2018年09月27日 | 从Keysight UXR系列示波器看Keysight企业精神

今年以来，Keysight（是德科技）的示波器产品Infiniium  UXR系列先后有两次新品发布，接连引起了业界广泛关注。

有意思的是，此次Infiniium系列产品并不像过去一样以S、V、Z等单字母命名，而是选择了类似频谱仪的系列名字命名。对此，Keysight网络基础设施测试部市场经理杜吉伟表示，“我们在示波器领域已经走入了无人区，所以希望产品命名也不一样，UXR这个名字借鉴了我们的王牌频谱仪的名字UXA，U=Ultera ,X=Extreme,R=Real-time scope。”

UXR第一次发布是宣布推出全新系列示波器产品，是业界唯一支持Terabit研究的实时示波器，具有高达110 GHz的实时带宽，业界领先的采样率（256 GSa / s）和信号完整性（最低本底噪声和抖动）。

第二次发布则是在不久前日本举行的Keysight World上，Infiniium UXR系列示波器，由原来的80GHz~110GHz带宽，扩展到13GHz~110 GHz全系列。

近日，杜吉伟从定义、开发、市场应用等全方位解读了UXR系列产品，同时深入讲解了Keysight的企业精神。

“有句成语是海纳百川有容乃大，如果你的胸怀足够宽阔的话，就是大江大浪进来，都能够容纳进来，也可以看到每一个清晰的浪花，示波器也是如此，自身越纯净的产品就会越强大。”杜吉伟说道。

Keysight网络基础设施测试部市场经理杜吉伟

UXR系列产品详解

UXR产品的特点如下：

10 位垂直分辨率和出色的信号完整性，可提供优异的有效位数（ENOB），从而实现更高的裕量；

40 GHz - 110 GHz 带宽的型号提供每通道 256 GSa/s 的采样率，13 至 33 GHz 型号提供每通道 128 GSa/s 的采样率，每个采样点物理位数都是10-bit，时间和空间精度双重保障；

四个通道同时使用，保证每个通道都是满带宽；通道间固有抖动低于 35 fs（rms），提供精确的时序测量；

可选配全套原厂级自校准模块，确保长期测量的精度，同时避免了设备送校的需求；

基于是德科技专有磷化铟（InP）工艺制造的芯片可支持高带宽下的宽广量程。

UXR产品图，红色的Keysight Logo相当于摄像机上的红点，代表着Keysight的专注，这是Keysight成功的基石。

杜吉伟表示，现在厂家推新品的时候，一般在一点上能够实现技术突破已经不容易了，但是Keysight能够同时在几点上均提供创新，这是非常不容易的。“我们常说一个点是突破，两个点是创新，三个点是非常了不起，四个点同时实现突破，这就是走到无人区的寂寞了。”杜吉伟说道。

只有Keysight可以实现4个通道同时使用时，每个通道均满带宽运行。如果按照每个通道价格计算的话，这台仪器的价格是最便宜的。

对于分辨率来说，Keysight同时实现了10-bit分辨率和水平256G Sa/s采样率，实现了绝对的信号精准度。对于部分用户来说，高带宽并不一定需要，但是会需要更高的分辨率。一般来说，分辨率和采样率呈反比，也正因此，部分示波器在标注性能指标时，都会特别注明该特定分辨率是在该特定采样率下实现的。“我们的产品性能定义都是以实际的ADC物理性能指标表示。”杜吉伟强调道。而为了让用户更好地分辨这几类ADC的区别以及其他公司的“文字游戏”，Keysight也撰写了一篇白皮书，让用户可以更清楚明白其中的奥秘。

所以，现在越来越多的示波器厂商喜欢采用ENOB(等效位数)概念，ENOB是衡量示波器调理电路、模数转换器(ADC)性能的综合指标，ENOB越大，示波器数据采样的精度就越高，示波器底噪、产生的各类误差越小。

Keysight官方提供的白皮书，对比了几家主流示波器厂商前端采集处理的实现方法

Keysight示波器一切的优势，几乎都源于80年代就开始开发的磷化铟技术上。与较早的砷化镓 (GaAs) 工艺相比，磷化铟工艺技术具有更高的晶体管切换频率与出众的材料属性。磷化铟技术具有更高的饱和电子速率和峰值电子速率、较高的导热性、较低的表面重组速率以及较高的故障电场。从而实现：

