芯耀
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陰雨已經(jīng)籠罩我國南部地區(qū)已久，南部人民盼望著太陽的心情與大家盼望著我國電子測試測量市場能夠有所發(fā)展是一樣的。當我們飛上高空，俯瞰地面，會發(fā)現(xiàn)我國與國外存在的巨大的差距。雖說近年來，我國在信息技術、新材料技術、航空航天技術等領域不斷取得突破，但我國的電子測試測量儀器儀表高端市場，一直以來被國外先進技術產(chǎn)品所壟斷。
目前，我國使用的高端測量儀器，大部分來自國外。諸如美國是德科技、德國化羅德與施瓦茨、美國泰克科技等多家外企占據(jù)主要市場。據(jù)行業(yè)協(xié)會以及海關數(shù)據(jù)估計，2017 年我國現(xiàn)有通用電子測量儀器市場銷售額約 600 億元，其中，進口設備銷售額達到 400 億元，高端設備年銷售額達到 300 億元，90%以上依賴進口。
首先我們要知道測試測量設備到底有哪些，這里先來做一個小科普。
測試測量儀器
1. 示波器
示波器是一種測量電壓波形的電子儀器,它可以把被測電壓信號隨時間變化的規(guī)律,用圖形顯示出來。使用示波器不僅可以直觀而形象地觀察被測物理量的變化全貌,而且可以通過它顯示的波形,測量電壓和電流,進行頻率和相位的比較,以及描繪特性曲線等。
2 信號發(fā)生器 {TodayHot}
信號發(fā)生器(包括函數(shù)發(fā)生器)為檢修、調(diào)試電子設備和儀器時提供信號源。它是一種能夠產(chǎn)生一定波形、頻率和幅度的振蕩器。例如:產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、斜波和矩形脈沖波等。
3. 晶體管特性圖示儀
晶體管特性圖示儀是一種專用示波器,它能直接觀察各種晶體管特性曲線及曲性簇。例如:晶體管共射、共基和共集三種接法的輸入、輸出特性及反饋特性;二極管的正向、反向特性;穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓或齊納特性;它可以測量晶體{HotTag}管的擊穿電壓、飽和電流、自或 a 參數(shù)等。
4. 紅外測試儀
紅外測試儀是一種非接觸式測溫儀器,它包括光學系統(tǒng)、電子線路,在將信息進行調(diào)制、線性化處理后達到指示、顯示及控制的目的。目前已應用的紅外測溫儀有光子測溫和熱測溫儀兩種,主要用于電熱爐、農(nóng)作物、鐵路鋼軌、深埋地下超高壓電纜接頭、消防、氣體分析、激光接收等溫度測量及控制場合。
5. 集成電路測試儀
該類儀器可對 TI1、PM0S、CM0S 數(shù)字集成電路功能和參數(shù)測試,還可判斷抹去字的芯片型號及對集成電路在線功能測試、在線狀態(tài)測試。
6.LCR 參數(shù)測試儀
電感、電容、電阻參數(shù)測量儀,不僅能自動判斷元件性質,而且能將符號圖形顯示出來,并顯示出其值。其還能測量 Q、D、Z、Lp、Ls、Cp、Cs、Kp、Ks 等參數(shù),且顯示出等效電路圖形。
7. 頻譜分析儀
頻譜分析儀在頻域信號分析、測試、研究、維修中有著廣泛的應用。它能同時測量信號的幅度及頻率,測試比較多路信號及分析信號的組成。還可測試手機邏輯和射頻電路的信號。例如:邏輯電路的控制信號、基帶信號,射頻電路的本振信號、中頻信號、發(fā)射信號等。
除以上常用的電子測量儀器外,還有時間測量儀、電橋、相位計、動態(tài)分析器、光學測量儀、應變儀、流量儀等。
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難以前進的國內(nèi)市場
我國材料與器件材料嚴重依賴工業(yè)基礎。高端示波器中高速 adc 不是常規(guī)硅材料，有些是砷化鎵，磷化銦等，比較超前，國內(nèi)并沒有跟上先進腳步。另外不只 adc，示波器中需要的 fpga 也只有少數(shù)幾家能做出來，都是在美國。
