或在研产品所使用的芯片中，美国TI公司生产的四款 ADC 和一款 DAC 属于美国商业管制清单（CCL）中对中国进行出口管制的产品，需要取得美国商务部工业安全局的出口许可。公司已经取得这五款芯片的许可，其中四款芯片的有效期到 2023 年，其余一款芯片的有效期到2025年。报告期内，这五款芯片中仅两款用于具体产品，且实现销售。聚焦ADC领域，全球主要供应商仍是TI、ADI为首的几家国际大厂，而高性能ADC在军用领域、高端医疗器械以及精密测量等领域起着至关重要的作用，因此ADC技术的国产替代对于我国各下游产业的发展意义重大。

近日，合肥市科学技术局公示了“合肥市新技术新产品新模式拟认定名单”，国仪量子自主研发的量子精密测量仪器——量子钻石原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜成功入选。图片来源：合肥市科学技术局据了解，合肥市“三新”产品是指在合肥市研发、生产，经过创新，主要技术指标国内领先、国际先进或能够替代进口保障供应链安全，产权明晰，质量可靠，市场前景较好的产品。CIQTEK量子钻石原子力显微镜量子钻石原子力显微镜是一台基于NV色心自旋磁共振和AFM扫描探针技术的量子精密测量仪器，可实现样品磁学性质的定量无损成像，具有纳米级的高空间分辨以及单个自旋的超高探测灵敏度，是研究材料磁学性质的新利器，在磁畴成像、二维材料、拓扑磁结构、超导磁学、细胞成像等领域有着广泛应用。量子钻石原子力显微镜2022年11月，低温量子钻石原子力显微镜（CQDAFM）成功交付哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院（国家重大科技基础设施）。CIQTEK场发射扫描电子显微镜扫描电子显微镜作为一种高端科学仪器，已被广泛应用于材料、生物、医学、冶金、化学和半导体等各科学研究领域和工业部门。国仪量子自主研发的“场发射扫描电子显微镜SEM5000”是一款分辨率高、功能丰富的场发射扫描电子显微镜。先进的镜筒设计，高压隧道技术（SuperTunnel）、低像差无漏磁物镜设计，实现了低电压高分辨率成像，同时磁性样品可适用。今年2月，“场发射扫描电子显微镜”成功入选2023年第一批安徽省首台套重大技术装备名单，并正式上架安徽省政府采购网——“三首产品馆”，相关需求单位可免去招标流程，直接进行采购。场发射扫描电子显微镜SEM5000

量子钻石原子力显微镜（QDAFM）谱仪是一台基于NV色心和AFM扫描成像技术的量子精密测量仪器。通过对钻石中氮—空位（NV）中心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，可实现磁学性质的定量无损成像，具有纳米级的高空间分辨以及单个自旋的超高探测灵敏度，是发展和研究高密度磁存储、自旋电子学、量子技术应用等的新技术。产品特点：产品参数：QDAFM谱仪在量子科学，化学与材料科学，以及生物和医疗等研究领域有着广泛的应用前景。部分应用领域：微纳磁成像超导磁成像细胞原位成像拓扑磁结构表征欢迎下载样本了解更多产品信息。创新点：量子钻石原子力显微镜（QDAFM）谱仪是一台基于NV色心和AFM扫描成像技术的量子精密测量仪器。通过对钻石中氮—空位（NV）中心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，可实现磁学性质的定量无损成像，具有纳米级的高空间分辨以及单个自旋的超高探测灵敏度，是发展和研究高密度磁存储、自旋电子学、量子技术应用等的新技术。 QDAFM谱仪在量子科学，化学与材料科学，以及生物和医疗等研究领域有着广泛的应用前景。 量子钻石原子力显微镜