高频率时更为平坦的响应；通过低噪声、绝缘基片获得更高的测量精度；较低的功率损耗带来更高的可靠性；支持更高的量程，避免使用衰减器给信号带来了干扰。

从十几年前说起

提到磷化铟，就不得不提到安捷伦时代，2002年，Keysight 现任CEO Ron Nersesian刚刚离开另外一家仪器厂商，回归当时的安捷伦，彼时，他开始负责示波器业务产品线。“当时Ron定下了一个目标，我们要做示波器要不就不做，做就要做行业老大。我们要做庄家，而不是跟随者，这就意味着我们要制定并领导业界的游戏规则。”杜吉伟回忆道。

“Ron当时解释道，我们每个人都不是神仙，谁都无法预测将来的目标能否实现，但我们要成为庄家，掌控成功的概率，通过不断推高概率从而获得成功。”

Keysight CEO Ron Nersesian

对于如何推高概率，Ron提到了成功的底层逻辑，首先就是专注，要对正确的事情allin；第二点是节奏，控制好产品推出的节奏，这个节奏一定是和用户的痛点相结合。第三就是要有必胜的信念，需要通过一次次的产品迭代而形成的。

而时任安捷伦副总裁兼示波器事业部总经理现任Keysight CTO Jay Alexander当初就曾表示：“我们要在示波器行业立足，一定要从我们的优势和强项出发，我们是一家射频微波公司，如何把射频的领先技术应用到高端示波器上，这是我们的强项，我们的技术优势，如果我们做低端示波器，是没有任何成本优势的。”

Keysight CTO Jay Alexander

如果回顾Keysight在示波器产品的历史，我们可以看到Keysight的示波器产品带宽从最早的6GHz，到12GHz，再到33GHz，63GHz以及如今的110GHz，每一次产品的更新都是一次迭代，每一次产品技术突破都是一次信心的建立，每一次热销都不断巩固着Keysight市场地位，最终成就了Keysight高端市场霸主的地位。

正是因为在示波器领域收获了成功，Ron和Jay此后都被任命为Keysight的高管。“能率领Keysight在竞争激烈示波器市场从小到大，这正说明了两位的领导力，现如今的时代变化太快，只有有活力有创新力的人来领导公司，才能继续不断前行。”杜吉伟说道。

除了有高瞻远瞩的领军人物之外，Keysight还有大量勤勤恳恳的工程师，正是由于他们的聪明才智，才让Keysight的产品得以不断进入“无人区”。杜吉伟讲述了Keysight一位普通的电子工程师Dave Dasher的经历。

Keysight工程师Dave Dasher

其实他的简历非常简单，从1984年毕业起，这名工程师就在惠普工作，如果不是惠普分拆那么他的个人简历会更简短。“Dave一辈子的工作就是在做前端放大器电路，这个工作看似单一，但它决定了一台示波器的性能。他曾和我说过，每一个技术细节并没有那么容易，开发前端电路就想剥洋葱一样，每剥一层就是一层的泪。他曾经有半年时间工作没有进展，整个人就像走在黑暗的隧道里面，什么都看不见，完全没有方向感的瞎摸瞎碰。”杜吉伟说道。

在前端电路采集板卡设计中，Keysight采用了法拉第屏蔽箱技术，通过在PCB上“长”出三维空间的铜从而实现对电磁的屏蔽，进一步降低示波器的本底噪声和固有抖动，让高频信号更加精确。“实际上想要设计一款绝对优秀的高频示波器，要注意很多设计细节，如果公司本身不具备射频微波的能力，很难有这种技术突破的。”杜吉伟说道。

40-110GHz模拟前端头，利用了法拉第屏蔽箱技术

软件的力量

在Keysight内部有一个公式：insight =software(软件)+hardware(硬件)+people(专业人员)

今年以来，无论是Ron还是Jay都在强调Keysight要转型从专注产品到面向客户提供软件和服务，并宣布推出PathWave软件平台。

杜吉伟表示，PathWave仿真和PathWave测试软件可以帮助工程师迅速实现产品的测试开发。

“产品的开发往往都不是从零开始，而是一代代的迭代，如果想加速产品的开发周期，工程师可利用软件充分的进行仿真和测试，避免反复修改产品原型。通过PathWave，真正打通了仿真和测试两个环节，使测试里有仿真，仿真里有测试。”杜吉伟说。

