2024年全球及中国电子测试测量仪器行业发展趋势和现状研究
2024年全球及中国电子测试测量仪器行业发展趋势和现状研究陈昕(广州思林杰科技股份有限公司 市场总监)前言：电子测试测量仪器是利用电子技术来进行测量的装置，是电子制造、电子设计、电子应用等领域不可或缺的工具。随着电子技术的不断发展，电子测试测量仪器的技术水平也不断提高，应用范围也不断扩大。电子测试测量仪器的广泛应用涉及通信、半导体、医疗、能源等多个领域，其性能和技术水平直接关系到各行业的科研、生产和服务水平。在全球范围内，这一领域正经历着巨大的变革，从而催生出新的机遇和挑战。近年来，全球及中国电子测试测量仪器行业保持稳步增长态势。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下，全球电子测试测量仪器市场规模持续增长，预计到2025年，全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势，2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币，预计2023年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下，智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展，电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。未来，全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势：智能化：电子测试测量仪器将向智能化方向发展，以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能，能够实现更高效、更精准的测试。集成化：电子测试测量仪器将向集成化方向发展，以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将多种功能集成到一个平台上，能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化：电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展，以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试，能够实现更安全、更高效的测试。本文章将对全球及中国电子测试测量仪器行业的发展现状、发展趋势及竞争格局进行深入分析，并对行业发展趋势进行展望。1. 电子测试测量技术/仪器的发展历史电子测试测量技术和仪器的发展历史可以追溯到电子产业的早期阶段，随着电子技术的不断进步和应用领域的拓展，测试测量仪器在推动科技进步和确保电子设备性能的过程中发挥了关键作用。电子测试测量技术/仪器的发展历史可以追溯到19世纪初，以下是电子测试测量技术和仪器的发展历史中一些关键阶段：1820年，德国物理学家Johann Schweigger发明了检流计，这是世界上第一台电子测试仪器。检流计可以用来测量电流强度。1887年，爱迪生发明了真空管，这是电子测试测量技术发展的一个重要里程碑。真空管可以用来放大电信号，这使得电子测试仪器的测量精度和灵敏度得到了大幅提高。20世纪初，电子测试仪器的发展进入了快速发展阶段。1920年，美国的贝尔实验室发明了示波器，这是世界上第一台能够显示电信号波形的仪器。示波器的出现，极大地提高了电子测试技术的水平。20世纪中叶，电子技术的快速发展，推动了电子测试测量仪器的进一步发展。1956年，美国的Tektronix公司发明了数字示波器，这是世界上第一台能够显示数字电信号的仪器。数字示波器的出现，使得电子测试技术更加精准和灵活。20世纪70年代，集成电路技术的出现，使得电子测试测量仪器更加小型化和低成本。1976年，美国的Agilent公司推出了世界上第一台数字存储示波器，这是世界上第一台能够存储电信号波形的仪器。数字存储示波器的出现，使得电子测试技术更加便捷和高效。Tektronix 547型示波器 （图片来源 Lazy Electrons，产品来源Tektronix）随着技术应用发展，电子测试测量技术/仪器广泛应用于电子制造、电子设计、电子应用等领域。