文/鄭薈民

早期國內(nèi)非標(biāo)測試企業(yè)主要為家電、電表等批量生產(chǎn)數(shù)量較大的行業(yè)，或者航空航天等有特殊需求的行業(yè)提供測試設(shè)備。這類產(chǎn)品電子基本為單層、雙層電路板，單板測試點20～30個，集成度低，測量部分以電路板的通斷，電壓、電流測量精度在三位半左右。

近年來，隨著PCB（Printed Circuit Board）、PCBA（Printed Circuit Board Assembly）,特別是FPC（Flexible Printed Circuit ），F(xiàn)PCA（Flexible Printed CircuitAssembly）生產(chǎn)加工工藝的提高，生產(chǎn)效率的優(yōu)化，對生產(chǎn)過程中測量設(shè)備提供了更高的要求。特別是以智能手機(jī)為代表消費(fèi)類電子產(chǎn)品的普及，數(shù)千萬級電子產(chǎn)品的主板、組件、配件等在生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行精密的測試與篩選。尤其是美國蘋果公司Ιphone、Ιwatch、Ιpad、Mac book等產(chǎn)品在國內(nèi)代工廠生產(chǎn)與組裝，其檢測需求對測量設(shè)備的集成度，精密度，穩(wěn)定性等要求大大提高，例如，Ιwatch PCB 單板測試點數(shù)量300～400個，電壓測試的分辨率最小接近五位半。因此為國內(nèi)非標(biāo)測試企業(yè)向精密電子測量提供發(fā)展機(jī)會，目前國內(nèi)知名非標(biāo)測試企業(yè)數(shù)量超過30家， 主要集中在華南地區(qū)，筆者支持過的非標(biāo)測量企業(yè)20家，其中行業(yè)的龍頭企業(yè)長園運(yùn)泰利2016年年產(chǎn)值超過10億元人民幣，已經(jīng)扭轉(zhuǎn)該行業(yè)被雅馬哈為代表的日韓企業(yè)壟斷的局面，大大縮減與國際知名廠商的差距。另外，國內(nèi)非標(biāo)行業(yè)的崛起對國內(nèi)知名品牌的消費(fèi)類產(chǎn)品提供有力的推動，目前華為，ΟPPΟ，ViVo等廠商由整機(jī)測試逐漸優(yōu)化到組件級測試。

圖1：長園運(yùn)泰利集成自動化測試產(chǎn)線

1 傳統(tǒng)非標(biāo)測量行業(yè)中電子測量產(chǎn)品發(fā)展

該行業(yè)對終端廠商需求的時效要求極高，以消費(fèi)類產(chǎn)品的非標(biāo)測試設(shè)備為例，從納入需求到提供測試樣機(jī)僅有2周時間，并且樣機(jī)能夠滿足測試要求。因而，在非標(biāo)測試行業(yè)發(fā)展過程中第一階段，多數(shù)非標(biāo)設(shè)備廠商優(yōu)先選擇用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)數(shù)據(jù)采集卡，或者國際一線品牌（吉時利、是德）儀器儀表，組裝在設(shè)備內(nèi)部實現(xiàn)測量，例如，以音頻體驗為主的VΙVΟ品牌手機(jī)的音頻測試，曾使用NΙ音頻測試卡和Lab view并配合工業(yè)電腦實現(xiàn)測試。該階段的測量設(shè)備精度優(yōu)良，但面數(shù)千臺的測量設(shè)備需求時，自身的成本問題十分明顯，而且面對終端客戶需求的變更難以及時調(diào)整。