1月13日，市场监管总局、科技部、工业和信息化部、知识产权局联合发布《关于加强国家现代先进测量体系建设的指导意见》。原文如下：测量是人类认识世界和改造世界的重要手段，是突破科学前沿、解决经济社会发展重大问题的技术基础。国家测量体系是国家战略科技力量的重要支撑，是国家核心竞争力的重要标志。国际单位制量子化变革以来，开启了以测量单位数字化、测量标准量子化、测量技术先进化、测量管理现代化为主要特征的“先进测量”时代。为推动国家现代先进测量体系的建立完善，满足经济社会对高效精准测量的需求，现提出以下意见。一、总体要求（一）指导思想。坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中、六中全会精神，落实《中共中央 国务院关于开展质量提升行动的指导意见》(中发〔2017〕24号)，面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，鼓励和引导社会各方资源和力量，积极开展具有新时代特色的测量技术、测量仪器设备的研究和应用，以先进技术和现代管理为手段，服务支撑测量活动的有效开展和测量数据的广泛应用，提升国家整体测量能力和水平，服务经济社会高质量发展。（二）基本原则。创新引领，优化升级。以国际单位制量子化变革为契机，加大计量科技创新力度，加强基础性、前沿性、共用性、探索性和颠覆性测量技术研究，加快量子测量标准和先进测量仪器设备的研制，补充完善重点测量方法，提升现有测量能力和水平。需求牵引，重点突破。围绕制造强国等国家重大战略，全面梳理经济社会各领域对精准测量的需求，系统分析普遍性和关键共性测量难题，明确测量技术研究主攻方向和建设目标，有计划、有重点地进行突破。政府引导，市场驱动。加强顶层制度设计，从政府层面加大对现代先进测量体系的整体规划和布局，探索建立有效的激励引导机制，调动各类市场主体积极性，发挥市场在测量技术创新和测量资源配置中的重要作用。开放共享，协同推进。鼓励社会各方共同参与现代先进测量体系建设，建立不同行业、不同领域协同攻关和成果共享机制，形成理论研究为基础、产业需求为主导、技术攻关有机制、成果转化有渠道的协同推进局面。（三）工作目标。到2035年，计量基准的准确度和稳定性得到大幅提升，数字化量传溯源应用领域不断扩大。部分重点领域测量技术取得重要突破，研制成功一大批国产测量仪器设备，新建计量基准、计量标准核心测量仪器设备基本实现自主可控。建设50家国家先进测量实验室，培育100家测量仪器设备品牌企业，形成200项核心测量技术或能力。全社会精准测量和有效溯源意识得到明显增强，企业测量能力和水平得到大幅提升，测量活动更加规范，测量数据应用更加广泛。测量技术协同创新与共享机制基本建立，测量技术资源利用率得到明显提高，测量对我国经济社会高质量发展的贡献水平显著提升。二、重点任务（一）建立先进量传溯源体系。紧密结合国际单位制量子化变革和经济社会发展需要，加强基本物理常数精密测量技术和量子计量基础研究，推动以量子物理为基础的高准确度、高稳定性计量基准、计量标准建设。加快量子传感和芯片级计量技术、新型量传溯源技术研究，研制具有典型量子化特征的测量仪器设备，建立计量标准和测量参数传递数字链路，推动量值溯源扁平化发展。积极推进计量数字化，加强数字计量基础设施建设，开展计量标准和测量仪器设备数字化技术研究。（二）优化计量基准、计量标准和标准物质建设。面向国家重大战略需求，增强计量基准自主可控能力，创新计量基准全链条管理机制。改革计量标准体系架构，统筹考虑技术能力和现实需求，建立以国家计量标准、社会公用计量标准、部门（行业）计量标准、企事业计量标准为主体的层次分明、链条清晰的计量标准基础设施网络。实施标准物质能力提升工程，加快生命科学、生物医药、环境监测、食品安全、自然资源和刑事司法等重点领域标准物质研制和应用。加强标准物质监管能力建设和共性关键技术研究，探索建立标准物质量值验证和质量追溯工作机制，建设一批标准物质量值核查验证实验室，开发建设标准物质质量追溯平台，形成标准物质研发、生产、应用全生命周期监管能力。（三）加快先进测量技术研究。加强计量学基础理论和核心技术原始创新。围绕时间单位重新定义，重点研究量子计量技术及计量基准、计量标准小型化技术。加快推动超高灵敏极弱磁场和惯性测量装置、空地一体量子精密测量试验设施等重大科技基础设施建设，支撑关键核心技术攻关，满足空天、深空、深海高精度探测和精密量子测量等重大应用需求。研究人工智能、生物医药、新材料、新能源、先进制造、核安全和新一代信息技术等领域精密测量技术。