物聯(lián)網(wǎng)測試范圍廣泛,,且終端產(chǎn)品對價(jià)格相當(dāng)敏感,,為滿足芯片商與系統(tǒng)商以最低成本購置基礎(chǔ)儀器的需求,儀器商持續(xù)提升基礎(chǔ)儀器軟,、硬體效能,,以迎合物聯(lián)網(wǎng)市場脈動,。
物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)帶動感測器、無線射頻,、低功耗電源管理元件等測試商機(jī),,而在物聯(lián)網(wǎng)少量多樣,、低成本的發(fā)展趨勢之下,儀器商持續(xù)加碼基礎(chǔ)儀器解決方案,,軟硬體效能皆向上攀升,,期滿足芯片廠、系統(tǒng)廠以最低成本添購基礎(chǔ)儀器的需求,,
有利于產(chǎn)線整合高效/輕便VNA受歡迎
安立知(Anritsu)業(yè)務(wù)暨技術(shù)支援部經(jīng)理林光韋(圖1)表示,,現(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備多會整合各種RF天線,而為提升產(chǎn)品量產(chǎn)效率與出貨時程,,如何有效的整并產(chǎn)線空間,,進(jìn)而增加生產(chǎn)線整體效率,成為物聯(lián)網(wǎng)裝置制造商之重點(diǎn),。也因此,,向量網(wǎng)路分析儀(VNA)在設(shè)計(jì)上,除仍保持高效能之外,,是否具備“小體積”,,也是現(xiàn)今客戶在意的事。畢竟傳統(tǒng)的VNA體積不小,,易影響產(chǎn)線空間整合,。
林光韋說,此外,,傳統(tǒng)VNA的埠(Port)數(shù)眾多,,且功能繁多。然而,,物聯(lián)網(wǎng)裝置制造商在產(chǎn)品測試上,,未必需要太多復(fù)雜的功能,有時可能只須檢測單純的參數(shù)就行,;若購買傳統(tǒng)的VNA,不僅體積大,、成本高,,有時甚至連一半的功能都用不上。再加上未來待測物會整合越來越多射頻(RF)元件,,但VNA不太可能為此持續(xù)增添埠數(shù),,否則體積會過大。
所以,,要量測多種RF待測物時,,VNA一定會搭配Switch,以增加量測埠數(shù),,但隨著傳輸速度越高,,VNA搭配Swith,,再加上傳輸纜線,中間訊號的損耗(Lost )也會變多,,這也是使用傳統(tǒng)VNA于產(chǎn)線測量時須注意之處,。
也因此,高效能,、小體積的VNA需求漸增,,其不僅有利于產(chǎn)線空間整并,且價(jià)錢也便宜許多,。為此,,安立知推出小體積,1-Port的VNA--ms46121a/ms46121b,。該系列產(chǎn)品為低成本和空間緊湊型解決方案,,體積小到可以直接連接到接受測試的裝置,且同樣能提供高效能與高精準(zhǔn)度,。
除了體積小和高效能外,,安立知業(yè)務(wù)暨技術(shù)支援部資深應(yīng)用工程師程昭團(tuán)(圖2)指出,該產(chǎn)品另一個優(yōu)勢為不具資安疑慮,。過往VNA多會內(nèi)建電腦,,而此款產(chǎn)品采用USB直接連接的方式,讓使用者從外接電腦執(zhí)行安全控制,,因此機(jī)上不具資料儲存空間,,不會有資料外泄的問題。此一特性讓部分對資安控管十分嚴(yán)格的業(yè)者而言,,相當(dāng)有吸引力,,且體積小、成本低,,對于產(chǎn)線的整合很有幫助,。
另一方面,聯(lián)網(wǎng)世代的到來,,除使VNA漸朝高效能,、小體積發(fā)展之外,傳輸速度的增加,,使得量測市場也出現(xiàn)了新的商機(jī),,例如治具商或印刷電路板(PCB)業(yè)者于材料方面也逐漸產(chǎn)生量測需求。
