正視差距，國產(chǎn)通用電子測試儀器穩步追趕

近一兩年的國際關(guān)系變化，帶給科技行業(yè)最明顯的變化就是擔心被卡脖子。相比于站在風(fēng)口浪尖的半導體行業(yè)，與其密切相關(guān)的電子測試儀器似乎受到的關(guān)注并不多。作為電子產(chǎn)業(yè)不可或缺的支撐保障，電子測試儀器的重要性隨著(zhù)系統越來(lái)越復雜以及設計越來(lái)越智能化而不斷提升。以廣受關(guān)注的集成電路產(chǎn)業(yè)為例，用于測試和驗證部分的工作已經(jīng)占據整個(gè)芯片研發(fā)近60%的時(shí)間和成本。在更廣泛的電子測試領(lǐng)域，以示波器、頻譜儀、信號源、矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀等為代表的通用電子測試儀器幾乎成為所有開(kāi)發(fā)、測試以及維修工程師的標配。

那么，我國現在的通用基礎電子測試儀器的發(fā)展情況如何，跟國外相比又有哪些差距，是否面臨卡脖子等威脅？帶著(zhù)這些問(wèn)題，筆者專(zhuān)訪(fǎng)了中國電子學(xué)會(huì )電子測量與儀器分會(huì )主任 王厚軍教授，請他為大家介紹當前國產(chǎn)通用電子測試儀器產(chǎn)業(yè)的現狀。

可能很多人對通用電子測試儀器還不太了解，如果按照產(chǎn)品類(lèi)型劃分，通用電子測試測量?jì)x器并沒(méi)有一個(gè)統一的或標準的分類(lèi)方法，最常見(jiàn)的是采用功能形態(tài)和頻段相結合的劃分方法，如僅從功能形態(tài)上看，通用電子儀器最常見(jiàn)的幾類(lèi)儀器包含：信號分析類(lèi)儀器（數字示波器、頻譜分析儀等），信號產(chǎn)生類(lèi)儀器（如任意波形發(fā)生器、信號源等），電路參數測試類(lèi)（如矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀，數字多用表等），以及電源與負載等。以最常用的數字示波器為例，它是屬于信號分析類(lèi)儀器的一種，可以用來(lái)觀(guān)測、分析和記錄各種電信號的變化。通俗來(lái)說(shuō)，數字示波器可以將人肉眼看不見(jiàn)的電信號轉換成可視化波形圖像，便于人們更直觀(guān)地去研究各種電現象的變化，并且能實(shí)現電壓、電流、頻率、相位、幅度等基本參數的測量，因此它在通信及信息技術(shù)、半導體、汽車(chē)制造、醫療電子、物聯(lián)網(wǎng)、航天航空與國防、教育科研以及消費類(lèi)電子等行業(yè)具有廣泛的應用。

類(lèi)似于其他高科技產(chǎn)業(yè)，通用電子測試儀器行業(yè)面對的技術(shù)積累也不是一兩個(gè)單獨的技術(shù)方向，王教授坦言，它以電子技術(shù)為基礎，是一個(gè)融合多學(xué)科、多種先進(jìn)技術(shù)的基礎性行業(yè)，比如用到的技術(shù)就有電子測量技術(shù)、射頻微波設計技術(shù)、數字信號處理技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、通信技術(shù)等。因此呢，通用電子測試測量?jì)x器屬于是技術(shù)密集、知識密集型產(chǎn)品，屬于高端科研儀器設備，也是國家十四五發(fā)展規劃鼓勵和支持的產(chǎn)業(yè)。其主要的幾類(lèi)產(chǎn)品學(xué)科交叉度大，理論相對復雜，開(kāi)發(fā)難度大，需要較長(cháng)時(shí)間積累，特別考驗一個(gè)國家在技術(shù)基礎的深度和厚度，這也是為何目前中國通用電子測試測量?jì)x器發(fā)展相比歐美發(fā)達國家有較大差距的原因。

相比于其他高科技領(lǐng)域，測試儀器行業(yè)具有自己獨特的行業(yè)生態(tài)，非常依靠企業(yè)的技術(shù)積累和品牌優(yōu)勢。整體來(lái)看，在通用電子測試測量?jì)x器領(lǐng)域，國外優(yōu)勢企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢明顯，產(chǎn)品性能領(lǐng)先。王教授認為，國產(chǎn)儀器廠(chǎng)家和國外優(yōu)勢品牌的在高端產(chǎn)品上不管是性能指標，還是市場(chǎng)接受度上仍舊有較大的差距。在全球通用電子測量?jì)x器市場(chǎng)里，頭部企業(yè)有是德科技、羅德&施瓦茨、泰克、力科等，多為歐美老牌企業(yè)。這些歐美企業(yè)基本都是起源于20世紀上半葉，擁有近100年的歷史，經(jīng)過(guò)長(cháng)期的技術(shù)積淀，在高端產(chǎn)品上優(yōu)勢尤其明顯。而中國的通用電子測試測量?jì)x器行業(yè)不僅發(fā)展上晚于歐美等領(lǐng)先企業(yè)，在品牌、基礎、創(chuàng )新、可靠性和市場(chǎng)能力等等都存在全方位的差距。電子儀器行業(yè)產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是規模相對消費電子行業(yè)較小，技術(shù)門(mén)檻卻很高，需長(cháng)期投入和積淀，目前，高端通用電子測試測量?jì)x器產(chǎn)品的核心高端關(guān)鍵技術(shù)被少數美歐頭部企業(yè)獨占，形成不易動(dòng)搖的壟斷局面。

