电子测量仪器产业及标准化研究报告（2024版）

全国电子测量仪器标准化技术委员会 《电子测量仪器产业及标准化研究报告》编制组 2025年1月 电子测量仪器产业及标准化研究报告 （2024版） 版权声明 本研究报告版权属于《电子测量仪器产业及标准化研究报告》全体编制组成员单位，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本研究报告文字或观点的，请注明：“来源： 《电子测量仪器产业及标准化研究报告》”。违反上述声明者， 《电子测量仪器产业及标准化研究报告》全体编制组成员单位将追究其相关法律责任。 Email：caoce@cesi.cn 网址：https://www.cesi.cn I II 编制组成员单位 （排名不分先后） 中国电子技术标准化研究院 电子信息产品标准化国家工程研究中心中电科思仪科技股份有限公司 中国电子科技集团公司第四十一研究所普源精电科技股份有限公司 优利德科技（中国）股份有限公司成都坤恒顺维科技股份有限公司凯云联创（北京）科技有限公司北京航天测控技术有限公司 青岛艾诺仪器有限公司广州致远仪器有限公司 中国电子科技集团公司第九研究所 北京数字电视国家工程实验室有限公司 深圳数字电视国家工程实验室股份有限公司广州赛恩科学仪器有限公司 苏州联讯仪器股份有限公司天津津航技术物理研究所北京津发科技股份有限公司 北京奥普托科微电子技术有限公司成都奇芯微电子有限公司 III 深圳市谙声科技有限公司哈尔滨工业大学 中山大学 电子科技大学大连理工大学华中科技大学 桂林电子科技大学东莞理工学院 国家数字音视频及多媒体产品质量检验检测中心国家虚拟现实/增强现实产品质量检验检测中心 全国音频、视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会 IV 目录 前言VII 1.电子测量仪器概述1 1.1电子测量仪器基本概念1 1.2电子测量仪器关键器部件与技术1 1.3电子测量仪器产品3 1.4电子测量仪器应用场景6 2.电子测量仪器产业发展情况11 2.1电子测量仪器产业政策11 2.2电子测量仪器发展趋势15 2.3电子测量仪器应用案例16 3.电子测量仪器标准化发展情况33 3.1电子测量仪器标准化现状33 3.2电子测量仪器标准体系34 3.3电子测量仪器标准研制情况40 4发展建议47 4.1强化顶层设计，引导产业有序发展47 4.2聚焦基础领域，补齐产业短板弱项47 4.3坚持开放共赢，深化产业国际合作47 4.4加强供需对接，打造产业良性循环48 4.5激发创新活力，提升产业全球竞争力48 V 前言 电子测量仪器是具有战略性和基础性的电子信息产品，广泛应用于教育科研、工业生产、航空航天、交通能源等各个领域。经过数十年的发展，我国电子测量仪器产业从技术水平、产品质量到可靠性水平均缩短了与世界先进水平的差距，部分仪器及测量技术已经接近国际先进水平，实现了主要电子测量仪器批量生产、高中低档仪器设备全面发展的新局面。电子测量仪器标准作为战略性创新资源，是科技创新转化的重要载体，对推动技术进步、服务企业发展、加强行业指导、引领产业升级起到先导性作用，也是推动整个电子测量仪器产业链上下游协同发展，加快建设现代化产业体系的坚实技术支撑。 本研究报告主要阐述了电子测量仪器的产业发展与标准化工作情况，研究提出我国电子测量仪器标准化体系建设思路和实施路径，为加强通过标准化技术组织构建电子测量仪器制造企业、运维服务商、研究机构和高等院校紧密合作关系提供技术支撑与方向指引，赓续推进电子测量仪器行业强链补链稳链工作。 VII 1.电子测量仪器概述 1.1电子测量仪器基本概念 电子测量仪器是以电子信息技术为基础，将电子测量技术、计算机技术、通信技术、数字化技术、先进制造技术等技术融合集成在单台设备或多台设备，所形成的检测装置 （系统）。通过捕获被测设备、器件、材料的电信号、光信号、电磁信号等物理参量变化，从而获取和分析设备参数及运行状态。