基礎量測儀器市場翻新頁。過往基礎量測市場多半由各式各樣的單機版儀器各據山頭,利用專屬特色大展長才,而今,在半導體技術進步的助力下,整合多種量測功能的模組化儀器已快速竄紅,并以超高性價比優勢搶進市場,成為制造商炙手可熱的量測儀器首選。
2014年模組化儀器將大出鋒頭。由于行動裝置技術世代更迭速度加快,單機版量測儀器頻繁更替,將帶給預算有限的制造商龐大的成本壓力,而近年來模組化儀器無論于量測功能完整度及量測穩定度皆已受到市場重視、接受,進而躍升成為取代基礎單機版儀器的選擇。
在各式的模組化儀器標準中,PXI可說是勢力最為龐大的一員。PXI標準系由超過七十家量測儀器相關公司所組成的PXI系統聯盟(PXISA)所主導,成員包括美商國家儀器(NI)、安捷倫(Agilent)、Teradyne、凌華等,持續推展PXI成為模組化儀器終極標準,且各家公司間的模組產品可在同一機箱內共存,在彼此互通無虞的優勢下,形成迅速崛起的量測新勢力,而且PXI模組化儀器的市占率已在近年來大幅提升。
在消費性產品生命周期縮短及毛利率急遽萎縮的情況下,原始設計制造商(ODM)已經逐漸將目光瞄準PXI模組化儀器,盼藉由高彈性及高性價比的PXI模組化儀器,讓產品量測更為快速并且提高獲利表現。
ODM掀動換機潮 PXI模組化儀器聲勢看漲
Aeroflex亞太應用工程經理鄭達強認為,PXI模組化儀器已逐漸獲得市場主要品牌廠商青睞,未來將成為各家廠商競相採用的高性價比量測方案。
Aeroflex亞太應用工程經理鄭達強指出,以射頻(RF)應用量測為例,目前PXI模組化與單機版量測儀器市占分別約為30%與70%,然而,主要行動裝置品牌廠的ODM為協助客戶更快速推出產品,已逐漸開始大規模採用PXI模組化儀器,因此在市場接受度愈來愈高的情況下,PXI模組化儀器市占可望在5?10年后超越60%,一舉躍居量測儀器市場主流。
Aeroflex臺灣分公司總經理許居永表示,相較于傳統的單機版量測儀器常將機箱、電源供應器等元件分開擺置,PXI模組由于是開放式架構,可以在單個機箱內整合電源供應器、控制器等元件,因此對于有預算壓力的客戶而言不啻為能夠顯著降低量測成本的理想選項。除價格優勢外,PXI儀器可避免如單機版儀器停產的問題,客戶可輕松以Aeroflex、安捷倫、美商國家儀器等數家廠商間的PXI產品交互搭配,持續以熟悉的軟/硬體介面完成產品量測業務。
以進階長程演進計畫(LTE-A)量測應用為例,PXI模組化儀器廠商即已發布一系列的解決方案,提供客戶相對于單機版儀器更高的量測彈性。
跨足LTE-A量測市場 PXI模組儀器勢力再壯大
看好全球LTE-A市場布建商機,PXI模組化儀器廠商安捷倫及美商國家儀器分別在2013年11月及2014年上半年發表加入載波聚合(Carrier Aggregation, CA)技術量測功能的產品組合,藉此擴大PXI模組化儀器在無線通訊量測領域的市占比重。
美商國家儀器行銷經理郭皇志強調,智慧家庭相關技術將于5年內趨于成熟,因此該公司亦將推出相對應的量測方案。
美商國家儀器行銷經理郭皇志表示,智慧家庭是物聯網(IoT)市場里快速崛起的應用領域,然而,未來LTE及LTE-A大型基地臺訊號將不足以覆蓋各個家庭,因此小型蜂巢式(Small Cell)基地臺將扮演銜接智慧家庭最后一里路的重要角色。
郭皇志認為,智慧家庭概念逐漸蓬勃發展同時,小型蜂巢式基地臺在其中扮演的角色將愈來愈重要。美商國家儀器看好LTE-A在小型蜂巢式基地臺的應用,在 2014年上半年將針對PXIe-5644R機型更新蜂巢式網路測試軟體,進一步支援LTE及LTE-A的載波聚合功能量測。
事實上,安捷倫已搶先在2013年11月底針對小型蜂巢式基地臺中同時會出現的LTE-A及無線區域網路(Wi-Fi)802.11ac技術發表最新PXI版本的無線綜合測試儀--E6640A(圖3)。
安捷倫市場專案經理郭丁豪指出,E6640A提供多達四個TRX通道,每個TRX通道具有高達6GHz的頻率範圍、160MHz的頻寬與兩個全雙工埠、兩個半雙工埠,可以透過多埠轉接器(MPA)技術,同時平行測試高達叁十二個無線通訊裝置,縮短晶片商或系統廠的量測時間。
郭丁豪進一步指出,E6640A相較于上一代的產品--E6630A及E6607系列,最大的特色即為同時將LTE、LTE-A及802.11ac量測功能放在同一個PXI機箱中,不僅如此,E6640A還可支援藍牙(Bluetooth)、全球導航衛星系統(GNSS)等物聯網主流技術,有助客戶在更低的預算成本內快速推出智慧家庭系列產品。