那么通用電子測試儀器又是如何區分高中低檔？這個(gè)標準又是如何確定的？王教授明確指出，針對通用電子測試儀器分檔國際上并沒(méi)有統一或標準的劃分方法，需要考慮的因素很多，比如國際或國內、單項指標或綜合性能、充分的市場(chǎng)化程度、不同時(shí)期等等。在一定的限定條件下，可以根據主要性能指標、參數的不同，給出產(chǎn)品高中低類(lèi)別劃分推薦或建議。中國電子學(xué)會(huì )電子測量與儀器分會(huì )根據國內行業(yè)發(fā)展的需求，也對國內數字示波器、任意波形發(fā)生器、射頻信號發(fā)生器、頻譜分析儀、矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀、臺式萬(wàn)用表、直流電源和電子負載這幾類(lèi)通用電子測試測量?jì)x器行業(yè)主要產(chǎn)品進(jìn)行了大致的高中低檔次劃分推薦，具體如下：

國內通用電子測試測量?jì)x器企業(yè)的技術(shù)水平與國外優(yōu)勢企業(yè)存在一定差距，尤其是數字示波器以及任意波形發(fā)生器產(chǎn)品，國外領(lǐng)先企業(yè)的產(chǎn)品帶寬和最高輸出頻率比國內的最高水平還高很多。這種檔次劃分標準主要依據產(chǎn)品技術(shù)門(mén)檻、批量生產(chǎn)、成功市場(chǎng)化的難易程度進(jìn)行劃分，綜合考慮了我國通用電子測試測量?jì)x器的整體產(chǎn)業(yè)現狀，可以作為在當前階段全國范圍內對行業(yè)內企業(yè)的參考標準。

雖然國內通用測試企業(yè)的發(fā)展速度相比于國際競爭對手更迅速，在技術(shù)指標和市場(chǎng)銷(xiāo)量上的差距在縮小，部分產(chǎn)品的技術(shù)指標也邁入了高端行列，但受限于技術(shù)水平和其他元器件開(kāi)發(fā)實(shí)力，在高性能產(chǎn)品領(lǐng)域依然是歐美優(yōu)勢企業(yè)的天下。以占據通用電子測試測量?jì)x器行業(yè)份額最大的數字示波器為例，目前全球帶寬最高的數字示波器是是德科技110GHz示波器，而國內數字示波器產(chǎn)品曾長(cháng)期停留在數百MHz以下的帶寬，近兩年有所突破，但能達到批量貨架產(chǎn)品的最高帶寬也就2GHz上下，也僅限于一兩家企業(yè)。不過(guò)因為國內市場(chǎng)更為龐大，加上國內通用測試儀器企業(yè)的快速追趕，國產(chǎn)數字示波器的出貨量占比逐年增加。

針對這樣的行業(yè)現狀以及目前可能存在的卡脖子問(wèn)題，王教授表達了自己的看法，他直言通用電子測試測量?jì)x器是國家現代電子信息及相關(guān)產(chǎn)業(yè)科研、生產(chǎn)、試驗、維修等基礎能力的重要標志之一，是信息技術(shù)的重要組成部分，在現代化電子信息產(chǎn)業(yè)鏈中有著(zhù)不可替代的作用，同國家較多戰略行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，因此在現代經(jīng)濟建設，國防建設和推動(dòng)科學(xué)發(fā)展中都具有非常重要的戰略性地位。近年來(lái)科技部、發(fā)改委、工信部等相關(guān)部委也陸續出臺了多項具體產(chǎn)業(yè)政策鼓勵支持電子測量?jì)x器行業(yè)發(fā)展。

相比于其他高科技產(chǎn)業(yè)，王教授介紹通用電子測試測量?jì)x器行業(yè)是我國多年來(lái)比較典型的一直被“卡脖子”的產(chǎn)業(yè)之一，也是比較典型的軍民兩用產(chǎn)業(yè)，國內被列入實(shí)體清單的企業(yè)和科研院所均無(wú)法采購美國相關(guān)產(chǎn)品。同時(shí)對于指標達到一定級別的高性能產(chǎn)品，基于 “瓦森納協(xié)議”框架下的約束，美國以及西方國家對中國實(shí)施了越來(lái)越嚴格的“禁運”措施。對于高性能的通用電子測試測量?jì)x器，特別是達到一定指標的數字示波器和任意波形發(fā)生器被美國企業(yè)壟斷，國內企業(yè)和這些美國企業(yè)有著(zhù)量級上的差距，長(cháng)期被“卡”，會(huì )嚴重制約國家科研和高端產(chǎn)業(yè)技術(shù)的創(chuàng )新發(fā)展，因此，王教授特別指出，從更高層面上關(guān)注、扶持和支持國產(chǎn)儀器企業(yè)的布局和發(fā)展，實(shí)現高端儀器的自主可控，是我們全行業(yè)非常緊迫的責任和義務(wù)。