具有测量频率范围宽、量程宽、方便灵活、速度快，以及能够与人工智能等新一代信息技术深度融合等特点。在当前我国制造业向高端化智能化绿色化转型的背景下，电子测量技术对工艺提升、质量控制等方面发挥至关重要的作用。 1.2电子测量仪器关键器部件与技术 1.2.1高端测量芯片 芯片是电子测量仪器的核心，其采购额占比占据电子测量仪器的35%~45%。由于电子测量仪器所需芯片种类众多、功能和性能不同、芯片研发投入大且研发周期长，多数电子测量仪器企业选择与相关芯片设计厂商合作设计制造芯片，部分企业也选择自行设计研发匹配本品牌测量仪器的专用模拟前端芯片、专用ADC、专用数字信号处理芯片、专用宽带差分探头放大器芯片、微波射频芯片等，通过优化芯片布局提升测量仪器的整体测量精度、抗干扰能力以及运算速度。 1 高性能的ADC、DAC、FPGA芯片为冲击中高端电子测量仪器市场奠定坚实基础，能够对电子测量仪器产品性能提升、产品系统集成度提高和降低生产成本等方面起到关键作用。 1.2.2高端测量部件 具有宽频带、高频率、高性能、高稳定性、低噪声特点的电子测量仪器部件，是支撑微波/毫米波通信测试、复杂电磁环境模拟测试、芯片测试等精密测量的重要保障。例如，使用良好的合金材料、合理的结构设计与加工工艺的高端微波部件，可有效减小电子测量仪器/测试系统的体积、重量、功耗和热耗，并提升可靠性和抗强电磁干扰能力；此外，其功率和相位随着温度的变化波动微小，使得电子测量仪器/测试系统的环境控制要求大幅降低。 1.2.3软件与算法 电子测量软件技术主要包括信号处理、校准、数据分析等算法。信号处理算法用于对采集到的信号进行滤波、去噪、放大等处理，以提高信号的质量和准确性；校准算法用于对仪器进行校准，消除仪器本身的误差和偏差，提高测量的精度和可靠性；数据分析算法用于对处理后的数据进行进一步的分析和处理，提取出有用的信息，为测量结果提供支撑。国内外主流测试软件均具备测试环境拓扑描述、测试监控、测试脚本开发、测试数据设计、测试执行数据采集与展示、测试结果分析等功能，基于此类开发工具可以实现半实物仿 2 真测试软件的开发与部署。 1.3电子测量仪器产品 电子测量仪器产品类目众多，按仪器功能划分，主要分为信号发生类仪器、信号分析类仪器、基本电量测量类仪器、元器件测试类仪器、网络与通信测试类仪器、太赫兹及光电测试类仪器、电源及电源测试类仪器、模块化仪器及自动测试系统、辅助测量装置。 1.3.1信号发生类仪器 信号发生类仪器通过产生各种幅度、频率、相位可变的仿真信号或激励信号，实现对其他电子设备（如放大器、滤波器、接收器和发射器等）的测试和校准。主要用于测试放大器（通过将信号发生器连接到放大器的输入端，可以测试放大器的增益、带宽和失真等参数）、校准滤波器（通过将信号发生器连接到滤波器的输入端，可以校准滤波器的中心频率、通带和阻带等参数）、测试接收器和发射器（通过将信号发生器连接到接收器或发射器的输入端，可以测试其接收或发送的信号质量和性能）、研究信号处理算法（通过产生各种类型的信号，可以研究和测试各种信号处理算法的性能和效果）等任务。 1.3.2信号分析类仪器 信号分析类仪器通过接收并分析模拟信号或数字信号，提供波形显示、频谱分析、频率测量、功率测量等功能，实 3 现对各种类型信号的测量和分析，帮助评估信号的特性和性能。主要用于测量和分析无线通信系统中的信号质量和性能指标，如信号强度、调制度、频率偏移；扫描和分析无线电频谱，检测和识别不同频段的信号源；对音频信号进行频谱分析、失真测量和噪声分析；对射频信号进行频谱分析、功率测量和调制分析等任务。 1.3.3基本电量测量类仪器 基本电量测量类仪器根据欧姆定律和基尔霍夫电压定律等基本电学定理，利用电路中不同元件的电特性来实现电参数测量。主要用于测量包括电流（安培表、毫安表、微安表）、电压（伏特表、毫伏表）、功率等电能量参数；电阻、电感、电容、复数阻抗、品质因数等电路参数；频率、周期、时间、相位等电信号特性参数。