此外，PathWave还提供了云平台，客户可将每个测试程序、流程和结果放到网上，实现协同研发，同时也可以更轻松和直观的查看各个测试版本结果，以方便最终决策。

独特的三重研发架构

杜吉伟特别强调了Keysight的三重研发架构，包括Keysight实验室，研发中心以及解决方案中心，其中Keysight实验室负责开发未来3-5年甚至10年后的技术，包括此前的磷化铟技术，以及现在大火的量子计算技术，该实验室都有所涉及。研发中心负责的是将前沿技术产品化，实现真正的商业需求。而解决方案中心则是负责满足客户及市场的需求，解决客户的工程痛点。

比如UXR示波器，Keysight实验室负责第二代磷化铟半导体工艺优化、高速10-bit ADC
及内存控制器的开发，研发中心则是进行仿真、制版、调试等工作，解决方案部则像搭积木一样，针对用户的不同需求，将软硬件积木进行概念性搭建，实现客户方案的快速响应。“此前没有这套研发流程时，我们只能根据客户的需求看看现有产品能不能满足，如果无法满足的话只好重新开发，一般高端仪器的研发周期至少三年，所以很难满足客户的突发性需求。”

杜吉伟表示，公司从安捷伦被剥离之后，公司名称命名为Keysight，其中Key代表了钥匙，sight则代表了洞察力，Keysight愿意作为发掘客户发掘产业洞察力的钥匙，解决用户的实际问题。

飞入无人区之后呢？

不光在示波器领域，包括频谱分析仪、波形发生器、光通信等各类产品上，Keysight都有一些独特的高端技术，这正是杜吉伟眼中的“无人区”概念。“比如我们新推出的120G Sa/s采样率的任意波形发生器，输出频率带宽最大可达50GHz，目前行业排名第二的产品也是我们的92G Sa/s采样率产品，第三还是我们的65G Sa/s的产品，而行业老二目前最大采样率只有50几G，我们已经遥遥领先于竞争者。”杜吉伟说道。

进入无人区后，由于不再有引路者，所以最重要的是下一步该怎么办。“CEO反复强调，我们要带着客户的痛点在飞，不是要为飞而飞，不是要为进入无人区而进入。”杜吉伟说道，Keysight公司的行业本质就是为客户为行业服务，如果我们的技术无法解决行业问题，那么飞的再高也没用。

也正是因为Keysight这种以客户的实际应用为导向的策略，再加上优秀的研发体系架构，使得Keysight可以正确的在没有方向的无人区市场中找到正确的方向。

杜吉伟以256QAM相干调制测量为例，此前由于示波器带宽不够，ADC的性能不足，在测量四通道时，用户只能选择几台示波器同时测量，从而进一步影响测量误差，同时整体测试价格也会更高。而通过UXR的发布，无论是ADC位数、本底噪声、带宽、通道数等都可以满足用户需求，使得256QAM星座图更为准确。为此，Keysight还专门开发了一台N4391B光调制分析仪，可以直接与UXR示波器相连，同时内部集成了矢量信号分析（VSA）软件，满足用户对于Terabit级别的测试需求。

256QAM相干调制测量，此前该领域对于通用测试仪器来说是完全空白区域

N4391B光调制分析仪

“在UXR发布前，我们就已经给重点客户提供了样机评估，评估效果非常好，订单量也很多。”杜吉伟说道。

正是客户不断提升的需求，让Keysight在无人区有了目标。而与此同时，Keysight通过提供不断创新的产品，也让客户产生了新的需求。

“以前客户在做相位噪声测试时，通常会采用专业的相噪仪测量，但如果扩频时钟打开之后，就无法测量了，当时示波器的性能不够好，所以没人想到可以用示波器来测，而当我们的新品推出之后，客户觉得性能足够好了，他就进行评估了，初步测试结果非常好，现在正和我们通定制化软件的开发。”杜吉伟介绍道。

