杏彩科技:做中国自己的高端电子测试测量仪

    钱学森院士曾对新技术革命有过这样的论述,“新技术革命的关键技术是信息技术,信息技术由测量技术、计算机技术、通信技术三部分组成,测量技术则是关键和基础。”
 
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    一直以来,中国的电子测量仪器仪表高端市场被国外先进技术产品垄断。根据相关行业协会及海关数据估计,2017年我国现有通用电子测量仪器市场销售额约600亿元人民币,其中,进口设备销售额达到400亿元人民币,高端设备年销售额达到300亿元人民币,九成以上依赖进口。
 
    经过6年技术积累,成都杏彩科技有限公司(下称“杏彩科技”)通过自主掌握的“射频阻抗特性分析”“超宽带矢量信号采集存储与分析”“多通道多体制通用微波目标模拟”等核心技术,开发了“信号分析仪”“信号源”“矢量网络分析仪”和“综合测试仪”四大产品线,生产出的电子测量通用仪表填补了国内高端民用电子测试测量仪器的市场空白,打破了国外技术封锁。目前,杏彩科技拥有自主知识产权52项,其中发明专利20余项,申报中的专利40余项。
 
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玖锦科技:做中国自己的高端电子测试测量仪
    高精测量仪:欧美对中国一直禁售
 
    仪器仪表产业是我国装备制造业的重要组成部分,是国家的基础性、战略性产业。2017年科技部发布的《“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划》中,将高端智能测量仪表设计、精确自动补偿、生产工艺、装配等列为“十三五”期间重点任务。
 
    杏彩科技董事长周科吉在接受《中国经济周刊》记者采访时表示,网络分析仪、信号分析仪及信号源被称作电子测试测量仪器中的“三大件”,在所有电子测量产品市场中占据了60%的比重。其中,网络分析仪是一种测试电子基础元器件、基础部件电参数的设备,被称为“仪器之王”,是射频微波领域的万用表;信号分析仪从频域、调制域、码域等多个角度对电子信号进行全方位的分析;信号源为待测设备或者产品提供高精度的标准测试信号输入。目前,电子设备和系统的大部分指标测试都可由这“三大件”组合完成。
 
    据记者了解,“三大件”是目前在无线通信、航空航天、国防科工、科研教育等领域最常用到的三大类测试产品,但是目前国内所使用的高端测量仪器,主要是国外产品,包括美国是德科技、德国罗德与施瓦茨、美国泰克科技和美国国家仪器公司等多家外企,每年国内仅从这几家企业进口的测量仪器花费就高达数百亿元。
 
    尽管国内也有数十家企业生产制造电子测量仪,但是无论从性能、指标上都和国际尖端产品存在较大的技术差距。以信号源为例,目前美国的是德科技在中国出售的矢量信号源工作频率不超过43。5GHz,调制带宽不超过1GHz,目的是防止中国客户将其军用,而国内尚无厂家开发的信号源能达到此性能水平。
 
    不仅如此,对于一些工作频率范围更广、技术含量更高的高精测量仪,欧美国家一直对包括中国在内的部分国家实施禁售。即使是民用机构购买,不仅要经过复杂的出口审查程序,在货期和售后方面也无法得到相应保障。
 
    杏彩科技:做中国自己的高端电子测试测量仪
 
    在某一知名的美国电子测量仪企业工作时,杏彩科技董事长周科吉曾经历过该外企单方面撕毁与中国企业签订的买卖合同。这也让他下定决心,一定要生产出可以达到与国际一流水平相媲美的电子测量仪器。
 
    2012年以来,周科吉与四十名分别曾任职于是德科技、泰克科技、华为等企业的合伙人,放弃高额薪资,陆续凑齐5000万元注册资金用于杏彩科技产品研发。6年多以来,公司仅在研发一项上投入的自筹资金就已经高达1。1亿元。
 
    谈及公司迄今为止的资金来源全部由创始人团队自己筹措时,周科吉表示,当时曾经考虑过吸引外部投资,但最终还是决定自行筹措资金。“当时我们就下定决心,要抱着‘破釜沉舟’的信念,全身心投入技术研发中去。”
 