程昭團(tuán)說明,,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備少量多樣,,待測物會以不同形式出現(xiàn),使得治具的樣式也跟著多樣化,。隨著高速傳輸世代到來,,過往的材料逐漸無法負(fù)荷現(xiàn)今的傳輸速率,,因此治具商、電路板業(yè)者紛紛找尋新的材料制作產(chǎn)品,,因而衍生出新商機(jī),,也就是材料測試,這些治具商或電路板廠逐漸有購買VNA或與量測儀器商共同合作,,成為第三方合作對象的趨勢出現(xiàn),。
NB-IoT商機(jī)潛力龐大基礎(chǔ)儀器CP值要更高
羅德史瓦茲(R&S)通路商管理事業(yè)部專案經(jīng)理?xiàng)顒P能(圖3)則說,多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)廠,,往往不需要獨(dú)自開發(fā)芯片,,而是以購買模組制作產(chǎn)品為主。因此,,所需要的量測儀器跟研發(fā)單位(RD)不同,,不需要高階的儀器測試芯片效能,僅需“經(jīng)濟(jì)實(shí)惠”的基礎(chǔ)儀器,,于生產(chǎn)線上針對產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行簡易的測試,。基于此一原因,,這些業(yè)者自然對于基礎(chǔ)儀器的“價(jià)格”會有較多的考量,,因他不需復(fù)雜的功能,只需簡單幾項(xiàng)測試即可,。
鑒于不同物聯(lián)網(wǎng)裝置制造商所需要的量測功能不盡相同,,R&S除了高階產(chǎn)品之外,另有一系列完整的經(jīng)濟(jì)型量測儀器,。同時,,為了拓展基礎(chǔ)儀器市場商機(jī),R&S也于1/30號推出一系列經(jīng)濟(jì)型新產(chǎn)品,,涵蓋數(shù)位示波器,、頻譜分析儀、網(wǎng)路分析儀,、天線分析儀及電源供應(yīng)器等五大產(chǎn)品線,。
例如,新推出的RTB2000/RTM3000/RTA4000系列示波器,,頻寬選擇從70MHz到1GHz,可提供靈活的選擇,;同時亦提供多種升級選項(xiàng),,包括16個數(shù)位通道的整合邏輯分析儀(MSO)、多種協(xié)議解碼和觸發(fā)選項(xiàng),、任意波形及訊號產(chǎn)生器,。
又或是針對教育市場,,R&S也發(fā)表R&S FPC1000。該產(chǎn)品具備靈活的升級選擇,,以及高效的射頻效能,,且具備分辨率高的顯示螢?zāi)唬徊⒄蟇i-Fi功能,,可透過應(yīng)用程式進(jìn)行遠(yuǎn)端遙控,,使教學(xué)、生產(chǎn)或基礎(chǔ)研究這些需要頻譜分析功能的應(yīng)用有事半功倍之效,。
事實(shí)上,,對于現(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品測試需求,羅德史瓦茲應(yīng)用工程部經(jīng)理林志龍(圖4)指出,,各儀器商于技術(shù)部分,,并沒有遭逢太大的技術(shù)挑戰(zhàn),因?yàn)槎鄶?shù)測試產(chǎn)品,、項(xiàng)目都大同小異,。不過,電源仍是目前的測試重點(diǎn),,因物聯(lián)網(wǎng)裝置皆朝低功耗發(fā)展,,希望延長使用壽命。
為此,,R&S也備有R&S RT-ZVC多通道電源探棒,,可與R&S CMW500無線通訊測試儀搭配使用,以監(jiān)測芯片組,、無線模組,,以及行動裝置之電源功耗,是目前市場上唯一可將電池消耗數(shù)據(jù)與RF訊號相連結(jié)的解決方案,。該產(chǎn)品具有18位元的量測分辨率,,可在奈米安培電流范圍中進(jìn)行量測。
另一方面,,林志龍也認(rèn)為NB-IoT將會是未來基礎(chǔ)儀器的發(fā)展重點(diǎn),,特別是中國市場。目前中國正致力推動NB-IoT,,且逐漸有許多應(yīng)用出現(xiàn),,例如智慧家庭。NB-IoT的開發(fā)工具組(Development kit)十分便宜,,只要一兩千元臺幣,,而終端產(chǎn)品也多在幾百元臺幣,于是,,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的基礎(chǔ)儀器,,便成為NB-IoT裝置制造商的首要選擇,,進(jìn)而衍生出新的市場商機(jī)。