从磷化铟技术看Keysight追求的平等权

磷化铟技术是Keysight示波器的灵魂所在，早在80年代，HP就开始进行磷化铟技术的研发，直到2004年才开始第一次把磷化铟技术用到安捷伦的频谱仪和网络分析仪中，2010年才用到了示波器中。

杜吉伟表示，磷化铟的成本非常昂贵，Keysight拥有一条自己的Fab可以相对减轻成本压力，但这还不够，只有把磷化铟技术用到更多场合，均摊成本，才有可能实现真正的商业化，这两项都是其他仪器仪表厂商所欠缺的。也正因此，一方面，Keysight不断扩展采用磷化铟技术的仪器，另外则是将磷化铟的应用场景，将技术向中低端迁移。

此次，UXR推出13 至 33 GHz 型号，就是为了让更多的人使用上磷化铟这项技术。

此前，Keysight也曾经在推出Infiniium S系列示波器之后又推出了Infiniium V系列示波器，将原本用在63GHz带宽的磷化铟应用到了8GHz带宽上。

“Keysight的愿景之一就是让所有工程师有平等的体验权。”杜吉伟说道。“我们坚信随着社会信息技术的发展不断扩大，很多工程师都有接触并使用新技术的权利。同时我们也相信通过他们的努力，有可能在几年内就会有高端仪器的需求。而通过我们提供的完整的平台化测试解决方案，用户可以以最小代价实现产品的升级换代。”

实际上，从惠普时代开始，公司自上而下的企业文化都是鼓励创新，这一切都和惠普自身的成长基因相吻合。“我叫史蒂夫乔布斯，我想找一些零件来做一台频率计算器。您能给我吗？”1967年的一天，休利特接到了12岁乔布斯的一个电话。就像一位和蔼的老师，休利特很耐心地接听了乔布斯的电话，和他聊了近20分钟，除答应给一些电子元器件之外，还同意他暑假到惠普工厂去实习。这是苹果创始人乔布斯和惠普创始人休利特之间最早的一次沟通交流，这件小事深刻影响到了乔布斯，被业界传为佳话。

“我们愿意扶持每一位开发者，每一个初创公司，因为他们的成长空间是非常巨大的，公司非常认可这种将能力下沉，成本下降的做法。”就愿意扶持每一个人，因为每个人的成长空间都是非常巨大的。就是如果尤其这种高端技术的话，如果你有机会，但是你要是没有这个能力啊就是下沉，那就算了，如果你有能力下沉，然后成本也能降下来，就是公司还是认可的价值。

Keysight的UXR示波器三大系列产品每个产品都有具体对应的应用领域，以13GHz-33GHz产品为例，可支持包括DDR、USB、Thunderbolt、HDMI等嵌入式接口一致性测试。一致性测试的需求有两点，第一点是要符合规范进行通过性测试，第二则是结果最好刚刚超过一点点的标准，这样做可以使用指标更低一些的元器件，使得成本降低。

“问题来了，如果你的仪器本体噪声和固有抖动以及通道之间的jitter比较大，你会发现仪器本身的误差再叠加测试数据后的误差会很大，从而造成整个产品无法满足要求。”杜吉伟说道，“我们的一个客户测试的结果就是5.x%，而标准是5%，无论如何都无法满足标准，可能产品要面临重新设计、布局布线、仿真等步骤，而采用我们的高性能示波器之后，一下子就符合标准了，节省了研发支出。”

杜吉伟同时表示，正是由于Keysight产品的精确性，很多标准组织在制定测试参考过程中，都将Keysight产品推荐为参考测试设备。

这就是磷化铟技术下沉给用户带来的最直观的好处。

总结

杜吉伟表示，该系列产品一下子在多方面都进行了创新，并实现了更低的通道平均成本，此外还支持各种软硬件升级，是一款极具性价比的平台化产品。“这台仪器可以说做到了极致，未来几年可能都不会有同类产品出现了。”杜吉伟判断道。

杜吉伟表示UXR已满足了汽车、5G芯片等要求，随着5G等产业实现商业化时，Keysight已准备好随时为客户提供需求。“最近几年商业化节奏明显变缓，但像汽车、5G等新技术的增长前景强。我们只需要耐心等待，下一个爆发期一定会来。”杜吉伟说道。

Jay说：“没有永远的无人区，也没有人可以断定未来，我们所做的一切都只是为了提高成功概率。”