电子测试测量技术/仪器的发展，为电子技术的进步和应用提供了重要支撑，如：1. 半导体技术的崛起（1950年代 - 1960年代）：o 集成电路（IC）的出现推动了测试测量技术的发展，测试复杂度大大提高。o 数字化测试技术开始兴起，数字化示波器、逻辑分析仪等成为主流。2. 微处理器和计算机时代（1970年代 - 1980年代）：o 随着微处理器的普及，测试测量设备越来越依赖于计算机控制和数据处理。o 自动测试设备（ATE）开始流行，提高了测试效率和精度。3. 高性能和高频率测试（1990年代至今）：o 通信技术的迅猛发展推动了对高频、高速数字信号的测试需求，射频测试、高速数字通信测试等成为焦点。o 高性能、高灵敏度、高精度的仪器不断涌现，以满足现代电子设备复杂性的测试需求。4. 物联网和5G时代（21世纪）：o 物联网和5G技术的崛起带动了对更高频率、更大带宽的测试需求，尤其是在通信和无线领域。o 智能化、云端化等技术的融入使得测试数据的处理和分析更为高效。芯片测试系统 (图片来源：Teradyne，产品来源：Teradyne、Litepoint)未来，电子测试测量技术/仪器的发展将继续保持快速增长态势。随着智能制造、5G通信、人工智能、量子计算、新型材料等技术的进步，电子测试测量技术/仪器将向智能化、集成化、虚拟化等方向发展。2. 以思林杰的发展历程看行业的时代变迁广州思林杰科技股份有限公司（后简称“思林杰科技”）成立于2005年，是一家领先的测试测量技术与方案提供商。思林杰科技从2010年开始进入自动化测试行业；2013年推出第一代基于ARM+DSP的仪器模块应用于消费类电子产品生产测试场景；2014年推出第二代 ARM+FPGA 仪器模块平台并推向市场；2019年发布第三代嵌入式仪器平台并投入市场，得到国内外多个知名厂商的批量使用并获得好评；2021推出 Nysa 模块化仪器平台与Archon SDK平台；2022年完成IPO登陆上交所科创板；2023年聚焦在高精密、高速及射频测试测量方向发力，实现更高端测量仪器的样机研发。思林杰科技近年来获得国家第四批专精特新“小巨人”企业，广东省高新技术企业，成立院士专家工作站，并与多所高校建立联合实验室。思林杰科技发展历程思林杰科技进入测试测量领域，顺应了行业发展和时代变迁。可穿戴消费类电子产品设备结构非常精密，测试测量的需求规格高，并需要多台仪器设备的组合才能完成各种信号的采集和激励，譬如传感器端的高灵敏度微弱信号，高速的数字信号，射频频段的信号录播与回放，电源的电压电流数据采集分析等。最开始，客户在研发阶段用了多台传统仪器进行测试系统搭建进行原型机验证与测试，NPI 转产时，客户寻求更高效的测试解决方案，我们和客户一起深入讨论需求和应用场景，自研了基于 FPGA 控制器架构，在自研总线上搭载了多种类型的仪器模块，FPGA控制器与仪器模块间通过底层自研总线互联，采集与激励的信号处理通过 FPGA 数字逻辑进行并行处理与算法加速。得益于选择了异构处理的 FPGA 架构，内部集成了ARM处理器，测试用例的调度、测试结果的判定都在同一颗 FPGA 芯片内完成，测试效率得到了很大的提升，同时在体积、成本上也满足了客户转产的需求。经过多个迭代，思林杰科技发布了Nysa模块化仪器平台：有基于嵌入式架构的板卡形态，体积紧凑易于集成到设备里；有基于插卡式架构的仪器形态，多类型仪器可简单插拔配置相应固件就可完成测试系统的搭建，适用于研发和NPI的原型机验证测试阶段；同时思林杰科技有强大的按需定制能力，可以为客户定制各类综合测试仪和解决方案。思林杰 Nysa 模块化仪器与 Archon 测试系统管理软件随着客户对测试测量需求的不断提升，思林杰科技继续完善Nysa仪器模块库，推出了面向高精密测量、高速数字信号测试测量与射频信号测试与处理的解决方案。测试测量解决方案覆盖从验证-试产-量产完整产品周期，与国际领先客户进行深度合作和获得高度认可，其解决方案广泛用于各消费类电子产品原型机测试、NPI、产线测试。近年来，思林杰基于FPGA搭配各类型AD/DA和传感器解决方案开始进入工业、生物医疗、芯片产业等应用场景，有的作为客户产品各阶段的测试测量解决方案，有的甚至作为关键零部件集成到客户产品内部，加深了与客户的紧密合作，对行业发展和对测量需求的提升都有了更深刻的理解。思林杰科技拥有超过200人的专业研发团队，自身具有制造与装配生产线，可保证质量与及时交付，并已通过IS09001,14001和27001等认证，运作成熟规范。