FPGA:美國主導，兩大巨頭割據(jù)
經(jīng)過多年的整并組合，現(xiàn)在國際市場上 FPGA 的主要玩家有 Xilinx、Intel、Lattice、MicrosemiAchronix、Flexlogic 和 Quicklogic.，其中前四家是傳統(tǒng)的 FPGA 供應商，后兩者則從事 eFPGA 產(chǎn)業(yè)；在國內(nèi)也有高云、安路、京微齊力、上海復旦微、紫光同創(chuàng)和 AGM 等企業(yè)。這些廠商合力創(chuàng)造了一個數(shù)十億美元規(guī)模的 FPGA 市場，尤其是美國廠商，更是 FPGA 市場營收的絕對貢獻者。在這些廠商中，當以賽靈思和 Intel 的表現(xiàn)最為耀眼。
2015 年，賽靈思以 20.44 億美元的營收雄霸 FPGA 龍頭的位置，他與第二名 Intel 加起來的份額更是高達 91%。到了 2016 年，市場的總營收達到了 41.12 億美元，前兩名的占比則超過 91%，放大到前五廠商，也都是美國廠商?？梢钥吹剑現(xiàn)PGA 是一個美國主導，兩家廠商高度壟斷的市場。別說國內(nèi)廠商，其他國外廠商也幾差不多是夾縫里求生存。
國內(nèi) FPGA 廠商如紫光同創(chuàng)、復旦微電子、華微電子、中電科 58 所、航天 772 所所、京微雅格、高云半導體、上海安路、西安智多晶、上海遨格芯等，雖然積累了一定的技術和產(chǎn)業(yè)基礎，在 FPGA 國產(chǎn)化有所突破，但產(chǎn)品還未能進入主流市場，與國際巨頭存在較大的差距，不論從產(chǎn)品性能、功能、功耗、軟件、應用支撐上都有差距。接下來就讓我們跟進一下這些企業(yè)的最新進展。
國內(nèi)市場
紫光同創(chuàng)
深圳市紫光同創(chuàng)電子有限公司是國內(nèi)唯一一家覆蓋高端、中端、低端等多層次 FPGA 市場應用需求的廠商，產(chǎn)品覆蓋通信網(wǎng)絡、信息安全、人工智能、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)等各行各業(yè)。早在 2015 年，在國內(nèi)首次實現(xiàn)千萬門級規(guī)模的全自主知識產(chǎn)權 Titan 系列高性能 FPGA 及配套開發(fā)工具，是目前唯一能支持和實現(xiàn)大規(guī)模 FPGA 全流程開發(fā)設計的國內(nèi) FPGA 廠商。這一系列產(chǎn)品的成功實現(xiàn)，標志著中國 FPGA 產(chǎn)業(yè)真正具備了研制全自主知識產(chǎn)權高性能 FPGA 的能力，體現(xiàn)了中國 FPGA 芯片和 EDA 軟件設計水平的巨大飛越。目前 PGT180H 芯片已經(jīng)通過中興通訊和新華三通信等設備廠商的全部系統(tǒng)驗證，開始批量供貨，成為唯一一款在通信設備市場實現(xiàn)量產(chǎn)出貨的國產(chǎn) FPGA。
京微雅格
2003 年，京微雅格的前身在美國硅谷創(chuàng)立，2005 年公司遷至北京，主要從事 FPGA 開發(fā)。京微雅格多年來布局了“山”“河”“云”“星”四個產(chǎn)品系列，計劃從低端一步步向中高端市場邁進。其推出的 CME-C1 容量達 2000 萬門級別，在中低端市場局部實現(xiàn)了對國外 FPGA 的替換。
京微齊力內(nèi)部目前正在用自己的小規(guī)模容量的 FPGA 產(chǎn)品做一些簡單的 AI 應用。除了繼續(xù)銷售原有的 FPGA 芯片之外，正在研發(fā)新一代面向人工智能 / 智能制造等應用領域的 AiPGA 芯片、異構計算 HPA 芯片、嵌入式可編程 eFPGA IP 核，產(chǎn)品市場將涵蓋云端服務器、物聯(lián)網(wǎng)、消費類智能終端以及國家通信 / 工業(yè) / 電力 / 軍用 / 醫(yī)療等核心基礎設施。這或許可以稱為京微雅格的一種延續(xù)。