林志龍?jiān)僖运{(lán)牙應(yīng)用為例子,,指出現(xiàn)在坊間已有搭載藍(lán)牙的鑰匙圈或是防丟器,,可與手機(jī)相連,實(shí)現(xiàn)貴重物品放丟失的提醒,,當(dāng)距離超過設(shè)定的安全距離時,,手機(jī)及貴重物品上的防丟器會同時響起警報(bào),并定位設(shè)備丟失的位置,。這些產(chǎn)品的開發(fā)工具組也十分便宜,,且終端產(chǎn)品價(jià)格不高,約在幾十元到幾百元之間,;而這類應(yīng)用如同NB-IoT一樣,,終端產(chǎn)品價(jià)格不高,但測試需求大,,因此對于基礎(chǔ)儀器而言,,也是很大的潛在商機(jī)。
臺灣羅德史瓦茲總經(jīng)理王鴻則指出,,因應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)各式產(chǎn)品的測試需求,,該公司的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品線,除須具備高性能,,也須在價(jià)格方面更具競爭力,,才能使上述的物聯(lián)網(wǎng)裝置業(yè)者在有限的預(yù)算范圍內(nèi)也能選擇高品質(zhì)的儀器。未來該公司也期望借由高性價(jià)比的優(yōu)勢,,將旗下產(chǎn)品推向更多應(yīng)用層面,,以滿足使用者不同的量測需求。
物聯(lián)網(wǎng)量測需求增安全防護(hù)不可缺
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品多樣,,量測需求也不盡相同,,而儀器商就如同軍火商,于物聯(lián)網(wǎng)市場中,,針對不同的廠商制作的物聯(lián)網(wǎng)裝置,,提供多元的產(chǎn)品供選擇。是德科技(Keysight Technologies)行銷處副總經(jīng)理羅大鈞(圖5)透露,,物聯(lián)網(wǎng)從一開始發(fā)展到現(xiàn)在,,重點(diǎn)不外乎是連網(wǎng)技術(shù)(有線和無線)及功率電源。因此,,以儀器商角度而言,,最主要的重點(diǎn)便是如何透過旗下產(chǎn)品,協(xié)助物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商,,加速進(jìn)入市場及開發(fā)智慧化的聯(lián)網(wǎng)裝置,。
然而,由于連網(wǎng)為物聯(lián)網(wǎng)裝置的必備功能,,因此,,如何實(shí)現(xiàn)完善的“資安防護(hù)”,也成近來物聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展重點(diǎn),,相關(guān)的測試需求也逐漸興起,。羅大鈞舉例,近來盛行的近場通訊(NFC)行動支付,,也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一環(huán),,而這方面對于資訊安全的要求十分嚴(yán)謹(jǐn),須符合NFC論壇的認(rèn)證機(jī)制與要求,,因此測試需求也往上攀升,,特別是在中國這一行動支付盛行的國家,對于這類儀器的需求更大,。
為此,,該公司旗下也備有T3111S NFC認(rèn)證測試系統(tǒng)作為其NFC裝置驗(yàn)收測試平臺。該產(chǎn)品具備輕巧靈活的配置,,可協(xié)助工程師執(zhí)行射頻和協(xié)定認(rèn)證量測,,以深入評估NFC裝置的效能;且其標(biāo)準(zhǔn)測試套件可全面涵蓋NFC論壇,、EMV L1,,以及ISO測試標(biāo)準(zhǔn)所要求的NFC測試項(xiàng)目。