3. 全球及中国电子测试测量仪器市场规模及现状全球电子测试测量仪器市场规模近年来保持稳步增长态势，2022年全球电子测试测量仪器行业市场规模扩大至146.10亿美元。在全球经济发展、工业技术水平提升背景下，全球电子测试测量仪器市场规模持续增长，预计到2025年，全球电子测试测量仪器行业市场规模将增长至172.72亿美元。数据来源：FROST&SULLIVAN从区域发展情况来看，欧美等发达国家和地区的电子测试测量仪器行业起步早，上下游产业链基础较好，市场规模较大，市场需求以产品升级换代为主，市场将保持中高速增长 而以中国和印度为代表的亚太地区，处于产业转型升级及新兴市场快速发展阶段，对电子测试仪器的需求潜力大，市场规模将以较高的增速增长。中国电子测试测量仪器市场规模中国电子测试测量仪器行业市场规模近年来也保持快速增长态势，2022年中国电子测试测量仪器行业市场规模为381.6亿元人民币，预计2025年将逐步扩大至410.4亿元人民币。在我国利好政策驱动下，智能制造、5G通信、汽车电子等下游产业快速发展，电子测试测量仪器行业也实现了快速增长。数据来源：FROST&SULLIVAN市场规模增长驱动力全球及中国电子测试测量仪器市场规模的增长主要由以下因素驱动：电子技术的不断发展，推动了电子产品的快速迭代，对电子测试测量仪器的需求不断增加。智能制造、5G通信、人工智能等新兴技术的快速发展，对电子测试测量仪器提出了更高的要求。政府政策的支持，鼓励企业进行技术创新和产业升级，推动了电子测试测量仪器行业的发展。市场竞争格局全球电子测试测量仪器行业市场格局相对集中，CR5约为45%。其中是德科技、罗德与施瓦茨、泰克、美国国家仪器等海外厂商占据市场主导地位。我国电子测试测量仪器行业起步相对较晚，在技术上与国外优势企业仍有一定的差距。近年来，我国电子测试测量仪器行业发展迅速，涌现出一批具有竞争力的企业。行业发展趋势未来，全球及中国电子测试测量仪器行业将呈现以下发展趋势：智能化：电子测试测量仪器将向智能化方向发展，以满足工业制造智能化、自动化的需求。智能化电子测试测量仪器将具有更强的自动化、网络化、可视化等功能，能够实现更高效、更精准的测试。集成化：电子测试测量仪器将向集成化方向发展，以满足工业制造小型化、轻量化的需求。集成化电子测试测量仪器将将多种功能集成到一个平台上，能够实现更便捷、更灵活的测试。虚拟化：电子测试测量仪器将向虚拟化方向发展，以满足工业制造虚拟化、仿真化的需求。虚拟化电子测试测量仪器将通过计算机模拟实现测试，能够实现更安全、更高效的测试。4. 思林杰主推产品介绍思林杰科技目前产品主要方向：NYSA模块化仪器平台、高精确度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量。NYSA 模块化仪器平台基于 FPGA 控制器， 搭配丰富灵活的仪器模块， 如万用表、示波器、 信号发生器、 数据记录仪、 音频分析仪等，涵盖了高精度信号、 高速与射频信号测试测量与处理， 提供了从验证到试产到量产的全过程测试测量技术与解决方案，同时与国际领先客户达成深度合作并获得高度认可。 其中嵌入式形态结构紧凑， 方便内嵌设备； 插卡式仪器整机不仅可用于原型开发，也可作为多功能仪器使用；独立式仪器小巧紧凑， 可作为单⼀功能的仪器使用； 综测仪提供了多功能完整产线测试整机形态，方便部署于产线测试。思林杰 NYSA 嵌入式模块化仪器平台Archon 是思林杰科技自主研发的测试系统管理软件，具备图形化低代码方式开发管理运行测试用例和测试计划的功能，支持实时查看测试数据、自定义数据报表模板和可视化数据分析，并为与其他企业系统的连接提供可扩展的插件。Archon 广泛应用在消费电子、军工和芯片测试领域， 降低测试用例开发管理难度，提高生产测试效率。Nysa Toolkit 是 Archon的辅助固件生成工具。其根据不同的项目需求， 可以选择对应的仪器模块并连接到控制模块上，自动生成固件；同时也是 Nysa 系列仪器的管理工具，可以对嵌入式、 插卡式及独立式的 Nysa 仪器集中管理， 可以动态生成仪器的固件，并下载到仪器中。对于不同的仪器模块，显示相应的虚拟仪表界面，方便用户调试。思林杰 Archon 测试系统管理软件近期除了NYSA模块化仪器平台和Archon测试系统管理软件，思林杰科技基于最新的FPGA技术和各类AD/DA解决方案，推出了面向高精度测量、高速信号采集与处理、射频信号测量等解决方案。