高速增長的模塊化儀器 該從朝陽走向正午了

如果說人工智能統(tǒng)治了軟件和應用，那么模塊化就是硬件和設備的未來。從最微觀的Chiplet到最宏觀的云服務器，模塊化的靈活性和高可擴展性幾乎滲透到所有電子系統(tǒng)設計中，成為當之無愧的硬件結(jié)構(gòu)主流。

模塊化有多火？根據(jù)Grand View Research進行的研究表示，預計到2027年，全球模塊化儀器市場規(guī)模將達到3.11萬億美元，復合年增長率為6.3%。這一需求主要受到測試和測量儀器市場增長的顯著影響。

多方驅(qū)動模塊化儀器市場飆升

通信和網(wǎng)絡領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和進步，以及電子設備的廣泛采用，讓模塊化儀器的特點發(fā)揮得淋漓盡致，模塊化儀器作為廣泛用于測試、監(jiān)控和自定義測量系統(tǒng)的設備，非常適合5G、雷達通信、衛(wèi)星通信、無線電和電視廣播以及IoT系統(tǒng)的測試和維護。預計到2028年之前，5G部署的投資將為模塊化儀器市場提供巨大的增長機會。5G的部署將支持許多應用，如自動駕駛汽車、聯(lián)網(wǎng)汽車、IoT和各種最終用途應用，這些新增的市場應用都是模塊化設備最擅長的舞臺。對5G和未來6G技術(shù)的深入研究越來越復雜，軟硬件成本幾乎成幾何級數(shù)增長，因此能夠減少開發(fā)時間和硬件復雜性的模塊化儀器施展的空間越來越大。目前無論從原型搭建到原型驗證，再到各種設備生產(chǎn)測試和網(wǎng)絡場測，模塊化幾乎成為測試方案的首選架構(gòu)。

除了移動通信外其他無線通信標準設備的使用以及窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）和移動物聯(lián)網(wǎng)標準（如藍牙低功耗（BLE）和LTE-M）的出現(xiàn)同樣會推動模塊化儀器市場的增長。對無線技術(shù)的需求增加是由無線通信行業(yè)的進步所推動的，例如更高的移動性、智能設備的采用以及由于智能手機采用率的提高和網(wǎng)絡覆蓋范圍的擴大而導致的移動數(shù)據(jù)流量的增長，這些必然催生在無線設備初始開發(fā)階段對模塊化測試設備的需求，以及后期在各個應用中測試的需求。

同時，模塊化儀器被智能手機制造商、網(wǎng)絡提供商、電子元件制造商等領(lǐng)域廣泛接受，帶動了在工業(yè)領(lǐng)域的快速擴張。連接設備數(shù)量的增加導致在測試設備可行性方面的支出增加，從而推動了模塊化儀器的采用。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備數(shù)量的增加帶來的復雜度和擴展性測試需求則為模塊化儀器的增長增加新的動力。例如，根據(jù)GSMA的數(shù)據(jù)，到2026年將有300億臺連接設備。這些IoT連接設備包括追蹤設備、車輛、公用事業(yè)儀表、消費電子產(chǎn)品和可穿戴技術(shù)自動售貨機，以及智能手機和平板電腦。因此，上述設備的普及導致了對測試、檢查和驗證智能產(chǎn)品和其他設備的日益增長的需求，以確保已部署設備的可靠性。

特別的，電子和半導體設備的廣泛采用推動了亞太地區(qū)眾多新制造工廠的建立。電子和半導體設備的不斷部署導致了設備復雜性和設計約束的增加，大量復雜的先進生產(chǎn)線需要對設備的性能進行測試、檢查和監(jiān)控，亞太地區(qū)的制造業(yè)采用模塊化儀器的訴求是最為迫切的。

航空航天與國防應用的模塊化儀器需求預計將在未來四年內(nèi)實現(xiàn)約4.0%的復合年增長率（CAGR）。由于復雜的通信設備，模塊化儀器在航空航天和國防領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，這兩個行業(yè)正好是模塊化儀器最早進入的行業(yè)，或者可以說正是這兩個行業(yè)的復雜多變的測試需求，催生了模塊化結(jié)構(gòu)。在航空航天和國防行業(yè)，模塊化儀器被用于機器視覺系統(tǒng)、自動測試設備、頻譜分析儀、網(wǎng)絡分析儀和信號發(fā)生器等。因此，這些儀器通過檢查各種子系統(tǒng)、組件和系統(tǒng)，確保通信、跟蹤和檢測的最終使用設備的安全性和可靠性。此外，在航空航天和國防行業(yè)中采用模塊化儀器的主要原因是其特性，如低功耗和最終使用設備的快速測量。