此外,,T3111S是第一套符合所有NFC論壇驗(yàn)證要求的測試系統(tǒng),,這些認(rèn)證測試包括數(shù)位協(xié)定、類比,、LLCP和SNEP,。該系統(tǒng)同時也是NFC論壇認(rèn)證計(jì)畫采用的第一套測試平臺。
另一方面,,因應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)安全需求,,除具備T3111S NFC認(rèn)證測試系統(tǒng)之外,是德科技也于2017年收購一間名為IXIA的軟體公司,,以提升電子設(shè)計(jì),、設(shè)備和網(wǎng)路驗(yàn)證,以及應(yīng)用和安全性能等技術(shù)能量,。
Ixia擁有廣泛的IP組合,,包括網(wǎng)路通訊、可見性、應(yīng)用和安全技術(shù),。此外,,Ixia的IP還包括廣泛的網(wǎng)路和無線協(xié)定,這將擴(kuò)大是德科技在無線通訊行業(yè)中的優(yōu)勢,,并打造由第1層到第7層的端到端解決方案的獨(dú)特組合,,全面評測從移動設(shè)備到資料中心和云的性能,滿足快速增長的5G通訊設(shè)計(jì)和測試生態(tài)系統(tǒng)的需求,,以及物聯(lián)網(wǎng)之安全性和應(yīng)用性能要求,。
IoT朝小型/高整合發(fā)展測試技術(shù)挑戰(zhàn)多
針對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,國家儀器(NI)自動化測試技術(shù)市場工程師馬力斯則是認(rèn)為,,物聯(lián)網(wǎng)對終端應(yīng)用勢必有更高整合度與更低成本的需求,。不論是芯片、模組或系統(tǒng),,小型化和高度整合化的趨勢,,并不會為物聯(lián)網(wǎng)增加硬體成本和功耗,而是為應(yīng)用中的測試技術(shù)提出更高要求,。
例如,,對于傳統(tǒng)蜂巢式網(wǎng)路手機(jī)來說,射頻模組部分需要10~20美元(約300~600臺幣)左右的
成本價(jià),,但這樣的價(jià)格對于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說是難以接受的“高價(jià)” ,。無論對于可穿戴設(shè)備,或汽車中的e-call模組,,這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上的射頻模組,,將以更低的價(jià)格追求更大規(guī)模的應(yīng)用。其中更值得注意的趨勢是,,傳統(tǒng)射頻模組將漸漸設(shè)計(jì)成高度整合的射頻芯片,,進(jìn)一步將成本壓縮到小于1美元的區(qū)間。
其次,,硬體成本和整合度上的巨大壓力將擴(kuò)大到測試環(huán)節(jié),,無論是研發(fā)驗(yàn)證性測試還是量產(chǎn)測試,廠商都須要提供更低價(jià)格的方案以滿足需求,。然而,,成本考慮因素當(dāng)然不僅只于設(shè)備硬體和人力成本,更科學(xué)的方法為計(jì)算從開發(fā),、部署到維護(hù)測試系統(tǒng)的總整體擁有成本(Total cost of ownership),,此助于理解高質(zhì)量產(chǎn)品及縮短上市時間對于業(yè)務(wù)成本的影響。
為此,,未來儀器之發(fā)展重點(diǎn),,便是對于測試成本的優(yōu)化,。相較于傳統(tǒng)的臺式儀器,模組化的解決方案可完成多種測試環(huán)境,。在實(shí)驗(yàn)室中,,傳統(tǒng)使用的臺式儀器雖然能很好地滿足特性分析的任務(wù),但是現(xiàn)在產(chǎn)品的復(fù)雜度提升,,諸如物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品,,都是各種訊號的混合,在模擬訊號上加入數(shù)字甚至是RF訊號,,此時就須要使用多臺儀器,如示波器,,訊號產(chǎn)生儀,,向量訊號產(chǎn)生器及向量訊號接收器等。