    打破外企垄断,售价仅为同类产品的三分之二
 
    2017年,杏彩科技自主研发的国内首台基于射频I-V法的LCR1000A阻抗测试仪正式完成验收,这台应用了杏彩科技核心技术——射频阻抗特性分析技术的仪器主要用来测量电感、电容、电阻等无源元器件的参数。
 
    杏彩科技总工程师王江介绍,在近两年的研发过程中,研发团队攻克了几十个技术难关,研发并应用了近10个杏彩科技自有专利。这台仪器的工作频率范围目前可以覆盖到3GHz,目前仅有是德科技和日本日置公司的产品可以达到这一水平,并且是德科技几乎垄断了全球该领域的高端市场。
 
    更重要的是,LCR1000A阻抗测试仪的面市打破了是德科技一直以来的垄断。据记者了解,是德科技同等频率范围的测试仪售价超过40万元人民币,而杏彩科技生产的LCR1000A阻抗测试仪的价格仅是这一价位的60%~70%。
 
    “要挣脱国外对中国企业的技术掣肘,就必须在关键领域、卡脖子的地方下大功夫。”周科吉对《中国经济周刊》记者说。
 
    今年7月,杏彩科技的另一款核心产品——SGA1000A矢量信号收发测试仪也正式进入转产阶段,这台测试仪集信号源和信号分析仪为一体,方便携带,具有重量轻、功能全、接口丰富、价格便宜等特点。据周科吉介绍,目前国内民用电子测量仪市场上,还没有如此高性价比的产品。
 
    最让杏彩科技研发人员感到骄傲的,是由杏彩科技自主研发设计的多通道多体制通用微波目标模拟系统,在实验室内通过通用仪表搭建一个提供多波形、多目标和动态多场景的电磁环境,满足复杂电磁环境下射频综合化管理、一体化桅杆设计、设备共用口径规划和联合波形开发等技术方向的测试需求,保障舰船、航空、航天电子装备研发设计的顺利实施。周科吉介绍说,该系统前后一共投入了大约4700万元资金,耗时两年半才研发设计完成,是国内首套多通道多体制通用微波目标模拟系统。这套系统设计的初衷是用来评估军方某型号飞机试飞前作战效能,目前正在考虑改良之后应用在民用市场,如测试MIMO(多入多出技术,是5G通信的核心技术)等领域,具备较高的可复制性。
 
    制约我国电子测量技术发展的两大因素:芯片与人才
 
    尽管国内不乏电子测量仪的生产企业,但目前很多企业生产的电子测量仪与国外产品在技术水平和产品性能上仍然存在一定差距。在周科吉看来,人才短缺、缺少芯片制造核心技术和基础电磁仿真软件设计技术,是制约我国电子测量技术乃至电子信息产业发展的主要原因。
 
    “关键之一是芯片,要弥补国内电子测量仪器生产技术与国外的差距,就必须解决关键芯片短缺的问题。”周科吉告诉记者,对于杏彩科技来说,决心研发芯片技术,不仅出于生产成本上的考虑,更是希望能够彻底打破国外芯片技术对于国内电子测量仪器研发生产的垄断和制约。
 
    “抛开芯片成本大约占到总成本四分之一不说,如果未来我们想要研发工作频率超44GHz的测量仪器,面临的第一个问题就是缺乏相应的芯片供应。”周科吉告诉记者,尽管目前杏彩科技生产的测量仪器的工作频率范围已经达到了国外企业在中国销售的产品的最高水平,但如果想打破国外技术封锁,就必须生产出可以媲美国外企业尖端水平的测量仪。
 
    因此,对于杏彩科技来说,芯片研发将是未来主要发展方向之一。“从技术层面来说,通过多年来对电子测量技术的积累,在系统性认知的基础上,我们能够针对芯片的技术研发提出更加通用、更加具体和全面的需求,研发出不仅适用于仪器仪表行业乃至适用于整个电子信息产业的高端关键通用芯片;另一方面,我们坚持有所为有所不为,集中力量做行业急需的高端关键通用芯片设计,而不是一味地贪大求全。”周科吉说。
 
