今年以來,Keysight(是德科技)的示波器產品Infiniium UXR系列先后有兩次新品發布,接連引起了業界廣泛關注。
有意思的是,此次Infiniium系列產品并不像過去一樣以S、V、Z等單字母命名,而是選擇了類似頻譜儀的系列名字命名。對此,Keysight網絡基礎設施測試部市場經理杜吉偉表示,“我們在示波器領域已經走入了無人區,所以希望產品命名也不一樣,UXR這個名字借鑒了我們的王牌頻譜儀的名字UXA,U=Ultera ,X=Extreme,R=Real-time scope。”
UXR第一次發布是宣布推出全新系列示波器產品,是業界唯一支持Terabit研究的實時示波器,具有高達110 GHz的實時帶寬,業界領先的采樣率(256 GSa / s)和信號完整性(最低本底噪聲和抖動)。
第二次發布則是在不久前日本舉行的Keysight World上,Infiniium UXR系列示波器,由原來的80GHz~110GHz帶寬,擴展到13GHz~110 GHz全系列。
近日,杜吉偉從定義、開發、市場應用等全方位解讀了UXR系列產品,同時深入講解了Keysight的企業精神。
“有句成語是海納百川有容乃大,如果你的胸懷足夠寬闊的話,就是大江大浪進來,都能夠容納進來,也可以看到每一個清晰的浪花,示波器也是如此,自身越純凈的產品就會越強大。”杜吉偉說道。
Keysight網絡基礎設施測試部市場經理杜吉偉
UXR系列產品詳解
UXR產品的特點如下:
10 位垂直分辨率和出色的信號完整性,可提供優異的有效位數(ENOB),從而實現更高的裕量;
40 GHz - 110 GHz 帶寬的型號提供每通道 256 GSa/s 的采樣率,13 至 33 GHz 型號提供每通道 128 GSa/s 的采樣率,每個采樣點物理位數都是10-bit,時間和空間精度雙重保障;
四個通道同時使用,保證每個通道都是滿帶寬;通道間固有抖動低于 35 fs(rms),提供精確的時序測量;
可選配全套原廠級自校準模塊,確保長期測量的精度,同時避免了設備送校的需求;
基于是德科技專有磷化銦(InP)工藝制造的芯片可支持高帶寬下的寬廣量程。
UXR產品圖,紅色的Keysight Logo相當于攝像機上的紅點,代表著Keysight的專注,這是Keysight成功的基石。
杜吉偉表示,現在廠家推新品的時候,一般在一點上能夠實現技術突破已經不容易了,但是Keysight能夠同時在幾點上均提供創新,這是非常不容易的。“我們常說一個點是突破,兩個點是創新,三個點是非常了不起,四個點同時實現突破,這就是走到無人區的寂寞了。”杜吉偉說道。
只有Keysight可以實現4個通道同時使用時,每個通道均滿帶寬運行。如果按照每個通道價格計算的話,這臺儀器的價格是最便宜的。
對于分辨率來說,Keysight同時實現了10-bit分辨率和水平256G Sa/s采樣率,實現了絕對的信號精準度。對于部分用戶來說,高帶寬并不一定需要,但是會需要更高的分辨率。一般來說,分辨率和采樣率呈反比,也正因此,部分示波器在標注性能指標時,都會特別注明該特定分辨率是在該特定采樣率下實現的。“我們的產品性能定義都是以實際的ADC物理性能指標表示。”杜吉偉強調道。而為了讓用戶更好地分辨這幾類ADC的區別以及其他公司的“文字游戲”,Keysight也撰寫了一篇白皮書,讓用戶可以更清楚明白其中的奧秘。
所以,現在越來越多的示波器廠商喜歡采用ENOB(等效位數)概念,ENOB是衡量示波器調理電路、模數轉換器(ADC)性能的綜合指標,ENOB越大,示波器數據采樣的精度就越高,示波器底噪、產生的各類誤差越小。
Keysight官方提供的白皮書,對比了幾家主流示波器廠商前端采集處理的實現方法
Keysight示波器一切的優勢,幾乎都源于80年代就開始開發的磷化銦技術上。與較早的砷化鎵 (GaAs) 工藝相比,磷化銦工藝技術具有更高的晶體管切換頻率與出眾的材料屬性。磷化銦技術具有更高的飽和電子速率和峰值電子速率、較高的導熱性、較低的表面重組速率以及較高的故障電場。從而實現:
高頻率時更為平坦的響應;通過低噪聲、絕緣基片獲得更高的測量精度;較低的功率損耗帶來更高的可靠性;支持更高的量程,避免使用衰減器給信號帶來了干擾。
從十幾年前說起
提到磷化銦,就不得不提到安捷倫時代,2002年,Keysight 現任CEO Ron Nersesian剛剛離開另外一家儀器廠商,回歸當時的安捷倫,彼時,他開始負責示波器業務產品線。“當時Ron定下了一個目標,我們要做示波器要不就不做,做就要做行業老大。我們要做莊家,而不是跟隨者,這就意味著我們要制定并領導業界的游戲規則。”杜吉偉回憶道。
“Ron當時解釋道,我們每個人都不是神仙,誰都無法預測將來的目標能否實現,但我們要成為莊家,掌控成功的概率,通過不斷推高概率從而獲得成功。”