然而,,多臺儀器間現(xiàn)在的方法都是使用GPIB進(jìn)行連接,,而GPIB的使用并沒有很好地進(jìn)行多臺儀器同步,以及GPIB數(shù)據(jù)頻寬的限制并不能將大量數(shù)據(jù)實(shí)時分析,。為此,,NI便采用PXI模組化儀器,PXI基于PCIe上加入的定時同步機(jī)制,,讓模組化儀器之間的數(shù)據(jù)頻寬和同步定時達(dá)到更好的效果,,這對于加快產(chǎn)品上市時間有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。
除此之外,,在量產(chǎn)測試中,,傳統(tǒng)的自動化測試設(shè)備(ATE)雖然能夠滿足功能上的實(shí)現(xiàn),但物聯(lián)網(wǎng)芯片對于價(jià)格上的嚴(yán)苛要求,,以及對RF訊號的覆蓋能力,,讓廠商在選擇ATE的時候需要更慎重地考慮。為此,,NI也推出專為半導(dǎo)體量產(chǎn)測試的STS(Semiconductor Test System),,以業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)接口設(shè)計(jì),搭配高效的射頻測試能力,,并實(shí)現(xiàn)多個待測件并行測試,,滿足物聯(lián)網(wǎng)測試的要求。
最重要的是,,NI的平臺都是基于PXI模組化儀器,,因此在實(shí)驗(yàn)室和量產(chǎn)測試之間都是使用的統(tǒng)一平臺,用同樣的軟體和硬體來完成多種測試環(huán)境的覆蓋,,這將有效減少Data correlaTIon時間,,提升上市周期,,減少總體測試成本。
據(jù)悉,,在這個以軟體為中心的模組化平臺上,,測試工程師們可以利用簡單易用,結(jié)構(gòu)清晰的軟體工具和靈活的模組化硬體,,來創(chuàng)建完全用戶定義的測控系統(tǒng),。使用測試應(yīng)用開發(fā)軟體(如NI LabVIEW)可以快速開發(fā)高效的應(yīng)用程序,在此基礎(chǔ)上,,使用測試管理軟體(如NI TestStand)進(jìn)行測試流程控制,,可最大程度的利用硬體資源,而工程師也能根據(jù)測試需求的變化迅速在模組間進(jìn)行互換或重新配置模組的功能,。
馬力斯表示,,正如之前所提到,物聯(lián)網(wǎng)時代下,,儀器需要對全新,、甚至還在進(jìn)行規(guī)格指定的無線協(xié)議有更超前的支援,同時對于變化的市場儀器本身更需要靈活且彈性的方式應(yīng)對,。因此,,以軟體為中心的模組化儀器方法是儀器行業(yè)進(jìn)展的方向之一。這種基于軟體的解決方案讓用戶可以完全控制他們的系統(tǒng),,在同一個軟體平臺上,,根據(jù)特定的需求,整合通用的模組化硬體,,建構(gòu)其測試系統(tǒng),。
關(guān)稅/政策優(yōu)勢加持普源力攻第三世界市場
物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)潮席卷全球,少量多樣的測試需求有增無減,,而基礎(chǔ)儀器業(yè)者也致力拓展市場新版圖,。普源精電(RIGOL)國際銷售部市場經(jīng)理潘光平表示,第三世界國家如中東,、南非或是印度等,,由于中小企業(yè)數(shù)量多,加上預(yù)算考量,,因此,,中低階的基礎(chǔ)儀器發(fā)展深具潛力,而普源由于是中國企業(yè),,在政策,、關(guān)稅等優(yōu)勢加持下,進(jìn)軍第三世界市場十分有利,。