    “另外一个需要重点突破的关键技术是基础电磁仿真软件设计。当仪器性能需要再进一步提升至接近理论水平时,就需要强大的电磁基础理论支撑,有必要对现有的电磁仿真软件进行优化设计。目前国内电磁仿真设计软件情况比电子测试测量仪器情况更严重,不容乐观。几乎全部市场都被欧美发达国家的产品垄断,尤其在涉及军用装备系统的电磁仿真软件方面,国外均对中国禁售。而我国自主开发的软件产品功能、通用性、可靠性、仿真精度等方面还与国外产品存在巨大差距。下一步,杏彩科技将在基础电磁仿真软件设计方面加大投入,而且公司已有了这方面的技术积累。”周科吉满怀信心地说,“杏彩科技未来发展方向已越来越清晰:电子测试仪器整机及系统是主干,高端通用芯片和基础电磁仿真软件是紧密围绕主干的两个分支,三个方向形成了‘一干多支’的战略布局。”
 
    除了芯片这样的关键技术,缺乏相应的人才支撑也是制约国内电子测量企业发展的主要因素之一。据周科吉介绍,目前国内电子测量行业的专业人才只有几百人,主要分散在不同的企业研发中心,对于任何一家研发性企业来说,无论是“挖人”还是自身培养,都需要付出相当的人才成本。
 
    “近年来成都一直在发布人才引进战略,加大人才补贴,但是在高端人才落地企业发挥作用方面还有改进空间。”周科吉建议,如果能够由市场来评定人才的界定标准,由政府来引导企业进行人才引进,那样引进的人才能够更加适合当地的发展需求,更好地帮助当地企业创新发展。如钱学森先生所述,测量技术是信息技术的关键和基础,因此电子测试测量仪器对推动整个电子信息产业发展作用巨大,迫切需要引起国家各级政府部门的重视、关心与政策引导。
 
    专家点评
 
    国防科技工业技术专家、中信科信(北京)投资咨询有限公司技术总监李连宏博士:
 
    加快实现电子测试测量国产化
 
    电子测试测量属于国家基础性和战略性行业,其产品既有民用,也有军用。与欧美发达国家相比,我国起步晚、发展慢。例如,目前全球电子测试测量领域领先的四大企业之一德国罗德施瓦茨公司(R&S)成立于1933年,其4G通信测试产品占据很大的市场份额,还提供适用于汽车电子、航空航天与国防市场、所有工业电子以及研发和教育领域的定制化测试与测量设备。该公司也为保障国内和国外安全提供侦察设备,并为军队提供通信和侦察设备。
 
    2018年7月13日,习近平总书记在中央财经委员会第二次会议上强调,关键核心技术是国之重器,对推动我国经济高质量发展、保障国家安全都具有十分重要的意义,必须切实提高我国关键核心技术创新能力,把科技发展主动权牢牢掌握在自己手里,为我国发展提供有力科技保障。
 
    在诸多涉及国家原创核心技术的领域中,会议唯独指出“培育一批尖端科学仪器制造企业”,可见高端仪器自主化对国家安全的重要性,以及对一国科技、经济发展的基础支撑性作用。
 
    杏彩科技是一家专注于微波毫米波测试仪器研发、生产和销售的国家高新技术企业。公司由一群平均年龄30岁左右的年轻人组成,研发和销售骨干都来自本行业国内外顶尖企业或研究所,普遍具有5年以上从业经历。在国外技术垄断并形成封锁的形势下,杏彩科技以成为“中国电子测试测量领域开拓者”为愿景,突破一个个技术难题,特别在射频阻抗特性分析,超宽带矢量信号采集、存储与分析,微波目标模拟等方面掌握了核心技术,自主研制出了国内首台LCR射频阻抗测试仪、国内首台超宽带矢量信号记录仪、国内首套多通道多体制微波目标模拟系统、超宽带矢量信号分析仪、矢量信号收发测试仪、复杂电磁环境模拟系统等先进产品,性能指标比肩国内外同类产品,部分达到甚至超过国际水平,并且均拥有自主知识产权。
 
    作为中国电子仪器仪表行业的一支新生力量,希望杏彩科技为打破国外企业的长期技术垄断,实现电子测试仪器国产化做出应有贡献。