电子仪器市场分析及其发展现状

龚人庆

梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司

电子仪器市场分析及其发展现状

龚人庆

梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司

自从我国经济步入正轨，我国电子仪器行业也同样在飞速发展。在2005年至2012年期间，我国电子测量仪器市场除在 2009年受全球经济形势的影响有所下降外，其他年份都持续增长，市场规模由 2005 年的 154.89 亿元增长到 2012 年的 484.19 亿元，年均复合增长率达 17.68%。这足以看出我国电子仪器行业正处于迅速上升阶段。再看电子仪器的发展前景，现如今电子设备越来越普遍，市场上的电子产品样式多样，国民拥有电子仪器的比例也同样以惊人速度攀爬。本文将介绍各种电子测量仪器，以此为代表，进行深入探讨分析。

电子仪器；市场分析；发展前景

1.市场分析

香港一直作为老牌对外贸易的城市，其对贸易的统计资料具有更高的权威性，在此我们就以香港贸易发展局2008年10月统计得来的统计资料进行分析。从统计资料中可以分析得出，中国对仪器仪表的需求始终处于一个上升趋势之中，保持3%到5%的年增长率。在2008年，仪器仪表的产量就超过8千万台，有很大部分都是信号分析仪器，数量高达6千万台，还有1500万台的固定和便携仪器，500万台是其他产品。虽然产品产量十分巨大，但是就档次来说，大部分还是中低档的产品；这也导致了中低档的产品遭到了供过于求的尴尬，而高档的产品，比如说高精度数字仪器、数字测量设备和自动测试系统，基本依靠从国外引进——这也就说明了当时我国电子仪器产品生产量虽然惊人，但是却难以登上国际电子仪器竞争的舞台。之后，在2009年，仪器仪表削减产量，年产量下降到6千万台，其中2800万台是电子仪器，700万台是固定仪器，250万台便携仪器，150万台是数字仪器和100万台的其它产品；明显可以看出，产品的生产层次有了很大的变化，更加清晰更具有针对性。并且固定仪器和便携仪器以及数字仪器都采用了新器件和新技术，在整体性能方面有了更大的提高。因为在性能方面有了提升，产品本身价值得到提升，所以虽然总的年产量下降了，但是销售额的年增长率却增加到8%，年销售额从2005年的35亿元人民币提高到2010年的51亿元人民币。这也说明在如今时代，科技能力是当今竞争的核心竞争力，谁掌握了核心科技，谁就能够在国际这个大舞台久战不败。

在中国，仪器仪表最大的买主就是通信部门，销售的产品包括网络分析仪、信令分析仪、数字示波器等高档电子测量器，这些产品占据销售额的最大部分，而其它产品例如电工仪表，则是数量最多，并且也正从感应式向电子式过度；虽然数量多，但是只占销售额的小部分。在中国内地，仪器仪表公司占有市场的90%份额，在大陆设厂的外资电子仪器公司目前并不多，找有不到市场占有比的10%份额。因此，中国电子仪器市场和全国经济前景一样，将会变得越来越好。

2.10GHz级数字示波器的模数转换器

安捷伦公司在去年推出了Infiniium80000系列数字示波器，这款数字示波器最高宽带突破了10GHz的GHz壁垒，大有重新振作的气势，让示波器行业明白安捷伦公司将在不久的将来重新获得示波器行业的统治地位。当然除了示波器行业地位之外，更有深一层的意义，那就是数字示波器再扩展到20GHz已经为期不远，这对于电子测量绝对是里程碑式的重大贡献。

迄今为止，还没有任何一种集成电路工艺可以直接制成时钟频率是20GHz的8位分辨率的A/D转换器。在2002年，安捷伦公司的实验部门制成80个取样率250MS/s的8位单芯片A/D转换器，并且采用多路相移250MHz时钟作为取样脉冲，加上CMOS工艺制成，集成电路的复杂程度可见一斑，可以说没有一支优秀的电路设计和制成团队，想要实现如此复杂的电路设计简直就是痴心妄想。之后，安捷伦公司又花了接近两年的时间，终于将两片取样率20GC/s的CMOS芯片合并成了多芯片模块，成功将取样率提高到了40GS/s,合并过程中，有许多问题，比如说相位同步、相位抖动、量化误差、噪声干扰，这些在两位GHz频率的情况下都是不容易克服的难点。

直到2002年，泰克、力科和安捷伦通通先后研发出了取样率为20GS/s和8为分辨率的A/D转换器，所以在同一年内，三家公司都推出了实时宽带6GHz的数字示波器；在2004年，安捷伦公司终于抢先一步，先行解决了取样率40GS/s的A/D转换器，冲破了两位GHz宽带的壁垒，在行业内推出了最高宽带12GHz的数字示波器，并且，在软件条件下，宽带可以达到13GHz。

3.前面板控制还是虚拟面板控制

台面仪器采用的是实物的前面板控制，插卡和模板仪器则采用了虚拟面板控制。人机工程学注重手眼并用的旋钮和按键控制，这比较适应人的模拟思维方式，所以采用了前面板控制；而虚拟面板通过鼠标简介调节虚拟的旋钮和按键，以适应计算机的数字处理方式，各有各的特点，采用那种方式控制都是为了适合。