郭皇志強調,由于智慧家庭中的產品,包括行動裝置、機上盒(STB)、小型家電等裝置的毛利都逐漸降低,因此網通廠皆已開始探索新的高性價比量測方案,例如智易科技即看好PXI方案的高調整彈性與成本效益,將原本其他廠商的單機版儀器轉換為美商國家儀器的PXI方案,做為測量802.11ac等物聯網技術的替代方案,欲加速產品上市時間并大幅度降低硬體汰換成本。
事實上,市調機構Frost and Sullivan研究報告指出,2001- 2017年全球模組化儀器市場年復合成長率(CAGR)將達18.1%,且預期至2017年,全球PXI模組儀器營收將達1億美元的規模,其中一大重要的驅動因素系市場對于高成本效益的自動化量測設備需求若渴,此外,模組化儀器在研發端應用領域大有斬獲亦是另一原因。
PXI/AXIe聯手出擊 模組化儀器進軍ATE市場
除PXI模組化儀器外,AXIe也是逐漸崛起的模組化儀器介面標準。鄭達強分析,由于AXIe模組占位面積較大、空間較足夠,因此多用在研發端,可容納研發端所需為數龐大的接腳、接線,此外,AXIe模組化儀器可建立良好的隔離系統,因此RF穩定度較PXI方案為高,可為研發端客戶降低須重新測試的風險。
許居永指出,為擴大模組化量測儀器應用範疇,Aeroflex結合PXI子系統與AXIe子系統,推出AX系列半導體量測平臺,讓模組化儀器跨足至半導體製程后端的自動化測試設備(ATE)市場。AX系列半導體量測平臺至多可整合五個AXIe模組及十八個PXI系統,相較于傳統的ATE方案,十分具價格競爭力。
許居永強調,在該平臺中,PXI系針對RF測試需求而設置,而AXIe則可提供非RF的測試功能,其中,針對半導體驗證市場需求,AXIe模組至多可提供250瓦(W)的電源供應範圍,未來Aeroflex更將因應產業變化,提供更高的電壓供應選項。
除PXI陣營廠商接連發布同時針對LTE-A及無線區域網路802.11ac等無線通訊技術的方案外,非PXI陣營的廠商--安立知(Anritsu)亦已加強旗下模組化產品組合,并以軟體升級方案提供客戶更多量測功能選擇,欲以更高的性價比與較小的機箱空間搶下訂單。
藉軟體升級量測功能 安立知擴大模組儀器應用版圖
安立知業務暨產品技術支援部門副理杜建一透露,未來安立知無線綜合測試儀將再加入ZigBee、Femtocell等量測選項。
安立知業務暨產品技術支援部門副理杜建一表示,安立知目前并未規畫在產品中加入PXI類別,原因是安立知本身具備自有的模組技術及軟體,可以透過高整合技術在更小的機箱空間內,提供客戶非常高的量測產能。
杜建一進一步指出,在物聯網蓬勃發展下,手機支援的無線通訊功能已有很大的轉變,因此,針對各式通訊協定的量測支援完整度,將成為模組化儀器商間決勝的重要關鍵。
以機上盒發展趨勢為例,目前多家品牌廠已視機上盒為未來智慧家庭閘道的理想選擇,因此于其中內建各式通訊技術,如地面數位視訊廣播(DVB-T)、Wi-Fi、藍牙、ZigBee等,以滿足各式智慧家庭功能及影音串流應用。
有鑑于此,安立知旗下的模組化通用無線測試儀MT8870A除內建藍牙、Wi-Fi、近距離無線通訊(NFC)、LTE/LTE-A等量測功能外,2013年下半年更讓客戶可以利用軟體升級方式加入全球衛星定位系統(GPS)、GLONASS等多種定位技術的量測功能。杜建一透露,安立知下一步將是針對ZigBee及毫微微蜂巢式基地臺(Femtocell)量測需求推出相關升級軟體,預計2014年下半年將可悉數上線。
杜建一認為,模組化儀器在基礎量測市場的角色愈來愈吃重,甚至已擠壓到相似功能量測單機版方案的生存空間,因此單機版方案紛紛上調規格,期朝更高階的市場如高頻元件量測或研發端市場邁進,至于產線端則將交由模組化儀器大展身手。
舉例而言,安立知MT8870A即包含頻譜分析儀(Spectrum Analyzer)、訊號產生器(Signal Generator)、射頻(RF)訊號衰減器、電表(Power Meter)等多種功能,單一機箱最多可以裝設四個模組,且因測試模組間可共享主機資源,如電源、機箱、內部總線接口等,因此可大幅度降低網通廠的初始設備投入成本。
杜建一認為,未來不論是向量網路分析儀(VNA)、誤碼率測試儀(BERT)、示波器(Scope)等各類產品線皆將朝向模組化發展,而安立知亦將評估市場情勢后推出更多的產品選擇。
顯而易見,無論是PXI、AXIe或儀器商自有模組技術,皆將成為基礎儀器市場快速崛起的勢力,而各大儀器商業已展開最新產品布局策略,為基礎儀器市場帶來新氣象,并邁向新的發展里程碑。