针对复杂环境、实时工况环境和极端量测量需求，研究新型量值传递溯源方法，突破在线、动态、远程、快速校准技术，解决极端量、复杂量、微观量等准确测量难题。研究数字化模拟测量、工业物联、跨尺度测量、复杂系统综合测量等关键技术，不断填补新领域测量技术空白。（四）推动先进测量仪器设备研发和应用。加强高端仪器设备核心设计、核心器件、核心控制、核心算法和核心溯源技术研究。推动量子芯片、物联网、区块链、人工智能等新技术在测量仪器设备中的应用，积极推进测量仪器设备智能化、网络化。加强高精度计量基准、计量标准的研制和应用，基本实现关键核心设备自主可控。实施测量仪器设备质量提升工程，加快测量仪器设备研发，提升测量仪器设备的准确性、稳定性、可靠性。研究建立测量仪器设备计量测试评价制度，培育具有核心技术和核心竞争力的国产测量仪器设备品牌。加快专用测量系统的研制，形成满足航空航天、海洋监测、交通运输等装备研制生产任务和重大工程需求的测量能力。（五）建设国家先进测量实验室。针对各领域测量能力的不足，加强国家测量基础条件和能力建设，推进大型测量仪器设备、科学测量数据等测量技术基础平台建设，打造突破型、引领型、平台型的国家先进测量实验室。强化测量实验室计量溯源性意识和要求，保证测量结果准确、一致和有效。加强行业或区域测量公共服务能力建设，推动测量资源整合，优化行业、区域测量资源配置。鼓励各类测量主体建立联合实验室和技术创新联盟，形成联合开发、优势互补、成果共享的产学研用协同创新机制。加强测量资源开放共享，推动测量资源一体化发展。（六）提升企业测量能力和水平。鼓励企业加强测量投入，合理配备测量设备，严格测量设备的计量确认和测量过程控制，建立必要的计量管理制度，不断提高企业测量能力和水平。研究建立企业计量能力自我声明制度，推动企业进行对标达标，发挥先进企业示范引领作用。鼓励企业自愿通过测量管理体系认证，推动先进测量技术要素和管理手段在企业的应用。培育一批行业领军企业和产业链链长企业，实施中小企业计量伙伴计划，全面提升核心产业链相关中小企业计量保证能力，加快先进测量技术攻关成果的落地应用，带动产业上下游融通创新、协同发展。（七）推进测量数据积累和应用。引导企业建立产品研制、生产、试验、使用过程动态测量数据信息库，开展测量数据分析研究，改进企业生产控制流程，提高产品控制精度和质量，完善产品全寿命周期数据管理。加强测量数据智能化采集、分析与应用，推进测量设备自动化、数字化改造，建立智慧计量实验室和智能计量管理系统，实现数字化赋能。积极将测量数据纳入工程领域数字化科研过程，推动测量数据资源在工程领域集成应用。加快建设国家计量数据中心，培育一批国家计量数据建设应用示范基地，探索建立国家标准参考数据中心，提升测量数据价值挖掘能力，实现跨行业、跨领域测量数据融合、共享和应用。（八）完善先进测量技术规范。研究建立适应现代先进测量体系建设需要的计量技术规范体系。充分借鉴吸收国际先进测量技术成果和经验，开展测量活动梳理和测量数据研究分析，组织制定一批对测量活动具有指导意义的测量技术规范，指导测量活动规范化、科学化开展。分析梳理各产业领域工程实践活动被测参数，建立动态、开放的参数信息库。加强复杂被测对象、复杂工况环境、复杂耦合关系等工程应用场景的参数测量方法研究，建立满足工程实践要求的测量技术规范。（九）优化先进测量技术服务。鼓励社会各方资源围绕国家重点领域测量需求，建立各类先进测量服务机构，为行业发展提供精准测量服务。发挥中央企业优势作用，在战略性、关键性重大测量项目上起到引领带动作用。积极培育各领域先进测量“单项冠军”和“专精特新”测量标兵，推动先进测量能力差异化、多样化发展，不断提升专业化服务能力和水平。围绕产业测量测试需求，加强国家产业计量测试中心建设，形成关键参数测量、仪器设备校准、产品测试评价、系统方案集成的一站式服务能力，建立全产业链计量溯源体系，提升全产业链计量测试服务和全寿命周期计量保障水平。搭建国家先进测量技术资源共享平台，促进测量需求和测量服务的公开化、信息化。（十）发挥质量基础设施协同推动作用。积极发挥计量、标准、检验检测、认证认可等国家质量基础设施各要素的协同作用，为经济社会高质量发展提供全链条、全流程、全体系的质量基础设施“一站式”服务。