过去很长一段时间,矢量网络分析仪并不属于容易进入大众视野的设备。它更多存在于射频微波实验室、通信研发部门、航空航天和科研院所,用来检查器件和传输通道在不同频率下的工作状态。对于普通人而言,它既不像芯片那样直观,也不像PCB、光模块那样容易与AI服务器建立联系。

AI基础设施的升级正在改变这台仪器的产业位置。数据中心网络从800G向1.6T演进,单通道数据传输从112G继续向224G升级之后,服务器内部的数据越跑越快,PCB、连接器和高速线缆也越来越难做。过去可以容忍的信号损耗、反射和串扰,在更高速度下会被迅速放大。

于是,一台长期服务于研发环节的精密仪器,开始向高速互连的试产、制造和质量控制环节延伸。

1. VNA做的事情,可以理解成给高速信号“验路”:

如果把AI服务器内部的数据传输看成一条高速公路,芯片决定汽车理论上能跑多快,PCB、连接器和线缆决定这条路究竟能不能支撑这样的速度。矢量网络分析仪,英文简称VNA,负责给这条“路”做检查。它会主动向被测器件或传输通道输入一个已知信号,然后观察信号经过之后发生了什么变化:有多少顺利通过,有多少被反射回来,传播过程中损耗了多少,不同线路之间会不会彼此干扰。

数据传输速度越高,这些细小问题越容易被放大。过去只是负责“连接”的PCB、连接器和线缆,到了AI服务器里也会直接影响整套系统能不能稳定跑满速率,因此测试的重要性和范围随之上升。

2. 800G、1.6T之后,“路况”开始影响整套系统性能:

数据中心正在从800G向1.6T升级,单通道SerDes也由112G向224G演进。与此同时,高速连接器、线缆和高端PCB对传输损耗、阻抗匹配和串扰控制的要求持续提高,测试设备也开始向更高频率、更多端口和更高自动化程度发展。

这背后的道理并不复杂。普通公路上,一点路面起伏对车辆影响有限;进入高速赛道以后,同样的起伏会随着速度提升迅速放大。高速PCB也是如此。板层越来越多、布线密度越来越高以后,介质损耗、铜导体损耗、过孔结构以及相邻线路之间的耦合都会影响最终传输效果。

芯片能够提供更快的数据处理速度,下游互连系统必须把这些数据稳定地送出去。任何一环出现问题,都可能侵蚀整个系统的性能裕量。VNA的应用范围因此明显扩大,传统射频领域之外,高速PCB、背板、连接器和线缆开始成为新的重要测试对象。



3. 从研发验证走向量产检测,仪器的使用场景开始变化:

研发实验室使用VNA,需求主要跟研发项目数量有关;生产线使用VNA,设备需求还会受到产能、检测覆盖率和测试节拍影响。这两类需求对应着完全不同的市场空间。

过去,VNA更多用于产品设计阶段的链路验证,或者产品出现问题后的失效分析。如今高速PCB和连接器制造难度提高,单件产品价值上升,下游客户对于交付一致性的要求也越来越严格,VNA开始向试产和量产质量控制延伸。

高速PCB量产测试需要同时解决测量速度、自动切换、软件算法和产线效率问题,单台仪器很难独立完成,因此厂商开始开发以VNA为核心的高速PCB自动测试系统。目前相关业务的收入贡献仍然很小,去嵌算法、自动化和客户验证也需要继续推进。VNA由此从一台高端仪器,逐渐嵌入高速互连制造流程。

1. 数据越快,对测试设备的“清晰度”要求越高:

高速互连升级首先体现在VNA自身性能上。更高速率要求仪器覆盖更宽的频率范围,同时提高动态范围、稳定性和端口数量。目前高端产品的频率覆盖正在从传统的十几、二十几GHz向50GHz、67GHz乃至110GHz以上延伸。

不过,通信速率与VNA频率没有简单的一一对应关系。以224Gbps链路为例,不同生产和研发环节对应的测试频率要求存在明显差异,生产测试可以覆盖较低频段,研发阶段通常需要更大的测试裕量。

可以把这种升级理解成高速摄影。物体运动越快,需要的相机性能越高;通信速率越高,也需要“看得更清楚”的测试设备。随着频率、端口数和测量精度提升,VNA本体以及校准件、测试线缆、探针、夹具等配套产品的价值量都会增加。