在高精度测量方面，思林杰科技近期推出了SG2165 SMU和SG2350 LCR。其中，SG2165 精密型源测量单元（SMU）能够实现四象限操作，精确地输出电压或电流以及同时测量电压、电流和电阻等功能。 它集成了六位半数字万用表 (DMM) 、五位半精密电压源、电流源、电⼦负载和脉冲发生器的功能，具有功能丰富，体积小巧紧凑，标准测试接口等特点，非常适合集成到测试治具中。 SG2165 源测量单元平台主要用于半导体、传感器、模组等 IVR 测试测量。 其为产线测试量身定制，为产线自动化 ICT 及 FCT 提供高效、高性价比的测试测量解决方案。思林杰 SG2165 精密型源测量单元（SMU）SG2350 LCR 阻抗测试平台是⼀款精密型 LCR 表，其基本测量精度可达 0.1%，且支持多种测试激励模式，拥有 20 Hz 至 2 MHz 连续可调的宽范围测试频率，和 0 至 2 Vrms 或者 0 至20 mArms 连续可调的测试电平，并且具备可调最大 2 V 的直流偏置功能；使用该平台可测试多种阻抗参数，测量精准的同时，可实现最快 5 ms 的测量速度，其紧凑、模块化的设计为产线元器件，材料，半导体，MEMS 等阻抗参数测试测量提供了高性价比的选择。思林杰 SG2350 LCR 阻抗测试平台在高速信号采集与处理方面，思林杰发布了一系列的DAQ数据采集方案与产品和高速总线分析解决方案。DAQ 数据采集其核心架构由模拟前端 （AFE）、模数转换器 （ADC）、现场可编程门阵列 (FPGA) 及触发(Trigger) 组成。 通过 AFE 对模拟信号进⾏信号调理后经过核心组件 ADC 实现对模拟信号的数字量化编码，最终通过 FPGA SoC 进行数字信号的采集、处理、分析和存储转发，并可支持内部及外部触发采样模式。其中，FPGA基于Xilinx Zynq 7000系列和UltraScale+系列，采集速率涵盖250KSPS/24bits到5GSPS/8bits等各速率和分辨率解决方案。DAQ数据采集产品有三种产品形态，如数据采集模块、数据采集卡及数据采集盒子三种数据采集系统，方便根据客户需求选择合适的产品形态和提供丰富的解决方案。DAQ 产品主要用于电气、物理、机械、声学和信号路由等应用，可以表征产品、监控过程或产品、以及控制测试过程，在科学研究、工业自动化和测试测量领域起着关键的作用。思林杰 SG1227 PCIe 高速采集卡 思林杰 SG2168 高速采集盒在高速总线分析方面，思林杰科技推出了MIPI D-PHY、C-PHY、RFFE、SPMI、I3C、USB-C、Displayport等高速信号采集、发生与处理解决方案，并可基于FPGA SerDes进行PRBS误码率测试，基于BERT进行高速眼图重构，为高速数据线缆测试、高速连接器测试、高速信号链路测试提供了高效高性价比的信号质量评估测试方案。思林杰 SG2153 MIPI Tester PRBS 眼图、误码率&抖动容限分析在射频信号测量方面，思林杰发布了VNA矢量网络分析仪和SDR软件无线电平台。SG2163 型矢量网络分析仪（ VNA ）是⼀款四端口8.5GHz频段的射频测量仪器，其能够提供射频信号传输特性和反射特性的测量。本产品由主机单元和基于 Windows 系统的控制与显示界面组成，数据传输采用千兆以太网接口。其广泛应用于微波器件，材料科学，电子通信等基础行业和领域的射频研发测试与生产制造。思林杰 SG2163 矢量网络分析仪（ VNA ）SG2277 是⼀款基于软件无线电技术的射频测试平台。 该平台集主控处理器、FPGA 和射频前端于⼀体，最多支持 8 个通道的信号生成、8 个通道的信号采样及频谱分析功能。平台有射频直采和上下变频解决方案，覆盖到6.5 GHz频段，该功能使平台在许多场景的应用中更加灵活。思林杰 SG2277 射频测试平台（ SDR ）5. 思林杰产品主要应用场景思林杰科技NYSA模块化仪器最开始应用于消费类电子产品线测试。典型的消费类电子产品FCT测试系统需要若干台传统仪器进行系统搭建，如示波器、信号源、数字万用表、音频分析仪、时序测试仪、程控电源、电子负载、频率计、FW烧写器、数字IO逻辑分析仪、通信接口扩展器、开关与切换等，有的功能由于传统仪器没有现成解决方案或成本高，甚至需要定制化实现。