推动计量与标准、检验检测、认证认可领域相关技术规范和标准的相互参考借鉴和共享共用，以精准计量推动标准数据和方法的科学验证，通过标准促进计量价值的应用体现；强化检验检测、认证认可领域计量溯源性的概念，通过先进测量技术和测量手段不断丰富完善检验检测、认证认可内涵。聚焦测量数据分析和应用，探索测量数据成果标准化途径，形成标准测量数据包、标准测量模型等，研究采用标准测量数据包、标准测量模型的认证认可方法和程序。（十一）培养先进测量人才队伍。组建国家现代先进测量体系战略咨询专家智库，提高决策的科学性和可行性。加强对计量测试相关专业学科建设的引导，优化高等院校计量测试相关专业设置，推动计量测试相关专业与通信工程、人工智能、数据科学与大数据技术、软件工程以及量子信息科学等相关专业协同建设。完善注册计量师制度，加强产教研用融合，加强计量技术机构与高等院校、科研院所、企业间的技术合作和人才交流，支持各领域科研项目吸纳计量技术机构和企业共同参与，促进测量人才多元化发展。充分发挥行业学协会作用，加强测量技术人才培训，打造富有自主创新精神、专业技术能力强、善于解决实际问题的测量人才队伍。三、保障措施（一）加强组织领导。高度重视国家现代先进测量体系建设工作，将其作为推动经济社会高质量发展的重要手段予以全面规划和重点考虑，制定具体的实施方案和落实措施。在国家层面组建国家现代先进测量体系推进办公室，强化各部门组织协调和沟通协作。鼓励地方和行业、企业积极探索和创设推进现代先进测量体系建设的路径和模式，进行先行先试和推广示范。（二）完善制度保障。争取将国家现代先进测量体系建设工作纳入国家重大战略规划和产业发展专项规划。积极推动将现代先进测量体系建设写入有关法律法规和规章，对测量设备、测量方法、测量程序、测量过程和测量数据等规范和使用提出明确要求。搭建多方测量主体共同参与的联合科研攻关机制，完善先进测量技术应用结果比对、成果评价等制度，推动测量科技创新成果转化、应用和推广。（三）加大政策支持。从政策、资金、科研、人才等各方面鼓励先进测量技术的研发、先进测量设备和方法的研制和应用、先进测量技术规范的完善，不断强化测量过程控制和测量结果应用，提升测量能力和水平。在国家重大工程和科技计划中对现代先进测量体系建设予以重点考虑和倾斜。（四）强化知识产权战略。加强测量技术专利导航，引导各单位加强测量领域知识产权战略储备。推动各单位及时将先进测量科研成果纳入知识产权保护范围，并通过转让、许可、折价入股激励等形式取得市场收益。研究建立先进测量科研成果技术附加值评价体系，提升各领域对先进测量科研成果的重视程度。建设先进测量领域专题数据库，积极推进先进测量领域知识产权信息开放、共享和利用，促进测量领域知识产权成果的广泛应用。（五）普及先进测量理念。结合“世界计量日”“质量月”等活动，充分发挥媒体优势，大力普及测量知识，强调测量在生产生活中的作用，不断增强全民测量意识，更新溯源概念和理念，营造支持国家现代先进测量体系建设的社会环境。加大企业测量工作宣传培训，帮助企业完善测量管理体系，健全测量管理制度，提升测量能力和水平。（六）加强国际测量合作。借鉴吸收国外先进测量技术和测量管理经验，丰富完善国家现代先进测量体系内涵。探索建立国际、区域先进测量技术联盟，加强测量技术国际交流合作，推动先进测量技术能力与国际接轨。积极参与测量领域的全球治理，推动在重要领域影响或主导国际测量技术规范的制定，加大先进测量成果的国际化应用和推广。积极参加国际测量比对，不断提升获得国际互认的国家校准与测量能力，增强我国在国际测量领域的话语权。市场监管总局科 技 部工业和信息化部国 资 委知识产权局2021年12月29日