復旦微電子 / 復旦微電子學院
上海復旦微電子集團股份有限公司是國內(nèi)從事超大規(guī)模集成電路設計、開發(fā)和提供系統(tǒng)解決方案的專業(yè)公司，而復旦微電子學院應該算國內(nèi)比較少的自主研發(fā) FPGA 的研究機構。復旦微電子也有 FPGA 產(chǎn)品，估計和復旦微電子學院的 FPGA 是同源的。不過它家的東西是只供應軍方的，但是軍方有多少東西在用就不得而知了。
華微電子
成都華微電子科技有限公司是國家"909"工程集成電路設計公司和國家首批認證的集成電路設計企業(yè)，隸屬于中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團，由中國華大集成電路設計有限責任公司、成都成電大學科技園有限公司、成都創(chuàng)新風險投資有限公司、成都華微員工團隊四家股東共同投資創(chuàng)辦。其第四代 FPGA 產(chǎn)品采用 90nm 工藝代表國內(nèi)最高水平，目前已大規(guī)模應用于各軍工企業(yè)和研究所。
2017 年，其 600 萬門級 FPGA 成功實現(xiàn)在國家保密通訊交換機上的商業(yè)化應用，完成了千萬門級 FPGA 研發(fā)，在高端 FPGA 領域形成國產(chǎn)化替代能力，保障了國家重點工程需求；其 7000 萬門級 FPGA 項目成功獲批國家“核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產(chǎn)品”項目。
中電 58 所
中國電子科技集團公司第五十八研究所，是超大規(guī)模集成電路研究、開發(fā)、生產(chǎn)的國家重點骨干研究所。研究所位于風景秀麗的無錫太湖之濱，全所現(xiàn)有職工 800 余名，研究所以數(shù)字集成電路研究開發(fā)為主，擁有集成電路設計、制版、工藝、測試、封裝及可靠性的完整配套能力，通過了 ISO9001-2000 質量管理體系認證，創(chuàng)造過我國集成電路發(fā)展各個階段的領先水平。
近年來開發(fā)完成了 DSP、MCU、AD/DA、E2PROM、嵌入式 ASIC 等上百個品種集成電路，擁有完整的 0.5～1.2um 的 ASIC 設計庫，可進行 0.18um 以上的 ASIC、0.35um 以上的 CMOS、1.2um 以上的 BiCMOS、0.8～1.5um 的 CDMOS 等產(chǎn)品的設計開發(fā)。具備研發(fā)、生產(chǎn)百萬門級實用化 ASIC 能力。
航天 772 所
由于保密原因，沒能收集到更多資料。但是可以明確的一點是，現(xiàn)在中國航天航空級 FPGA 芯片供貨大戶之一就是 772 所。772 所從 2002 年開始從事高可靠的 FPGA 設計、封裝、測試及可靠性評估工作，目前已形成一直專業(yè)從事高可靠應用的 FPGA 研制團隊，在高可靠和高等級 FPGA 和 PROM 設計、封裝、測試及應用等方面形成自主核心技術及系列產(chǎn)品，實現(xiàn)了中國自己的“航天百變芯”。
高云半導體
廣東高云半導體科技股份有限公司于 2014 年 1 月在創(chuàng)立。公司以國產(chǎn) FPGA 研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化為核心，旨在推出具有核心自主知識產(chǎn)權的民族品牌 FPGA 芯片，提供集設計軟件、IP 核、參照設計、開發(fā)板、定制服務等一體化完整解決方案的民營高科技公司。2016 年已完成中低密度的產(chǎn)品布局。目前高云半導體產(chǎn)品有 2 個家族、4 個系列、 11 個型號、50+種封裝的芯片，EDA 開發(fā)軟件持續(xù)改進已更新至 1.7.9 版本。