標準總線模塊化儀器領(lǐng)漲

雖然說標準化總線模塊儀器所占的比例在模塊化儀器營收占比中并不高，但卻是增長最為迅速的一個行業(yè)。據(jù)QYResearch調(diào)研團隊最新報告“全球標準總線模塊化儀器市場報告2023-2029”顯示，預計2029年全球標準總線模塊化儀器市場規(guī)模將達到184.8億美元，未來幾年年復合增長率CAGR為9.5%。

從收入來看，PXI總線儀器在2019年占據(jù)了市場的主導地位，收入份額達到78.9%。PXI平臺提供了許多優(yōu)勢，如改進的性能、主流的軟件模型和降低成本。因此，由于這些優(yōu)勢，PXI平臺已被眾多最終用戶廣泛采用。此外，PXI平臺使用戶能夠?qū)鹘y(tǒng)測量能力與基于現(xiàn)代計算機的模塊化架構(gòu)（如運動控制、機器視覺和自動化）相結(jié)合。

PXI平臺不僅支持傳統(tǒng)測量儀器的集成，還能夠與現(xiàn)代計算機技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)更高級的功能和更廣泛的應用。從1997年由NI公司推向市場以來，PXI總線相關(guān)的模塊化儀器先是在PC產(chǎn)業(yè)的帶動下發(fā)展迅猛，從2002年開始則迎來完全革命性的獨立發(fā)展機遇。PXI技術(shù)基于模塊化設計，使用戶能夠根據(jù)需要靈活擴展系統(tǒng)。這種可擴展性允許用戶構(gòu)建定制的測試與測量解決方案，以滿足特定的應用需求。例如，PXI系統(tǒng)可以集成運動控制、機器視覺和自動化等現(xiàn)代計算機模塊，為用戶提供更強大的測試與測量能力。另一方面，在帶來強大測試性能和高度靈活的擴展性同時，PXI設備相比傳統(tǒng)臺式儀器在向低功耗和小尺寸方面同樣具有明顯的優(yōu)勢，堪稱在降低測試設備采購整體成本同時，還節(jié)約了尺寸和能耗。

隨著PXI標準不斷擴展，其總線性能得到了顯著提升。PXI平臺提供更高的測量速度和數(shù)據(jù)處理能力，以滿足日益增長的科學和工業(yè)應用需求。PXI技術(shù)的發(fā)展也推動了軟件與硬件的協(xié)同優(yōu)化。通過軟件定義硬件的方式，用戶能夠更靈活地配置和管理PXI系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的靈活性和可維護性。PXI技術(shù)正在向智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展。通過集成智能傳感器和網(wǎng)絡接口，PXI系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和故障診斷等智能功能，提高系統(tǒng)的可靠性和易用性。

雖然PXI技術(shù)現(xiàn)在成為模塊化總線測試設備的絕對領(lǐng)導者，但PXI技術(shù)發(fā)展也遇到一些現(xiàn)實問題。PXI技術(shù)的標準化程度對于其廣泛應用至關(guān)重要。然而，目前PXI技術(shù)的標準制定和兼容性方面仍存在一些問題，如不同廠商之間的產(chǎn)品兼容性、標準更新滯后等。這可能導致用戶在使用PXI系統(tǒng)時遇到一些障礙。隨著測試需求的日益復雜和多樣化，PXI技術(shù)面臨著如何持續(xù)提高測量速度、數(shù)據(jù)處理能力、系統(tǒng)可靠性和可擴展性等技術(shù)挑戰(zhàn)。這要求PXI技術(shù)不斷創(chuàng)新，以滿足日益增長的測試需求，不過PCI技術(shù)的更新速度拖累了PXIe在某些特殊應用領(lǐng)域的高性能表現(xiàn)。

目前在速度方面相比PXI擁有一定優(yōu)勢的是AXIe技術(shù)，這是是德科技（當時是安捷倫）主推的一個更昂貴但更高性能的總線。AXIe細分市場預計在預測期內(nèi)將以超過6.5%的年復合增長率（CAGR）擴張。AXIe的特性包括觸發(fā)、定時和模塊間數(shù)據(jù)傳輸，這對于實現(xiàn)高性能模塊化儀器系統(tǒng)至關(guān)重要。此外，AXIe還包括LAN和PCIe接口，可以作為虛擬PXI儀器。由于AXIe平臺的上述優(yōu)勢和靈活性，預計將在預測期內(nèi)推動該細分市場的增長。