[图文]数字宽带示波器挑战10GHz的高速测试
2004年11月A版
在2003年全球销售扭亏为赢之后,2004年测量仪器业纷纷推出性能指标更高的产品,争取在市场中占有更大的份额。泰克公司三月份推出TDS6000B宽带数字存储示波器,带宽达到8GHz,继续保有世界最高指标的桂冠,同时宣布还有配套使用的PT80SMA带宽的8GHz差分探头,泰克在2000年初发布使用SiGe材料和工艺解决宽带数字示波器前端电路(即输入宽带放大器,信号取样保持电路)、探头跟随器等高速模拟电路,使TDS7000系列的带宽突破4GHz大关,在业界遥遥领先。从2000年至今,泰克平均以每年提高1GHz带宽的步伐前进,现在按带宽排序,分别由泰克居首位(8GHz),安捷伦公司第二(7GHz),力科公司第三(6GHz)构成业界三强。
测量仪器业的示波器类,频谱分析仪类,网络分析仪类,加上信号发生器类构成四大支柱,它们代表时域、频域,阻抗域和激励源,四类产品的销售额占全业界总销售额的70%以上。市场营销经验表明,某一行业只有一家独大,并不利于发展,由于没有对手而停滞不前,反之强者如林同样不利,过度竞争使力量削弱;三家鼎立的局面比较稳定,互相扬长避短,在其它业界亦有类似经验。
SiGe材料和工艺的突破
在1990年代逻辑电路IC已全部采用Si材料的CMOS工艺,直至今天,IC的线宽从1.0mm缩小到0.09mm,而且还在缩小,在另一方面,射频电路IC在2GHz以下以Si材料为主,在2GHz以上以GaAs材料为主。但是,需要射频和逻辑IC在一起时,GaAs与Si不能兼容,不能实现在同一块衬底上。在今天高度竞争的电子市场中,特别是高级测量仪器,需要有模似、数字相结合的专用IC。数字存储示波器就是典型实例,它的前端电路使用截止频率50GHz的模拟电路,它的快速模拟数字转换使用取样频率超过5GHz,依靠Si的CMOS工艺遇到实际困难。泰克公司为在示波器业保持领先地位,必须在高频高速IC方面有所突破。在找寻合适的合作者方面,泰克公司经过筛选,认为IBM公司的SiGe(硅锗)技术最具潜力,SiGe既有很高射频特性,而且可与CMOS工艺兼容,亦即著名的Bi-CMOS工艺,有望实现测量仪器领先电子产品主流技术的可能。泰克与IBM的强强联合,各自发挥核心技术和专长,为新产品的开发创造了一种高效的合作环境,终于开发出实时带宽4GHz的TDS7000系列数字荧光示波器。
IBM公司作为电脑业的巨头,拥有强大的半导体材料和器件实验室,一个材料研究组当时正在开发SiGe材料和工艺,同样物色在高频高速IC方面的应用,以便证明SiGe的商业价值。IBM不准备出售此项技术,而是找寻在通信、信息技术、测量仪器的强有力的合作者,泰克公司为创造新一代数字测量仪器的需求正好与IBM的想法不谋而合。泰克公司为此投入几千万美元的资金,对SiGe工艺寄以厚望,眼光非常独到。两家各有特点的高科技公司的结盟,使一种新IC工艺与一种领先的数字示波器开发得到密切结合,为测量仪器市场带来新的推动力。