实物前面板控制可以直观地看到测试条件的变化，人机接触，从最短的途径在最短时间内完成测试。再说虚拟面板，虚拟面板通过鼠标或者键盘来设置参数，执行者是由测试系统控制的计算机，但是用户一般会对驱动软件和通信链路的质量产生担心，甚至怀疑收集数据的可靠性。还有一点要提的就是，前面板和虚拟面板的另一种方式是声控，但是目前声控还只能够执行简单的命令，复杂的指令还是需要亲自动手操作，但是就算如此，已然可以解放双手，让人更加轻松自由，可是很遗憾的是前面板和虚拟面板控制目前使用并不普遍。

在仪器远控的情况之下，用户若是想要对仪器进行控制和收集数据，就必须通过计算机或者是无线网络，网络和接口相比于实物面板或者虚拟面板有更加重要的作用。根据调查，工程师普遍对以太网和USB接口更加感兴趣，都表示希望仪器安装以太网，借此使得多种仪器快速通过计算机进行连接。但是，工程师要求仪器系统自行组网，建立直接的计算机，也就是仪器链路，而不是进入企业网或者广域网，这样做就可以有效避免测试仪器受到其它设备的干扰。另一种情况是联网的时候，工程师习惯从仪器前面板实施参数设置和观察测量结果，之后通过以太网传输数据到网络计算机。由此可见，部分工程师对前面板控制仍然情有独钟。

4.新一代的MEMS晶圆测试系统

MEMS也就是微机电系统，是以集成电路工艺为基础，结合微机械工艺发展而成的新型器件，MEMS的传感器、应变器、微流体、陀螺、为继电器、微型开关等等产品都大量进入了各种电子产品之中。MEMS市场经过几年时间的发展，已经逐渐成熟，自2008年开始，正是步入平稳增长阶段，应用面继续扩大，预计在未来五年里，年复合增长率可以达到13.1%，年销售额可以从2008年的10亿美元增加到2008年的14亿美元。并且，MEMS在市场占有很大份额，二百多家供应商的前20名就占有86%的市场份额，200家小型供应商却仅仅占有14%的市场份额，竞争不可以说不激烈。

要想让MEMS在市场的竞争力更强，就要提高MEMS器件的成品率和降低成本，尽量做到可以在晶圆测量MEMS芯片的机电特性，这点对于供应商来说非常重要。假若只是借助集成电路晶圆的自动测试设备，就仅仅能够解决MEMS器件的静态参数，在压力、运动、流体、声音、温度和光照等作用下，就很难实现MEMS的器件的动态特性。然而，SUSS微技术公司在晶圆测试台配置各种MEMS测试所需环境条件上开发成功，也就是说原位测试MEMS芯片的光、机、电等特性，以此来代替原来探针台只能够测试电学特性。

上面所提到的新型MEMS芯片测试台已经在汽车轮胎压力测试、惯性传感器和微辐射热计等MEMS期间要求的仿真条件之下，运行良好，这也就是说MEMS系统的产品可以提早进入市场，并且可以节省生产费用。

5.分立元器件持续增长，参数测量仪器需要不减

虽然集成电路每块芯片都能够集成几千万个晶体管，但是集成无源器件却只能容纳几十个分立元件，其中原因就在于这两种器件的工艺不相同。虽然说硅集成电路在集成无源器件的多层结构之中增加绝缘层，这样的做法可以实现有源和无源元器件的集成。但是很遗憾的是，仍然难以满足大量分立元器件的要求。很早之前，在1996年，NEMI就曾经预言过，到2003年大约会有80%无源分立元体将会被有源集成电路器件代替，到2004年70%的手持电子设备的R、C、L元件将会被其他方式实现从而取代。但是，实际情况是，目前为止，无源分立元件仍然在市场上兴盛。在1996年到2003年之间，R、C、L等分立元件的增长率高达13.5%，被集成工艺取而代之的只有可怜的不到2%；这和无源分立元件自身一直在进步脱不开关系，无源分立元件降低自身成本，在市场上拥有得天独厚的价格优势，竞争力是集成工艺无法媲美的。

在无源分立元件销售持续稳定增长的大背景之下，2008年，有源分立器件的功率器件销售额恢复到了2004年100亿美元的水平，销售额的削减意味着有源分立器件目前在市场上的竞争力仍然缺乏，集成器件工艺的突破成了有源分立器件销售额大幅缩水的救命稻草。有很多半导体器件因为功率比较大或者是工艺不一样，只能够采用分立封装。其中家用电器、音响设备、汽车电子、交直流变换都对有源器件的销售有所促进，这使得有源器件的销售额每年都有微幅的增长。这至少说明有源器件仍然有一定的市场，并且销售的受众正在慢慢扩大。因为对无源分立元体和有源分立器件的需求不减，这也同样带动了基本电参数测量仪器的兴旺，其中就包括RLC表、数字多用表、电压、电流源、电流表、电桥、功率分析仪、校准仪器、模拟示波器、特性曲线图示仪等仪器，并且还促进了这些仪器在测量方法和整体特性的提高。

结束语

有源分立器件虽然如今在市场的竞争力有限，比起无源分立元体仍然存在许多不足，但是近年来一直都有微量的销售增长，这足以说明有源器件一直在发展。虽说现在市场份额占据不多，但是可喜的是有源器件仍在发展。当然有源器件只是电子仪器的一个代表，这也足以说明，电子仪器在市场所占据的份额将会越来越多，以后将会有越来越多的电子产品投入市场，使用者将会是我们每一个人。电子仪器的拥有广阔的发展前景，未来的时代，必然是一个以电子模拟化操控取代手工控制的时代。

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