电子测量仪器行业：专精特新企业沃土，电子信息产业升级推动行业发展。电子测量仪器以现代测量原理为基础，融合了先进的电子测量、射频微波设计、数字信号处理等技术，具有典型专精特性属性。目前中国经济正处于产业升级、自主创新阶段，电子信息产业从原材料选定、生产过程监控以及产品测试都需使用电子测量仪器，产业升级推动行业发展。　　通用电测仪器全球百亿美元市场，行业细分程度高。(1)下游5G 通信、半导体及电子元件、新能源、消费电子等行业驱动需求增长：预计2025 年，全球、中国通用电测仪器市场规模分别为103.4、38.9 亿美元，6 年CAGR 分别为3.9%、5.8%。(2)细分市场规模：　　预计2025 年各细分市场规模(全球/中国，以及对应2019-2025 年6 年CAGR)，1)示波器：17.3/6.5 亿美元， CAGR 为6.3%/8.0%；2)射频分析类：27.8/9.4 亿美元，CAGR为5.8%/6.8%；3)信号发生器：11.8/3.8 亿美元，CAGR 为5.1%/6.5%；4)源载类：　　13.4/5.5 亿美元，CAGR 为5.8%/6.8%；5)电子元器件类：12.5/5.0 亿美元，CAGR 为6.2%/7.2%。　　行业壁垒高，国产化率不足20%。(1)强know-how 属性壁垒高：行业属于技术密集型，下游发展速度快，龙头需要不断引进技术人才、推陈出新，才能维持公司品牌与口碑，且下游进销商对行业公司供货稳定性、及时性、产品质量要求相对较高，新进入者较为困难，由此形成了人才、品牌、市场、渠道四大壁垒。(2)国产化率不足20%：行业由美欧日主导，是德科技等龙头占据主要市场份额，国内龙头普遍只拥有2-6 亿元销售额，预计行业国产化率不足20%。　　供给侧：“产品+市场+政策”三重驱动国产替代提速。(1)产品端：国产龙头厚积薄发，加速产品迭代，数字示波器、矢量网络分析仪、阻抗分析仪等代表产品高端化取得突破，核心性能指标与海外代差缩小。(2)市场端：在海外疫情影响下国际品牌交期拉长，放大国产品牌交期快、响应迅速、兼具性价比和本地服务的优势。2021 年国产品牌业绩普遍高增，在产能趋紧情况下，国产龙头顺势扩产，国产化率有望加速提升。(3)政策端：新版《科学技术进步法》颁布弱化海外降维打击，大力推动电测仪器行业国产化进程。　　国产化提速，龙头崛起正当时。投资分析建议：(1)建议重点关注宽产品矩阵大市场空间标的：鼎阳科技，中电科思仪、普源精电、优利德；(2)建议重点关注细分类产品技术领先标的：普源精电、中电科思仪、同惠电子、创远仪器；(3)建议关注市场渠道优势标的：　　鼎阳科技、优利德。(4)建议关注产品矩阵较完善的一级市场标的：青岛汉泰电子。　　风险提示：主要原材料供应紧缺及价格波动风险，IC 芯片、高精密电阻等电子元器件进口依赖风险。

2月24日-28日，全球最大的化学分析仪器、科学仪器及实验室设备展之一，PITTCON 2024（匹兹堡分析化学和光谱应用会议暨展览会）在美国加利福尼亚州圣地亚哥会议中心成功举行。国仪量子携自主研发的扫描电子显微镜、电子顺磁共振波谱仪、量子钻石原子力显微镜等多款重磅产品亮相，收获一众好评。PITTCON 2024匹兹堡分析化学和光谱应用会议暨展览会（Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy，PITTCON）创办于1950年，是北美洲历史最为悠久的实验室仪器及技术展览会，也是目前全球最大的同类型展会之一，旨在展示实验室仪器、设备、技术与解决方案的最新发展情况。今年恰逢第75届PITTCON，会议吸引了来自全球的参展商与观众，包括实验室仪器制造商、科学仪器供应商、化学品供应商、科研机构与经销商等。大会现场现场测样，真机演示国仪量子在现场展出了钨灯丝扫描电子显微镜SEM3200、台式电子顺磁共振波谱仪EPR200M等产品，并为观众现场测样讲解，充分展示产品性能与专业服务。国仪量子工作人员为观众讲解产品SEM3200真机演示国仪量子工作人员演示电镜测样国仪量子出色的产品品质与服务赢得了众多好评，一位现场观众拿起手机分享了他的参观感受。他在视频中说到：“大家好！我们正在调研国仪量子的扫描电子显微镜。这是一款设计精良、结构合理、使用方便的扫描电子显微镜，软件操作非常直观，是实验室照相（显微成像）的全能设备。”现场观众拍摄分享参观感受现场观众与国仪量子产品、工作人员合影会议现场，众多代理商对国仪量子的扫描电镜、气体吸附分析仪、金刚石量子计算教学机等产品表达了合作意愿。