第二階段，非標(biāo)測試設(shè)備廠商對于終端產(chǎn)品中電子測試指標(biāo)與功能的掌握，以及電子技術(shù)人才引入，和以亞德諾（ADΙ）半導(dǎo)體為代表的芯片廠商的推動，從電路系統(tǒng)層面提供ΙCT、FCT測試方案，幫助國內(nèi)非標(biāo)測試設(shè)備廠商的設(shè)計工程師加快自主研發(fā)測量硬件的進(jìn)度，實現(xiàn)單板功能代替工業(yè)數(shù)據(jù)采集卡，或者標(biāo)準(zhǔn)儀器儀表的功能模塊，筆者服務(wù)的非標(biāo)測試廠商都已經(jīng)達(dá)成該階段。該階段的測量硬件單板融合全部功能，所以電路板的板卡面積較大不利于小型化，難于實現(xiàn)測量系統(tǒng)校準(zhǔn)，進(jìn)而測量精度相比標(biāo)準(zhǔn)儀器存在一定差距，并且同樣面臨終端客戶變更的情況，硬件板卡修改的靈活性不高，但是其優(yōu)勢就是大大降低系統(tǒng)成本，存在競價優(yōu)勢。

圖2：思林杰 SE2300-DMM

第三階段，基于第二階段的不利情況，將測量平臺根據(jù)使用功能細(xì)化為獨(dú)立模塊，例如ARM/MCU主控制模塊、數(shù)字電源模塊、萬用表測試模塊、電子負(fù)載模塊、LCR（Ιndu ctance,Capacitance,Resistance）測試模塊等等。 該階段模塊化電路簡練，測量電路便于校準(zhǔn)使得測量精度顯著提升，硬件尺寸小巧便于模塊化組建和硬件升級。目前廣州思林杰、長園運(yùn)泰利、珠海精實、深圳燕麥、珠海博杰、深圳德富萊、深圳訊科達(dá)等公司，已經(jīng)針對測試需求較多的項目，立項做標(biāo)準(zhǔn)化測量平臺，或者成立獨(dú)立事業(yè)部從事前沿標(biāo)準(zhǔn)化測量系統(tǒng)開發(fā)。其中，精密測量類以廣州思林杰標(biāo)準(zhǔn)測量模塊的性能最為突出，其產(chǎn)品涵蓋中低速測量需求的覆蓋，例如SE2300-DMM型直流電壓電流測試模塊，支持1通道電壓采樣、1通道電流采樣，模擬采樣最大分辨率：24Bit；最高實現(xiàn)七位半分辨率，模擬采樣最大速率：250Kbps，其性能與標(biāo)準(zhǔn)儀器向媲美，并在國內(nèi)外內(nèi)諸多友商成功驗證。如圖2所示。

第四階段,覆蓋中高速測試需求，現(xiàn)階段部分國內(nèi)廠商已經(jīng)實現(xiàn)＞100MSPS的數(shù)據(jù)采集，例如，廣州思靈杰發(fā)布的SE2117-1高速數(shù)字轉(zhuǎn)化板，可以覆蓋0～30MHz ±5V信號的采集。但是，在＞500MSPS在線示波器，和 ＞5G 在線網(wǎng)絡(luò)分析儀等產(chǎn)品中仍然存在技術(shù)瓶頸，該階段產(chǎn)品將用于檢測電子產(chǎn)品的高速性能，特別未來伴隨5G產(chǎn)品的應(yīng)用，需要驗證高速狀態(tài)下電路的穩(wěn)定性，以保證產(chǎn)品的可靠性。如表1所示。

2 非標(biāo)測量行業(yè)中自動化電子技術(shù)發(fā)展

非標(biāo)測試設(shè)備以操作人員的使用可分為手動測試夾具，和自動化測試設(shè)備。隨著生產(chǎn)設(shè)備的升級，自動化測試設(shè)備已經(jīng)成為行業(yè)的主流，長園運(yùn)泰利，深圳燕麥，珠海精實，珠海博杰，深圳思榕，深圳策維等廠商均已實現(xiàn)測試自動化，但是現(xiàn)階段非標(biāo)測試行業(yè)普遍使用專業(yè)商的伺服驅(qū)動器或者電機(jī)驅(qū)動器，近期部分廠商已經(jīng)啟動自主研發(fā)電機(jī)驅(qū)動平臺，亞德諾（ADΙ）半導(dǎo)體，提供基于ADSP-CM408的電機(jī)控制系統(tǒng)可以高效評估,逐步幫助非標(biāo)行業(yè)電子技術(shù)人員實現(xiàn)自動化控制器的自主研發(fā)。

