高速增長(cháng)的模塊化儀器 該從朝陽(yáng)走向正午了

如果說(shuō)人工智能統治了軟件和應用，那么模塊化就是硬件和設備的未來(lái)。從最微觀(guān)的Chiplet到最宏觀(guān)的云服務(wù)器，模塊化的靈活性和高可擴展性幾乎滲透到所有電子系統設計中，成為當之無(wú)愧的硬件結構主流。

模塊化有多火？根據Grand View Research進(jìn)行的研究表示，預計到2027年，全球模塊化儀器市場(chǎng)規模將達到3.11萬(wàn)億美元，復合年增長(cháng)率為6.3%。這一需求主要受到測試和測量?jì)x器市場(chǎng)增長(cháng)的顯著(zhù)影響。

多方驅動(dòng)模塊化儀器市場(chǎng)飆升

通信和網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng )新和進(jìn)步，以及電子設備的廣泛采用，讓模塊化儀器的特點(diǎn)發(fā)揮得淋漓盡致，模塊化儀器作為廣泛用于測試、監控和自定義測量系統的設備，非常適合5G、雷達通信、衛星通信、無(wú)線(xiàn)電和電視廣播以及IoT系統的測試和維護。預計到2028年之前，5G部署的投資將為模塊化儀器市場(chǎng)提供巨大的增長(cháng)機會(huì )。5G的部署將支持許多應用，如自動(dòng)駕駛汽車(chē)、聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)、IoT和各種最終用途應用，這些新增的市場(chǎng)應用都是模塊化設備最擅長(cháng)的舞臺。對5G和未來(lái)6G技術(shù)的深入研究越來(lái)越復雜，軟硬件成本幾乎成幾何級數增長(cháng)，因此能夠減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和硬件復雜性的模塊化儀器施展的空間越來(lái)越大。目前無(wú)論從原型搭建到原型驗證，再到各種設備生產(chǎn)測試和網(wǎng)絡(luò )場(chǎng)測，模塊化幾乎成為測試方案的首選架構。

除了移動(dòng)通信外其他無(wú)線(xiàn)通信標準設備的使用以及窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）和移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)標準（如藍牙低功耗（BLE）和LTE-M）的出現同樣會(huì )推動(dòng)模塊化儀器市場(chǎng)的增長(cháng)。對無(wú)線(xiàn)技術(shù)的需求增加是由無(wú)線(xiàn)通信行業(yè)的進(jìn)步所推動(dòng)的，例如更高的移動(dòng)性、智能設備的采用以及由于智能手機采用率的提高和網(wǎng)絡(luò )覆蓋范圍的擴大而導致的移動(dòng)數據流量的增長(cháng)，這些必然催生在無(wú)線(xiàn)設備初始開(kāi)發(fā)階段對模塊化測試設備的需求，以及后期在各個(gè)應用中測試的需求。

同時(shí)，模塊化儀器被智能手機制造商、網(wǎng)絡(luò )提供商、電子元件制造商等領(lǐng)域廣泛接受，帶動(dòng)了在工業(yè)領(lǐng)域的快速擴張。連接設備數量的增加導致在測試設備可行性方面的支出增加，從而推動(dòng)了模塊化儀器的采用。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備數量的增加帶來(lái)的復雜度和擴展性測試需求則為模塊化儀器的增長(cháng)增加新的動(dòng)力。例如，根據GSMA的數據，到2026年將有300億臺連接設備。這些IoT連接設備包括追蹤設備、車(chē)輛、公用事業(yè)儀表、消費電子產(chǎn)品和可穿戴技術(shù)自動(dòng)售貨機，以及智能手機和平板電腦。因此，上述設備的普及導致了對測試、檢查和驗證智能產(chǎn)品和其他設備的日益增長(cháng)的需求，以確保已部署設備的可靠性。

特別的，電子和半導體設備的廣泛采用推動(dòng)了亞太地區眾多新制造工廠(chǎng)的建立。電子和半導體設備的不斷部署導致了設備復雜性和設計約束的增加，大量復雜的先進(jìn)生產(chǎn)線(xiàn)需要對設備的性能進(jìn)行測試、檢查和監控，亞太地區的制造業(yè)采用模塊化儀器的訴求是最為迫切的。

航空航天與國防應用的模塊化儀器需求預計將在未來(lái)四年內實(shí)現約4.0%的復合年增長(cháng)率（CAGR）。由于復雜的通信設備，模塊化儀器在航空航天和國防領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用，這兩個(gè)行業(yè)正好是模塊化儀器最早進(jìn)入的行業(yè)，或者可以說(shuō)正是這兩個(gè)行業(yè)的復雜多變的測試需求，催生了模塊化結構。在航空航天和國防行業(yè)，模塊化儀器被用于機器視覺(jué)系統、自動(dòng)測試設備、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò )分析儀和信號發(fā)生器等。因此，這些儀器通過(guò)檢查各種子系統、組件和系統，確保通信、跟蹤和檢測的最終使用設備的安全性和可靠性。此外，在航空航天和國防行業(yè)中采用模塊化儀器的主要原因是其特性，如低功耗和最終使用設備的快速測量。