因此，由于消费类电子产品更新速度快、技术应用周期短，基于传统标准仪器的解决方案不能高效满足FCT测试需求，其需要涵盖多类型仪器的测试系统搭建与调试，难度高，周期长，行业内缺乏定制化功能交钥匙解决方案，成本高、体积大、UPH效率低。为了解决消费类电子产品FCT测试这个行业痛点，思林杰科技推出了NYSA模块化仪器的FCT解决方案。其解决方案基于FPGA SOC（ARM+FPGA）控制器，通过底层自定义总线与模块化仪器并行互联。其中FPGA的数字逻辑层，可进行采集和激励信号的处理和算法加速，数字信号的测试测量和一些解决方案的逻辑层面定制，如频率计、FW烧写器、通信接口扩展、数字IO逻辑和总线分析；FPGA的ARM处理器可运行RTOS或Linux，运行Archon测试系统对仪器模块和信号的管理、进行测试序列的执行和测试结果处理和上传。同时，思林杰科技积累了丰富的仪器模块库，如示波器系列、信号源系列、数字万用表系列、音频分析仪系列和相应的IP库，可通过对现有仪器模块选择进行FCT测试系统的搭建。在同等机柜体积下，嵌入式模块化仪器相对于传统标准仪器可以实现总效率、并行通道数、读取、切换、上传效率、测试速率的提高，测试系统体积的大幅减小，总成本的大幅降低。基于标准仪器的传统 FCT 产线测试方案 思林杰NYSA嵌入式仪器模块FCT产线测试方案近年来，NYSA模块化仪器除了在消费类电子产品测试FCT站点大规模部署和应用外，在ICT、模组测试甚至芯片测试阶段也开始用NYSA模块化仪器解决方案进行测试系统的搭建，此外也有越来越多的客户在研发阶段的原型机测试、NPI小批量转产验证测试使用此解决方案。在其他行业，如生物医疗、新能源等领域，思林杰科技也基于FPGA和最新的AD/DA解决方案，提供核心模块的研发、验证、批量生产服务，譬如基于FPGA的卷积、反卷积、积分等算法处理与加速，生物医疗传感器微弱信号的共模噪声抑制和降噪处理，高压信号与激光信号的激励与处理，AI视觉检测与成像处理系统等。这些方案与模块除了应用于产品测试领域，更广泛的应用于客户产品核心模块的测量领域，思林杰科技提供了全过程产品研发、验证、批量生产测试交付服务。生物医疗应用：微生物质谱检测系统应用 新能源应用：激光测风雷达6. 未来电子测试测量技术/仪器发展趋势智慧工厂未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势涉及多个方面，其中包括：高集成度和多功能性： 未来的测试测量仪器很可能会越来越集成多种功能，以适应复杂系统和设备的测试需求。高度集成甚至多学科融合的仪器可以提高测试效率和减少测试成本。宽频带和高速度： 随着通信和数据传输速度的不断提高，测试仪器需要具备更高的频带和速度来适应新兴技术和标准，如5G通信、物联网和高速数字总线。自动化和智能化： 自动化在测试领域一直是一个重要的趋势。未来的仪器很可能会更加智能，具备自动识别、配置和执行测试任务的能力。机器学习和人工智能技术可能会应用于测试数据分析和故障诊断。量子技术的应用： 随着量子技术的发展，未来的测试测量仪器可能会受益于量子传感器和量子计算的应用。这可能导致更高的精度和灵敏度。更小型化和便携性： 随着设备越来越小型化，测试仪器也需要变得更小巧轻便，以适应便携性需求。这对于现场测试和移动设备的测试非常重要。绿色技术： 环保和能源效率是未来技术发展的关键方向之一。测试仪器可能会采用更为节能和环保的设计，以减少对环境的影响。云服务和远程访问： 云服务和远程访问技术的发展使得测试数据的存储、管理和分析更加便捷。未来的测试仪器可能会更加集成云服务，实现远程访问和协作。AI 人工智能总体而言，未来电子测试测量技术和仪器的发展趋势将在高度集成、自动化、智能化、便携性和环保方面取得进展，以适应不断变化的技术和市场需求。随着人们对生活品质需求的提升、新技术应用的产品导入，测试测量市场将保持高速发展趋势，测试测量市场规模将越来越大，各芯片厂商、仪器仪表厂家、测试测量方案集成商将在此市场拥有很好的发展空间，结合市场需求和自身产品、解决方案优势持续迭代，获得长远发展。作者简介陈昕(1982)，男，2006英国约克大学获得通信工程硕士学位，毕业后分别从事基于FPGA的通信系统设计与研发、FPGA芯片系统应用、电子测试测量系统与应用设计与市场发展主管，现任思林杰科技市场总监、北美与线上营销总监。
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