潘光平指出,,對主打中低階市場的儀器商而言,,第三世界國家市場發(fā)展?jié)摿κ铸嫶蟆R杂《葹槔?,過往印度多以軟體發(fā)展為主,,然而,隨著物聯(lián)網(wǎng)興起,,印度現(xiàn)今也積極研發(fā)硬體設(shè)備,,物聯(lián)網(wǎng)硬體元件的制造和出口也逐漸增加,測試需求也隨之興起,;至于俄羅斯,,則如同中國大陸一般,腹地廣,,因此市場需求量也大,。
然而,由于第三世界國家中小企業(yè)數(shù)量多,,因此在“預(yù)算”的掌控上相當(dāng)在意,越經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的產(chǎn)品越能吸引業(yè)者注意,;所以,,不僅普源,就連是德科技(Keysight Technologies),、太克科技(Tektronix)或羅德史瓦茲(R&S)等大型儀器商,,也都全力搶攻第三世界市場。
然而,,面對是德,、太克的激烈競爭,普源究竟有何優(yōu)勢可與其一較高下,?對此,,潘光平說明,大型儀器商雖有較多資源,、財(cái)力,,但仍不見得有利。以中東為例,,由于政策使然(如北美貿(mào)易協(xié)議),,美國有些產(chǎn)品無法輸入中東國家,相對也會限制是德,、太克等美國企業(yè)產(chǎn)品銷售,。
潘光平再以印度為例,由于印度稅高,,產(chǎn)品進(jìn)口會征收20%的稅額,,因此上述儀器商的產(chǎn)品,,在印度的售價(jià)相當(dāng)?shù)母撸欢袊c印度簽有貿(mào)易協(xié)定,,貨物進(jìn)口的關(guān)稅優(yōu)于20%,,因此產(chǎn)品價(jià)格相較于是德、太克等業(yè)者低上許多,,對于拓展印度市場是一大利多,。
潘光平說,第三世界國家一定也有大型企業(yè),,有購買高階量測儀器的需求,,但中小企業(yè)仍是主要的生態(tài)族群;因此,,普源致力推出性能佳,、操作方便,且價(jià)格實(shí)惠的產(chǎn)品,,拓展第三世界基礎(chǔ)儀器市場,,再加上上述所提的關(guān)稅、政策等優(yōu)勢,,普源未來發(fā)展可說十分有利,。
物聯(lián)網(wǎng)趨勢一變再變經(jīng)濟(jì)實(shí)惠為不變宗旨
物聯(lián)網(wǎng)測試應(yīng)用廣泛,涵蓋無線通訊,、車用市場,、智慧家庭及穿戴式裝置等應(yīng)用領(lǐng)域,然而,,在降低成本的準(zhǔn)則之下,,市場也出現(xiàn)新的變化,為儀器商帶來新的挑戰(zhàn),。
羅大鈞表示,,由于物聯(lián)網(wǎng)裝置價(jià)格不高,加上制程成熟之后,,產(chǎn)品出錯的機(jī)率越來越低,,于是現(xiàn)在有些系統(tǒng)廠,在量產(chǎn)階段便跳過產(chǎn)品測試,,直接出貨,。也就是說,由于前期開發(fā)過程比較嚴(yán)謹(jǐn),,有許多規(guī)范要驗(yàn)證,、檢測,研發(fā)端的測試需求仍在,;但是到了量產(chǎn)階段的時候,,有些業(yè)者會為了減少成本,,選擇跳過成品測試,直接出貨,,而這種情況對基礎(chǔ)儀器的銷售而言,,會是一大挑戰(zhàn)。
對此,,潘光平指出,,現(xiàn)在市場的確有這樣的情況,不過只能說這是少數(shù)“投機(jī)”業(yè)者的做法,。這樣的方式雖然可以省去量產(chǎn)時的測試成本,,但對于產(chǎn)品品質(zhì)沒有保障,亦容易讓消費(fèi)者有不好的使用體驗(yàn),。因此,,大部分的業(yè)者仍會于量產(chǎn)時進(jìn)行產(chǎn)品測試,以確保品質(zhì),,如此一來,,生意才會做得長久。
總而言之,,物聯(lián)網(wǎng)市場持續(xù)變化,,但唯一不變的,便是其背后的龐大商機(jī),;而儀器商紛紛備妥各式的解決方案,以因應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)制造商多元的測試需求,,確??蛻裟芤宰罱?jīng)濟(jì)的方案,完成多樣的測試項(xiàng)目,。