標準總線(xiàn)模塊化儀器領(lǐng)漲

雖然說(shuō)標準化總線(xiàn)模塊儀器所占的比例在模塊化儀器營(yíng)收占比中并不高，但卻是增長(cháng)最為迅速的一個(gè)行業(yè)。據QYResearch調研團隊最新報告“全球標準總線(xiàn)模塊化儀器市場(chǎng)報告2023-2029”顯示，預計2029年全球標準總線(xiàn)模塊化儀器市場(chǎng)規模將達到184.8億美元，未來(lái)幾年年復合增長(cháng)率CAGR為9.5%。

從收入來(lái)看，PXI總線(xiàn)儀器在2019年占據了市場(chǎng)的主導地位，收入份額達到78.9%。PXI平臺提供了許多優(yōu)勢，如改進(jìn)的性能、主流的軟件模型和降低成本。因此，由于這些優(yōu)勢，PXI平臺已被眾多最終用戶(hù)廣泛采用。此外，PXI平臺使用戶(hù)能夠將傳統測量能力與基于現代計算機的模塊化架構（如運動(dòng)控制、機器視覺(jué)和自動(dòng)化）相結合。

PXI平臺不僅支持傳統測量?jì)x器的集成，還能夠與現代計算機技術(shù)相結合，實(shí)現更高級的功能和更廣泛的應用。從1997年由NI公司推向市場(chǎng)以來(lái)，PXI總線(xiàn)相關(guān)的模塊化儀器先是在PC產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)下發(fā)展迅猛，從2002年開(kāi)始則迎來(lái)完全革命性的獨立發(fā)展機遇。PXI技術(shù)基于模塊化設計，使用戶(hù)能夠根據需要靈活擴展系統。這種可擴展性允許用戶(hù)構建定制的測試與測量解決方案，以滿(mǎn)足特定的應用需求。例如，PXI系統可以集成運動(dòng)控制、機器視覺(jué)和自動(dòng)化等現代計算機模塊，為用戶(hù)提供更強大的測試與測量能力。另一方面，在帶來(lái)強大測試性能和高度靈活的擴展性同時(shí)，PXI設備相比傳統臺式儀器在向低功耗和小尺寸方面同樣具有明顯的優(yōu)勢，堪稱(chēng)在降低測試設備采購整體成本同時(shí)，還節約了尺寸和能耗。

隨著(zhù)PXI標準不斷擴展，其總線(xiàn)性能得到了顯著(zhù)提升。PXI平臺提供更高的測量速度和數據處理能力，以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的科學(xué)和工業(yè)應用需求。PXI技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了軟件與硬件的協(xié)同優(yōu)化。通過(guò)軟件定義硬件的方式，用戶(hù)能夠更靈活地配置和管理PXI系統，提高系統的靈活性和可維護性。PXI技術(shù)正在向智能化和網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展。通過(guò)集成智能傳感器和網(wǎng)絡(luò )接口，PXI系統能夠實(shí)現遠程監控、數據分析和故障診斷等智能功能，提高系統的可靠性和易用性。

雖然PXI技術(shù)現在成為模塊化總線(xiàn)測試設備的絕對領(lǐng)導者，但PXI技術(shù)發(fā)展也遇到一些現實(shí)問(wèn)題。PXI技術(shù)的標準化程度對于其廣泛應用至關(guān)重要。然而，目前PXI技術(shù)的標準制定和兼容性方面仍存在一些問(wèn)題，如不同廠(chǎng)商之間的產(chǎn)品兼容性、標準更新滯后等。這可能導致用戶(hù)在使用PXI系統時(shí)遇到一些障礙。隨著(zhù)測試需求的日益復雜和多樣化，PXI技術(shù)面臨著(zhù)如何持續提高測量速度、數據處理能力、系統可靠性和可擴展性等技術(shù)挑戰。這要求PXI技術(shù)不斷創(chuàng )新，以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的測試需求，不過(guò)PCI技術(shù)的更新速度拖累了PXIe在某些特殊應用領(lǐng)域的高性能表現。

目前在速度方面相比PXI擁有一定優(yōu)勢的是AXIe技術(shù)，這是是德科技（當時(shí)是安捷倫）主推的一個(gè)更昂貴但更高性能的總線(xiàn)。AXIe細分市場(chǎng)預計在預測期內將以超過(guò)6.5%的年復合增長(cháng)率（CAGR）擴張。AXIe的特性包括觸發(fā)、定時(shí)和模塊間數據傳輸，這對于實(shí)現高性能模塊化儀器系統至關(guān)重要。此外，AXIe還包括LAN和PCIe接口，可以作為虛擬PXI儀器。由于A(yíng)XIe平臺的上述優(yōu)勢和靈活性，預計將在預測期內推動(dòng)該細分市場(chǎng)的增長(cháng)。