文/鄭薈民

早期國內非標測試企業(yè)主要為家電、電表等批量生產數量較大的行業(yè)，或者航空航天等有特殊需求的行業(yè)提供測試設備。這類產品電子基本為單層、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 ），FPCA（Flexible Printed CircuitAssembly）生產加工工藝的提高，生產效率的優(yōu)化，對生產過程中測量設備提供了更高的要求。特別是以智能手機為代表消費類電子產品的普及，數千萬級電子產品的主板、組件、配件等在生產過程中需要進行精密的測試與篩選。尤其是美國蘋果公司Ιphone、Ιwatch、Ιpad、Mac book等產品在國內代工廠生產與組裝，其檢測需求對測量設備的集成度，精密度，穩(wěn)定性等要求大大提高，例如，Ιwatch PCB 單板測試點數量300～400個，電壓測試的分辨率最小接近五位半。因此為國內非標測試企業(yè)向精密電子測量提供發(fā)展機會，目前國內知名非標測試企業(yè)數量超過30家， 主要集中在華南地區(qū)，筆者支持過的非標測量企業(yè)20家，其中行業(yè)的龍頭企業(yè)長園運泰利2016年年產值超過10億元人民幣，已經扭轉該行業(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，國內非標行業(yè)的崛起對國內知名品牌的消費類產品提供有力的推動，目前華為，ΟPPΟ，ViVo等廠商由整機測試逐漸優(yōu)化到組件級測試。

圖1：長園運泰利集成自動化測試產線

1 傳統(tǒng)非標測量行業(yè)中電子測量產品發(fā)展

該行業(yè)對終端廠商需求的時效要求極高，以消費類產品的非標測試設備為例，從納入需求到提供測試樣機僅有2周時間，并且樣機能夠滿足測試要求。因而，在非標測試行業(yè)發(fā)展過程中第一階段，多數非標設備廠商優(yōu)先選擇用標準工業(yè)數據采集卡，或者國際一線品牌（吉時利、是德）儀器儀表，組裝在設備內部實現測量，例如，以音頻體驗為主的VΙVΟ品牌手機的音頻測試，曾使用NΙ音頻測試卡和Lab view并配合工業(yè)電腦實現測試。該階段的測量設備精度優(yōu)良，但面數千臺的測量設備需求時，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整。

第二階段，非標測試設備廠商對于終端產品中電子測試指標與功能的掌握，以及電子技術人才引入，和以亞德諾（ADΙ）半導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，幫助國內非標測試設備廠商的設計工程師加快自主研發(fā)測量硬件的進度，實現單板功能代替工業(yè)數據采集卡，或者標準儀器儀表的功能模塊，筆者服務的非標測試廠商都已經達成該階段。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，難于實現測量系統(tǒng)校準，進而測量精度相比標準儀器存在一定差距，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，將測量平臺根據使用功能細化為獨立模塊，例如ARM/MCU主控制模塊、數字電源模塊、萬用表測試模塊、電子負載模塊、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、長園運泰利、珠海精實、深圳燕麥、珠海博杰、深圳德富萊、深圳訊科達等公司，已經針對測試需求較多的項目，立項做標準化測量平臺，或者成立獨立事業(yè)部從事前沿標準化測量系統(tǒng)開發(fā)。其中，精密測量類以廣州思林杰標準測量模塊的性能最為突出，其產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；最高實現七位半分辨率，模擬采樣最大速率：250Kbps，其性能與標準儀器向媲美，并在國內外內諸多友商成功驗證。如圖2所示。

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

2 非標測量行業(yè)中自動化電子技術發(fā)展

非標測試設備以操作人員的使用可分為手動測試夾具，和自動化測試設備。隨著生產設備的升級，自動化測試設備已經成為行業(yè)的主流，長園運泰利，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測試自動化，但是現階段非標測試行業(yè)普遍使用專業(yè)商的伺服驅動器或者電機驅動器，近期部分廠商已經啟動自主研發(fā)電機驅動平臺，亞德諾（ADΙ）半導體，提供基于ADSP-CM408的電機控制系統(tǒng)可以高效評估,逐步幫助非標行業(yè)電子技術人員實現自動化控制器的自主研發(fā)。

表1：SE2117-1 參數

3 國內非標測試行業(yè)新應用領域發(fā)展

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

（1）面向國內智能終端廠商提供非標測試服務，此前深圳博輝特，深圳策維，東莞每通，深圳強瑞主要為國內知名智能終端提供測試服務。隨著國內智能終端品牌影響增大，產品出貨量在全球的大幅提升，使得對非標測試產品數量和品質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，增進國內智能終端廠商對生產和測試發(fā)展現狀，促成優(yōu)質非標測試廠商已經與國內智能終端廠正式接洽。

（2）拓展新型非標測試領域服務——芯片測試設備。以國際知名芯片廠商亞德諾（ADΙ）半導體的芯片產品為例，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備，目前在芯片測試測試行業(yè)國內的廠商屈指可數，華南地區(qū)僅有佛山聯動一家廠商，其測試設備多數面向的測試主體是被動器件，例如，二極管，三極管，場效應管等。在微處理（MCU）等主動器件的芯片測試設備主要外國外廠商，其測試設備的售價之高嚴重制約我國國產芯片的商用化推廣。自從去年中美貿易糾紛出現，筆者敏銳的意識到芯片的技術枷鎖，隨即結合亞德諾（ADΙ）半導體的ADATE318、AD5560、AD5522等芯片測試領域的專屬芯片及方案的技術優(yōu)勢，在現有非標測試（FCT/ΙCT）廠商群體中選擇優(yōu)質客戶重點推薦，幫助實現國產中高端數?；旌闲酒瑴y試設備的商業(yè)化，截至目前已經幫助兩家非標測試廠商實現技術升級，完成芯片測試設備硬件樣機調試。

4 結語

上述是筆者通過近三年的對非標測試行業(yè)廠商的電子技術支持與調研，深入了解我國主流的非標測試廠商的電子技術的現狀和面臨問題，以及所提供個人見解和支持舉措。其中對未來非標測試的中高速檢測設備和芯片測試設備研發(fā)支持工作仍在進行中，另外在伴隨這兩家客戶測試設備樣機的調試中，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備的國產化，并略盡綿薄之力實屬榮幸。