其中一位观众对金刚石量子计算教学机评价到：“（这是）非常创新和先进的量子计算实验教学设备，实验功能非常丰富，操作便捷直观，很高兴看到已经有美国高校在实际使用了，相信未来会有更多美国高校跟进。”该仪器可在室温大气条件下运行，能轻松进行量子力学与量子计算实验教学，已走进全球数百家单位，覆盖大学物理实验教学和中小学创新教育等多种场景。金刚石量子计算教学机走进美国纽约州立大学石溪分校服务全球客户，探索技术未来国仪量子的核心技术是以量子精密测量为代表的先进测量技术，正在为全球范围内企业、政府、研究机构提供以增强型量子传感器为代表的核心关键器件、用于分析测试的科学仪器装备、赋能行业应用的核心技术解决方案等优质的产品和服务。截止到2023年，国仪量子自主研制的电子顺磁共振波谱仪已交付全球超过100家客户，在国内市场占有率第一；电子显微镜国内市占率领先；石油近钻头随钻测量仪器在页岩气、常规煤层气、深层煤层气等地区完成超过200口井作业服务，业务细分市场领先。自2016年成立以来，国仪量子已为全球数千家客户提供了技术产品与服务，成为推动中国高端科学仪器发展的创新力量之一。未来，随着产品体系与应用领域的丰富拓展，国仪量子将持续帮助客户更高效地推动技术的发展，探索并创造人类的未来。国仪量子工作人员合影

近日，省市场监管局、省科技厅、省工信厅、省国资委四部门联合制定《河北省加强现代先进测量体系建设实施方案》，提出以全省重大需求为导向，建立以政府为引导、企业为主体、市场为驱动的现代先进测量体系共建机制。实施方案提出，到2035年，每年新建改造提升社会公用计量标准50项以上，研制成功一批国产测量仪器设备，力争建设1至2家国家先进测量实验室，培育10家测量仪器设备品牌企业，形成5项核心测量技术或能力。实施方案确定了我省加强现代先进测量体系建设要开展的11项重点工作。构建先进量传溯源体系。开展量子电压溯源平台、量子电流标准装置研究和应用、基于超感技术的无源传感设备远距离供能和通讯研究。推动量值溯源扁平化发展，加强数字计量基础设施建设，建立计量科技创新基地，打造突破型、引领型、平台型国家先进测量实验室。强化计量标准支撑能力。优化以社会公用计量标准、部门（行业）计量标准、企事业计量标准为主体的计量标准基础设施网络。改造升级现有社会公用计量标准，拓展测量范围，提高准确度等级，强化动态量、复杂量、极端量检定校准能力。加强先进测量技术研究。重点研究新材料、新能源、先进制造和新一代信息技术等领域精密测量技术，力争在复杂环境、实时工况、多参数、极端量、动态在线远程、快速综合校准等准确测量难题上有所突破。开展先进测量仪器设备研发和应用。推动量子芯片、物联网、区块链、人工智能等新技术在测量仪器设备中的应用，积极推进测量仪器设备智能化、网络化。此外，实施方案还就提升企业测量能力和水平、创建企业测量需求服务平台、开展测量数据共享技术研究和应用、完善先进测量技术规范、优化先进测量技术服务、发挥质量基础设施协同推动作用、培养先进测量人才队伍等重点工作作出部署。

可在几百米的光纤中测出小至0.1毫米的误差，较国外垄断产品，测量分辨率提高了1600倍，相位精度提高了10倍̷̷记者19日从南京航空航天大学获悉，该校研发的我国首台超高精度光矢量分析仪问世。　　超高精度光矢量分析仪就像“火眼金睛”，从家用光纤路由器到航天飞船等大量应用的光学器件领域都需要用到它。它可以对光器件的两个最关键指标——幅度响应和相位响应进行精确测量，从而在研发和应用中掌握其性能。第一代仪器仅能测量幅度响应，第二代仪器可以同时测量幅度响应和相位响应，但目前全球仅有美国纳斯达克上市公司LUNA的OVA5000一款产品，并且其高精度版不对我国销售。　　2010年，南京航空航天大学潘时龙教授开始筹建微波光子学实验室。他带领团队在研究中发现，国外光矢量分析仪采用“以光测光”的办法，费时费力而且精度不高，自主研发的光矢量分析仪采用“以电测光”的方法，把光信号转换为微波信号。课题组先后掌握了光频梳通道化技术、平衡光电探测技术和新型电光调制技术，基本攻克了相关的技术难点。该光矢量分析仪的第二代样机先后被中科院半导体所、江苏光扬光电等十余家单位试用 还帮助某海军单位实现了光纤干涉器的自动化测量，测量精度提高10倍，节省成本一半以上。