电子脂肪测量仪

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。

工业和信息化部以“工业质量品牌建设年”活动为重点，积极推进工业产品质量和品牌建设，加快工业品牌培育，开展“千家企业学标杆，提升质量促转型”活动，取得了显著成绩。针对电子行业如何加强质量品牌建设、推动行业由大到强等话题，《中国电子报》特约请相关行业协会发表观点。 　　电子测量仪器属于高新技术领域，是现代工业产品中新技术应用最多、最快的产品门类之一，最先进的电子测量技术基本上被欧美日等发达国家掌控。五六十年代，我国电子测量仪器总体技术水平与国外先进水平差距不大，但目前的差距在加大，高端产品大部分依赖进口。当前，我国电子测量仪器产品的MTBF(平均无故障时间)一般能够达到3000小时，初步满足军工与民用的质量要求，但产品技术水平和质量仍有待于进一步提高。 　　质量差距影响市场占有率 　　高端电子测量仪器与国外技术存在一定差距，影响了产品的市场占有率。 　　国内少数企业能生产出部分高端电子测量仪器，但由于没有全面掌握关键技术，再加上工艺水平和原材料等方面与国外先进水平存在差距，导致产品在技术水平和质量方面与国外先进水平存在一定差距，影响了产品的市场占有率。 　　国内部分企业生产的部分中低端电子测量仪器产品(如带宽1GHz以内，采样率不超过5Gbit/s的数字存储示波器)，有较好的质量和性价比，不仅占据了大部分国内市场，还有相当大的出口量。经过近几年的努力，这些厂家建立了自己的示波器品牌形象，并把示波器品牌形象辐射到其他产品上，对企业的发展起到良好的促进作用。 　　加强培训提升质量水平 　　协会组织了与质量相关的培训，收到了良好效果。 　　我国电子测量仪器企业规模一般不大，年销售额能够上亿元的企业就算是规模比较大的企业。由于电子测量仪器涉及的领域很广，产品种类比较多，因此，不同企业的产品往往有较大差别，涉及的关键技术也不尽相同。 　　中国电子仪器行业协会把加强电子测量仪器行业的共性技术培训作为近几年的工作重点之一。近年来，协会与理事长单位中国电子科技集团41所合作，组织了与质量相关的电磁兼容、防静电和可制造性设计技术3个专题6场培训，共计有几十个单位、近千名技术人员参加，收到了良好效果。 　　品牌建设工作的主体是企业，协会在该项工作中可以起到辅助作用。由于历史原因，协会至今没有开展评比、评奖相关工作。协会希望能够组织电子测量仪器行业内最具权威性的评比、评奖活动，当然这些工作需要在政府支持、协会自身努力和一段时间积累的基础上进行。 　　多措施加快质量品牌建设 　　品牌建设是一项系统工程，企业要做长期细致的工作。 　　品牌建设是一项系统工程，企业在产品质量、技术水平、服务等多个方面要做长期细致的工作。 　　(一)加强宣传培训，优化生存环境。针对企业，需要进行诚信、质量以及其他方面的教育，其中很重要的一点是要让我们的企业有做成百年老店的信念，并且政府要为企业成长为百年老店提供更好的环境，给企业家信心，否则企业家是不会注重企业诚信、产品质量和品牌建设工作的。 　　(二)建立权威性的评比、评奖机制。最近几年，国内各种评比、评奖太多、太滥，缺乏权威性，授予的奖项用户不认可、企业不重视，没有真正地对企业品牌建设和宣传工作起到有效的推动作用。在这种情况下，首先，我们需要清理目前过多的评比、评奖，大规模地减少奖项的数量和种类 其次，建立并维护好有权威性的评比，使这些评比奖项被企业和用户认可，并对企业品牌建设工作能够起到重要的促进作用。 　　(三)大幅提高对优质产品的支持力度。不同激励机制可以引导企业采取不同的运营策略。为了加强我国企业的质量品牌建设，可以考虑对获得权威评比奖项的产品予以大幅降低税收的优惠政策，相信在类似激励机制的引导下，一定能够改变企业的运作模式，促使他们把多出精品作为一项重要工作来抓，使企业能够生产出更多的优质产品。 　　(四)加大对海外市场开拓工作的补贴力度。开拓海外市场，可以降低企业在国内市场竞争的激烈程度，对行业发展有利。因此，促进国内知名企业走出国门，是一项对行业发展有着重要意义的工作，需要大力支持。具体可以考虑加大出口退税力度，同时加大对企业参加海外展览等相关工作的补贴力度。 　　质量品牌建设企业案例 　　中国电子科技集团公司第41研究所 　　该所是国内电子测量仪器产品涉及门类较广的企业，其中以微波毫米波仪器最为突出。41所在提高产品质量方面有一套比较完整的做法。一是优化流程。通过对温度、湿度、防尘、防静电等条件的改造，使生产环境严格符合军用测试仪器的要求。二是质量管理创新。由所长亲自挂帅，主管副所长任执行总指挥，层层建立落实责任制，推出精品工程，提升了产品质量水平。三是质量文化建设工作。41所把产品质量的内涵扩展为广义质量概念，从生产加工延伸到科研、生产、使用和服务的全过程管理，从以检验为主转变为以预防为主，从质量部门单一负责，转变为各职能部门按质量职能分工。四是质量队伍建设。针对重点工程项目，41所建立以质量部长作为项目质量主管的“三师”系统，形成了激励型的质量考核机制。五是完善售后服务机制。41所建立完善的客户体验中心和维修保障体系，开设800免费电话、电子邮箱为客户提供技术支持，并在北京、上海、西安、成都、深圳5大城市设有办事处，技术人员随时对用户进行上门巡访。 　　天津市德力电子仪器有限公司 　　该公司电子测量仪器产品在国内广电领域占有70%的市场份额。德力从1994年开始，组建了4支现场巡回校准服务队伍，年行程超过12万公里，为客户提供免费校准服务。测量仪器年度校准是保障仪器正常应用的必需工作，德力每年都会对国内重点客户实行上门免费校准服务，并为用户更换电池等耗材，保证仪器正常应用，为用户提供了很大便利。如果按计量每台仪器500元的最低收费标准计算，仅此一项德力每年可为用户直接节省5000万元以上。 　　江苏绿扬电子仪器集团有限公司 　　该公司的示波器产品在国内占有相当的市场份额。公司很重视品牌的宣传推广工作，在电视、报刊、网络、户外等多种媒体上做产品宣传，并多次参加中国电子展、全国高教仪器设备展、慕尼黑电子展、香港电子展等国内外知名展会，全方位、多角度地宣传绿扬产品，同时建立起良好的品牌形象。 　　石家庄数英仪器有限公司 　　该公司的时间频率计量测试仪器在国内同类产品中技术水平领先。在质量品牌建设工作中，公司坚持定期组织全国时频专业技术交流会，邀请国内时频领域技术的权威授课，促进行业内技术交流，推广公司新产品，树立公司品牌形象。公司定期走访用户，解决用户在使用中的疑难问题，提供专业技术指导，并为用户提供系统解决方案的一揽子服务。

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。