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高云 FPGA 產(chǎn)品分“小蜜蜂家族”和“晨熙家族”，以 55nm 級別以上的 FPGA 芯片為主導產(chǎn)品，定位中高端和中等規(guī)模的 FPGA 芯片。其中晨熙家族產(chǎn)品屬于中密度 FPGA 代表，采用 55nm SRAM 制造工藝，包括 GW2A-55、GW2A-18、GW2AR-18 三個型號，產(chǎn)品廣泛應用于通信網(wǎng)絡、工業(yè)控制、工業(yè)視頻、服務器、消費電子等領域。另一個小蜜蜂家族產(chǎn)品主要面向低密度 FPGA 市場，采用 55nm 嵌入式 Flash+SRAM 制造工藝，該家族包含 GW1N、GW1NR 兩個系列，除了可滿足傳統(tǒng)通信、工業(yè)控制、視頻監(jiān)控等領域的應用需求外，還為消費類行業(yè)客戶提供了更多的選擇。
安路科技
上海安路信息科技有限公司成立于 2011 年，專注于為客戶提供高性價比的可編程邏輯器件（FPGA）、可編程系統(tǒng)級芯片（SOC）、定制化可編程芯片、及相關軟件設計工具和創(chuàng)新系統(tǒng)解決方案。公司的創(chuàng)始人及核心運營團隊由來自世界著名的 FPGA 公司和 EDA 公司的海內(nèi)外高級技術、運營管理人才，以及學術界資深 FPGA 專家組成，從業(yè)經(jīng)驗均超過 10 年。
安路科技于 2015 年推出其第一代 FPGA AL3-10，目前已形成“Elf（精靈）系列 CPLD、Eagle（獵鷹）系列低成本 FPGA、Phoenix （鳳凰）系列高性能 FPGA、集成處理器 SOC FPGA、千萬門級 FPGA IP”等三個系列二十余款芯片產(chǎn)品，成功量產(chǎn)，并進入了視頻顯示、通信接入、工業(yè)控制、金融機具等多個行業(yè)。
2017 年 5 月，安路科技獲華大半導體投資，為其向更復雜技術、更先進工藝制程發(fā)展提供資金和平臺支撐。
2017 年 10 月，安路科技針對工業(yè)控制、視頻橋接、接口擴展、IOT 應用和通信等市場，推出了第二代“小精靈”ELF2 系列高性能、微安級低功耗 FPGA，以及相應的配套開發(fā)軟件。ELF2 系列芯片可廣泛應用于伺服驅動、工業(yè)控制、國防軍工、物聯(lián)網(wǎng)、通信接入等多個領域。作為擁有軟、硬件完全知識產(chǎn)權的國產(chǎn)可編程邏輯器件， ELF2 的量產(chǎn)將進一步推動國產(chǎn) FPGA 市場成長，打破國外長期壟斷的局面。
西安智多晶
西安智多晶微電子有限公司成立于 2012 年 11 月，是由海外留學生歸國創(chuàng)設的高科技企業(yè)。智多晶微電子專心致力于成為中國第一大可編程邏輯電路（FPGA 與 CPLD）集成電路制造和應用供應商。
智多晶緊緊抓住可編程邏輯電路器件研發(fā)的技術核心，在 LED 驅動、高端醫(yī)療、智能儀表、工業(yè)控制等四大應用領域研發(fā)創(chuàng)新并推出相關產(chǎn)品，提供高質量，低功耗，低成本，馬上可投入量產(chǎn)的系統(tǒng)集成解決方案?，F(xiàn)有產(chǎn)品 Seagull 1000 系列、sealion2000 系列及在研 seal 5000 系列，并于 2017 年 11 月公布了其自主研發(fā)的 HqFpgaTM RTL-to-FPGA 全流程 FPGA 實現(xiàn)平臺。
上海遨格芯