为各种电气设备和系统的设计、调试和维护提供了重要的数据支持。 1.3.4元器件测试类仪器 元器件测试类仪器通过产生测试信号，利用测量电路对元器件的响应进行测量，分析数据并提取出元件的参数值。主要用于测量电阻器（标称阻值、额定功率、精度、最高工作温度）、电容器（电容值、额定电压、耐温）、电感器（电感值、品质因数）、半导体器件（二极管、三极管、IGBT、MOSFET等器件的击穿电压、漏电流、阈值电压、开启电压、跨导、压降、导通内阻）等元器件参数，辅助判断电子元器 4 件性能及工作状态。 1.3.5网络与通信测试类仪器 网络与通信测试类仪器通过模拟网络环境、发送测试流量、监测和分析网络性能以及提供实时反馈的方式，对网络设备和通信链路进行全面、深入的测试。主要用于测试网络设备、通信链路、网络服务以及网络安全等，涵盖了物理层测试到复杂应用层测试，是确保网络及通信设备正常运行、优化网络性能、提高网络安全性的关键工具。 1.3.6太赫兹及光电测试类仪器 太赫兹及光电测试类仪器通过接收光波以及微波毫米波频段信号，处理和转换为电信号进行测量分析，能够精确测量光学信号以及高频电磁信号的电学响应，以及相关器件或系统的性能参数。主要用于材料（半导体材料、高分子材料、隐身材料）、相控阵天线、光电器件（光电二极管、光电倍增管、光电耦合器）、光学系统（镜头、光学滤光片、分光器）、光电信号（光功率、光波长、光频率、光相位）的测量，是高速无线通信、遥感、导航等领域的重要测量设备。 1.3.7电源及电源测试类仪器 电源及电源测试类仪器涵盖了为电子设备供电的电源装置，以及面向电源装置的测试仪器。电源测试类仪器通过采集和分析电源装置输出电压、电流、功率、效率、纹波等 5 参数评估电源设备性能，主要用于交流电源、直流电源、程控电源、电子负载等供电与测试，确保电源设备的质量和可靠性。 1.3.8模块化仪器及自动测试系统 模块化仪器是一种基于标准软硬件通信接口的测试测量设备，具有集成度高、扩展性强、易于运维的特点。自动测试系统是以通用计算机为核心，以标准接口总线为基础，由可程控电子仪器（或智能仪器、模块化仪器）等构成的自动化测试系统。依靠模块化仪器的灵活部署以及自动测试系统的定制化集成，形成了面向材料电磁参数、器件部件组件、微波毫米波天线、复杂电磁环境构建等应用场景的数字化测量解决方案，提升测量效率。 1.3.9辅助测量装置 辅助测量装置主要包括测量仪器扩频器、仿真仪、微波探针、线缆、定位平台、夹具等定制化外设，在泛半导体测试、通信测试、精密测量等领域提供高稳定性与可靠性的测量辅助保障。 1.4电子测量仪器应用场景 电子测量仪器是产品设计制造的基础，广泛应用于国民经济的各个领域，典型应用场景包括无线通信、高端装备制造、新能源、消费电子、半导体集成电路以及军事领域等。 1.4.1无线通信测量场景 6 无线通信使用了多种无线电、电磁波传输技术、蜂窝通讯技术和其他无线数据通信技术等方式，在设计制造、测试验证、运维监测过程中，需要各类测试设备、测试方法和系统支持信道扩展、在毫米波频率上传输和测量、捕获数据并进行后期数据分析与处理等功能。因此，无线通信测试场景从基带信号的传输，到电磁波辐射到空中的整个过程都需针对无线通信进行测试和测量。此外，随着未来50G无源光网络和5.5G技术的商用，高带宽频谱分析仪、示波器等无线通信类产品专用测量仪器将迎来新一波产品替换潮。 1.4.2高端装备测量场景 高端装备制造离不开微纳结构测量、在线/原位测量等关键测量技术的支持，是实现我国重大装备“上水平”、制造过程“高性能”、服役状态“恒保持”的关键。超精密测量对提升高端装备制造质量具有基础支撑作用，并在制造全过程中的质量控制发挥决定性作用。随着计算机图像处理技术的迅速发展，基于机器视觉的精密测量仪器在高精度器件表面缺陷检测、纳米平台坐标检测等方面已经成为重要技术手段。 1.4.3新能源测量场景 以新能源汽车、锂电池和太阳能电池为代表的“新三样”已经成为我国在全球产业链中