Keysight CEO Ron Nersesian
對于如何推高概率,Ron提到了成功的底層邏輯,首先就是專注,要對正確的事情allin;第二點是節奏,控制好產品推出的節奏,這個節奏一定是和用戶的痛點相結合。第三就是要有必勝的信念,需要通過一次次的產品迭代而形成的。
而時任安捷倫副總裁兼示波器事業部總經理現任Keysight CTO Jay Alexander當初就曾表示:“我們要在示波器行業立足,一定要從我們的優勢和強項出發,我們是一家射頻微波公司,如何把射頻的領先技術應用到高端示波器上,這是我們的強項,我們的技術優勢,如果我們做低端示波器,是沒有任何成本優勢的。”
Keysight CTO Jay Alexander
如果回顧Keysight在示波器產品的歷史,我們可以看到Keysight的示波器產品帶寬從最早的6GHz,到12GHz,再到33GHz,63GHz以及如今的110GHz,每一次產品的更新都是一次迭代,每一次產品技術突破都是一次信心的建立,每一次熱銷都不斷鞏固著Keysight市場地位,最終成就了Keysight高端市場霸主的地位。
正是因為在示波器領域收獲了成功,Ron和Jay此后都被任命為Keysight的高管。“能率領Keysight在競爭激烈示波器市場從小到大,這正說明了兩位的領導力,現如今的時代變化太快,只有有活力有創新力的人來領導公司,才能繼續不斷前行。”杜吉偉說道。
除了有高瞻遠矚的領軍人物之外,Keysight還有大量勤勤懇懇的工程師,正是由于他們的聰明才智,才讓Keysight的產品得以不斷進入“無人區”。杜吉偉講述了Keysight一位普通的電子工程師Dave Dasher的經歷。
Keysight工程師Dave Dasher
其實他的簡歷非常簡單,從1984年畢業起,這名工程師就在惠普工作,如果不是惠普分拆那么他的個人簡歷會更簡短。“Dave一輩子的工作就是在做前端放大器電路,這個工作看似單一,但它決定了一臺示波器的性能。他曾和我說過,每一個技術細節并沒有那么容易,開發前端電路就想剝洋蔥一樣,每剝一層就是一層的淚。他曾經有半年時間工作沒有進展,整個人就像走在黑暗的隧道里面,什么都看不見,完全沒有方向感的瞎摸瞎碰。”杜吉偉說道。
在前端電路采集板卡設計中,Keysight采用了法拉第屏蔽箱技術,通過在PCB上“長”出三維空間的銅從而實現對電磁的屏蔽,進一步降低示波器的本底噪聲和固有抖動,讓高頻信號更加精確。“實際上想要設計一款絕對優秀的高頻示波器,要注意很多設計細節,如果公司本身不具備射頻微波的能力,很難有這種技術突破的。”杜吉偉說道。
40-110GHz模擬前端頭,利用了法拉第屏蔽箱技術
軟件的力量
在Keysight內部有一個公式:insight =software(軟件)+hardware(硬件)+people(專業人員)
今年以來,無論是Ron還是Jay都在強調Keysight要轉型從專注產品到面向客戶提供軟件和服務,并宣布推出PathWave軟件平臺。
杜吉偉表示,PathWave仿真和PathWave測試軟件可以幫助工程師迅速實現產品的測試開發。
“產品的開發往往都不是從零開始,而是一代代的迭代,如果想加速產品的開發周期,工程師可利用軟件充分的進行仿真和測試,避免反復修改產品原型。通過PathWave,真正打通了仿真和測試兩個環節,使測試里有仿真,仿真里有測試。”杜吉偉說。
此外,PathWave還提供了云平臺,客戶可將每個測試程序、流程和結果放到網上,實現協同研發,同時也可以更輕松和直觀的查看各個測試版本結果,以方便最終決策。
獨特的三重研發架構
杜吉偉特別強調了Keysight的三重研發架構,包括Keysight實驗室,研發中心以及解決方案中心,其中Keysight實驗室負責開發未來3-5年甚至10年后的技術,包括此前的磷化銦技術,以及現在大火的量子計算技術,該實驗室都有所涉及。研發中心負責的是將前沿技術產品化,實現真正的商業需求。而解決方案中心則是負責滿足客戶及市場的需求,解決客戶的工程痛點。
比如UXR示波器,Keysight實驗室負責第二代磷化銦半導體工藝優化、高速10-bit ADC
及內存控制器的開發,研發中心則是進行仿真、制版、調試等工作,解決方案部則像搭積木一樣,針對用戶的不同需求,將軟硬件積木進行概念性搭建,實現客戶方案的快速響應。“此前沒有這套研發流程時,我們只能根據客戶的需求看看現有產品能不能滿足,如果無法滿足的話只好重新開發,一般高端儀器的研發周期至少三年,所以很難滿足客戶的突發性需求。”
杜吉偉表示,公司從安捷倫被剝離之后,公司名稱命名為Keysight,其中Key代表了鑰匙,sight則代表了洞察力,Keysight愿意作為發掘客戶發掘產業洞察力的鑰匙,解決用戶的實際問題。