上海遨格芯微電子有限公司(AGM)成立于 2012 年，是國內(nèi)領先的以可編程邏輯技術為基礎, 提供應用市場 SoC 芯片的半導體集成電路無生產(chǎn)線設計公司。由來自美國硅谷知名可編程邏輯 SoC 企業(yè)的團隊和國內(nèi)資深工程團隊創(chuàng)辦。
遨格芯是以開發(fā)自主產(chǎn)權的編譯軟件開始，兼容切入現(xiàn)有 FPGA 軟件的生態(tài)鏈?？吹?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%99%BA%E8%83%BD%E6%89%8B%E6%9C%BA/">智能手機風口的 AGM 也不失時機出了一款用于智能手機和 loT 的 FPGA 芯片，在助力客戶逐漸退出低端市場之時，把握住機會，通過價格優(yōu)勢搶奪低端市場。通過最近幾年的不斷地產(chǎn)品迭代和市場擴展，AGM 悄悄地積累了比較穩(wěn)定的客戶，產(chǎn)品線也開始豐富起來，成為了國內(nèi) FPGA 的一批發(fā)展迅猛的黑馬。目前，遨格芯提供了國產(chǎn)銷量領先并最齊全的中低端 FPGA 產(chǎn)品線和高性能應用 SoC 產(chǎn)品。
以上這些廠商，在絕對壟斷下，靠自主研發(fā)與技術積累，突破了重重專利壁壘，從而解決了國內(nèi)自主 FPGA 從無到有的問題。然而，無法忽視一點是，國產(chǎn) FPGA 基本分布在中低端市場，大多是一些 1000 萬門級左右的 FPGA，少數(shù)達到 2000 萬門級的 FPGA 雖然也有自主研發(fā)的，但大多是逆向工程的產(chǎn)物，或商業(yè)收購的結果，比如京微雅閣就依靠美國 CSwitch 公司開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權的 Tile 架構。在對性能要求更高的應用場合，自主 FPGA 依然很難替代 XILINX 和 Intel（Altera）的產(chǎn)品。
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AD/DA：被跨國公司壟斷
目前，全球 ADC、DAC 市場主要被幾家跨國大企業(yè)所壟斷，如 ADI、TI、MAXIM、MICROCHIP 等，其中，ADI 市占率最高，約為 58%，TI 占比約為 25%，MAXIM 占 7%，MICROCHIP 占 3%。
在 ADC 方面，國際上，日本富士通公司于 2011 年研制出了 64Gsps、8bit 的產(chǎn)品，IBM 于 2014 年采用 32nm 的 SOICMOS 工藝，研制了 90Gsps、8bit 的產(chǎn)品，而作為該領域的霸主級企業(yè)，ADI 公司于 2017 年開發(fā)出了 28nm 的 10Gsps、12bit 產(chǎn)品，這里，在保持較高采樣率的情況下，精度提升到了 12bit，在業(yè)內(nèi)處于領先地位。
由于 ADC 是測試測量儀器的核心器件，所以多數(shù)儀器廠商都采取自行研發(fā) ADC 的方式，以滿足測試測量儀器的特殊需求，2017 年，是德科技（Keysight）研制出了采用 28nm 工藝的 8Gsps、10bit 產(chǎn)品。
在示波器中，精度和速度永遠是矛盾的，總是相互制約，即 ADC 的位數(shù)和儀器的帶寬之間，總是需要權衡，是此消彼長的關系。在這方面，LeCroy 區(qū)域銷售經(jīng)理 Scott Zhang 表示，他們正在從 8bit 進階到 12bit，為此，該公司在研發(fā)相關 ADC 方面投入了很大的財力和人力。因為示波器用的 ADC 與通用 ADC 產(chǎn)品不同，大都是由示波器設備廠商自己研發(fā)，因為普通 ADC 的采樣率很難滿足示波器的需求。