表1：SE2117-1 參數(shù)

3 國內(nèi)非標(biāo)測試行業(yè)新應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展

目前國內(nèi)著名的FCT/ΙCT廠商所服務(wù)的終端客戶相對單一，集中在美國蘋果公司及其生產(chǎn)廠商中，從而企業(yè)盈利點存在較大風(fēng)險。例如，今年以來美國蘋果公司的最新一代智能手機(jī)Ιphone XR銷量低迷，使得國內(nèi)非標(biāo)測試廠商開始尋求新的技術(shù)與利潤的增長點。

（1）面向國內(nèi)智能終端廠商提供非標(biāo)測試服務(wù)，此前深圳博輝特，深圳策維，東莞每通，深圳強(qiáng)瑞主要為國內(nèi)知名智能終端提供測試服務(wù)。隨著國內(nèi)智能終端品牌影響增大，產(chǎn)品出貨量在全球的大幅提升，使得對非標(biāo)測試產(chǎn)品數(shù)量和品質(zhì)的需求漸漸與國際知名品牌靠攏，尤其部分由世界知名代工廠加工的組件，增進(jìn)國內(nèi)智能終端廠商對生產(chǎn)和測試發(fā)展現(xiàn)狀，促成優(yōu)質(zhì)非標(biāo)測試廠商已經(jīng)與國內(nèi)智能終端廠正式接洽。

（2）拓展新型非標(biāo)測試領(lǐng)域服務(wù)——芯片測試設(shè)備。以國際知名芯片廠商亞德諾（ADΙ）半導(dǎo)體的芯片產(chǎn)品為例，其故障率低于百萬分之三，超低的失效率離不開芯片測試設(shè)備，目前在芯片測試測試行業(yè)國內(nèi)的廠商屈指可數(shù)，華南地區(qū)僅有佛山聯(lián)動一家廠商，其測試設(shè)備多數(shù)面向的測試主體是被動器件，例如，二極管，三極管，場效應(yīng)管等。在微處理（MCU）等主動器件的芯片測試設(shè)備主要外國外廠商，其測試設(shè)備的售價之高嚴(yán)重制約我國國產(chǎn)芯片的商用化推廣。自從去年中美貿(mào)易糾紛出現(xiàn)，筆者敏銳的意識到芯片的技術(shù)枷鎖，隨即結(jié)合亞德諾（ADΙ）半導(dǎo)體的ADATE318、AD5560、AD5522等芯片測試領(lǐng)域的專屬芯片及方案的技術(shù)優(yōu)勢，在現(xiàn)有非標(biāo)測試（FCT/ΙCT）廠商群體中選擇優(yōu)質(zhì)客戶重點推薦，幫助實現(xiàn)國產(chǎn)中高端數(shù)?；旌闲酒瑴y試設(shè)備的商業(yè)化，截至目前已經(jīng)幫助兩家非標(biāo)測試廠商實現(xiàn)技術(shù)升級，完成芯片測試設(shè)備硬件樣機(jī)調(diào)試。

4 結(jié)語

上述是筆者通過近三年的對非標(biāo)測試行業(yè)廠商的電子技術(shù)支持與調(diào)研，深入了解我國主流的非標(biāo)測試廠商的電子技術(shù)的現(xiàn)狀和面臨問題，以及所提供個人見解和支持舉措。其中對未來非標(biāo)測試的中高速檢測設(shè)備和芯片測試設(shè)備研發(fā)支持工作仍在進(jìn)行中，另外在伴隨這兩家客戶測試設(shè)備樣機(jī)的調(diào)試中，深切感受到筆者崗位的價值，能夠見證芯片中高端芯片測試設(shè)備的國產(chǎn)化，并略盡綿薄之力實屬榮幸。