顶尖测试测量企业为何要自研芯片？

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？

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。

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。

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。

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。

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。

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。

“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。

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。

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。

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。

“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。”

“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。

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。”

“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。”

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。

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。”

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。”

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…”

第四代仪器是什么？

据程建川介绍：

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。”

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。

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。”

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。”

“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。”

“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。”

“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。”
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