與國際高水平產(chǎn)品相比，我國在 ADC 方面，存在著 2~3 代的差距，還處于追趕階段。目前，國內(nèi)在這方面處于領先地位的企業(yè)和科研院所包括：復旦大學，在 2011 年研發(fā)出了 1Gsps、7bit 的產(chǎn)品；中電集團 24 所于 2011 年研發(fā)了 2Gsps、8bit 的；中科院微電子所則于 2016 年開發(fā)出了 32Gsps、6bit 的；時代民芯（航天 772 所）于 2013 年研制出了 3Gsps、8bit 的，并于 2016 年推出了 1Gsps、12bit 的 ADC；而最新的研究成果是，2018 年，中科院微電子所研制成功了 10Gsps、8bit 的 ADC。
除了以上企事業(yè)單位以外，華為海思也在進行相應的 DAC/ADC 芯片研發(fā)工作，但略顯神秘，曝出的產(chǎn)品和技術信息很有限。
另一家本土企業(yè)在這方面的研發(fā)工作有些爭議，就是蘇州云芯微，該公司的產(chǎn)品精度較高，有 12bit 的、14bit 的，也有 16bit 的，且與市場上被普遍采用的 ADI 公司主流產(chǎn)品的兼容性較好。
在 DAC 方面，國際上的先進企業(yè)主要包括：EUVIS，其在 2010 年研發(fā)出了 8Gsps、12bit 的產(chǎn)品；NTT 公司則于 2011 年推出了 60Gsps、6bit 的；Ciena 公司在 2011 年研制出了 56Gsps、6bit 的；日本富士通公司也在 2011 年推出了 65Gsps、8bit 的產(chǎn)品；而行業(yè)老大 ADI 公司，在 2017 年開發(fā)出了一款 AD9172，采用 28nm 制程工藝，精度很高，達到 12Gsps、16bit.
國內(nèi)整體水平與國際先進企業(yè)也有著 2~3 代的差距，走在前沿的企事業(yè)單位主要包括：中科院半導體所、昆騰微電子、中科院微電子所，以及復旦大學等。
目前國內(nèi)測試測量市場發(fā)展形式并不明朗，高端器材被國外公司壟斷，想要進一步發(fā)展還需做出不小的努力。
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國產(chǎn)示波器廠商
普源精電
RIGOL 是業(yè)界領先從事測量儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術企業(yè)；是中國電子儀器行業(yè)協(xié)會、中國儀器儀表協(xié)會會員。公司擁有國際水準的技術，擁有數(shù)量眾多的專利和計算機操作系統(tǒng)軟件著作權，自主知識產(chǎn)權填補了國家空白。
廣州致遠
廣州致遠電子有限公司成立于 2001 年 ，總部位于廣州，是一家從數(shù)據(jù)采集、通訊網(wǎng)絡、控制實現(xiàn)到云計算提供有競爭力的專業(yè)解決方案，為用戶創(chuàng)造價值的公司，主要提供工業(yè)板卡、信號隔離與傳輸調(diào)理模塊、高端測量與分析儀器、ZWS IoT 云平臺等產(chǎn)品。
41 所（思儀科技）
我國國防科技工業(yè)系統(tǒng)唯一的專業(yè)電子測量儀器研究所，主要從事微波、毫米波、光電、通信、通用 / 基礎等門類電子測量儀器和自動測試系統(tǒng)的研制、開發(fā)及生產(chǎn)，并為軍用、民用電子元器件、整機和系統(tǒng)的研制、生產(chǎn)提供檢測手段。
大華電子
北京大華無線電儀器廠（國營七六八廠）于 1958 年建廠，是我國最早建成的微波測量儀器專業(yè)大型軍工骨干企業(yè)，掌控上億資產(chǎn)，現(xiàn)隸屬于北京電子控股有限責任公司。
與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，未經(jīng)許可不得轉載！
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