2. 检测覆盖率提高,设备数量打开第二层空间:

价格之外,VNA未来的设备量很大程度上取决于一件产品究竟需要被检测多少次。

传统低速通信场景中,VNA经常用于抽检和失效分析。一批产品生产出来,抽取一部分做检测即可。高速互连进入112G、224G之后,一些PCB和线缆制造环节开始提高检测覆盖率,部分高规格客户还提出更多采样、更严格一致性检测等要求。

现阶段不同厂商、不同产品之间执行标准差异较大,还没有形成一个可以简单套用到全行业的统一比例。背后的经济账很好理解。高速PCB价值越来越高,一块板出现信号完整性问题,影响的可能包括整机调试、返工甚至客户交付。产品价值上升以后,多花一些钱提前筛出问题,越来越划算。

因此,VNA设备量需要同时观察两个变量:高速互连产品增长多少,以及单位产品测试强度提高多少。

3. 进入生产线以后,一台仪器逐渐变成一个测试工位:

实验室能够接受工程师人工接线、逐项读取数据,生产线无法采用同样的工作方式。每天大量产品连续生产,需要设备自动完成接线切换、数据采集、结果判断和数据保存。

一个面向量产的高速互连测试工位通常包含VNA、开关矩阵、夹具、测试线、校准模块、去嵌软件以及自动判定系统。测试结果还需要与工厂的生产管理系统连接,形成产品质量追踪。

因此,VNA向制造端渗透以后,每个测试工位的价值会高于单台仪器本身。自动化同样会提升单机效率。更多端口、更快扫描和自动切换,可以让一台设备完成更多工作。最终设备需求取决于两个方向的赛跑:生产线需要完成的测试工作量持续增加,测试系统本身也在不断提高效率。

1. 产业投资逻辑:决定空间的,不只是一台VNA卖多少钱

VNA原本是一个规模不大的专业仪器市场,长期自然增速并不高,但先前的市场空间预测尚未考虑到AI带来的增量,主要来自高速PCB、连接器和线缆逐步把VNA引入更多制造环节。


这一轮产业逻辑可以概括成三条线。

第一条是高频化带来的单机价值提升。随着112G向224G演进,VNA需要覆盖更高频率、更多端口,并提高稳定性和校准能力。67GHz、110GHz以上产品的价值量明显高于中低频设备,同时还会带动测试线、夹具、校准件和软件等配套价值增长。

第二条是测试覆盖率提升带来的设备量增长。过去很多场景以研发验证和抽检为主,高速互连进入量产后,检测比例、测试通道数和采样强度都在提高。未来VNA需求不能只看AI PCB出货量,还要看每块板到底测多少、测多久。

第三条是单机向自动测试系统延伸。生产线需要自动切换、夹具、校准、去嵌算法、自动判定和数据管理,VNA只是其中的核心测量单元。高速PCB量产测试更接近一套自动测试设备,而不是实验室里的一台台式仪器。

2. 受益方向:重点看“高频产品+量产系统+客户导入”

VNA的竞争格局目前仍明显偏向海外龙头,高端市场主要由是德科技、罗德与施瓦茨、安立等厂商占据,优势集中在高频性能、测量稳定性、校准体系和长期客户认证上。国内厂商已经开始分层追赶:电科思仪在微波、毫米波和测试系统上积累最深,鼎阳科技、普源精电等则依靠通用仪器平台和产品迭代向上突破。

国产替代的机会主要来自两点:一是高频设备需求增长后,国内客户更愿意导入第二供应商;二是量产测试更看重整套自动化方案,本土厂商在响应速度、成本和定制化上更有优势。

当前真正的门槛仍是测量结果能否长期稳定,并与海外主流设备保持一致。只要国产设备能够进入客户正式产线,替代速度往往会明显快于单纯的研发试用阶段。

电科思仪:优势在于产业链位置更完整。公司不仅有高频VNA,还具备微波部组件、软件和测试系统能力,3674系列已经覆盖至120GHz。更值得关注的是,公司已经把高速PCB量产测试作为明确方向推进。对电科而言,后续看点已经从单纯的高频VNA国产替代,进一步延伸到“VNA+自动化+软件”的整套测试平台。如果这一模式进入客户正式产线,单客户价值量会明显高于单机销售。

鼎阳科技:优势在于产品工程化和市场化能力更强。现有VNA最高频率已做到50GHz,更高频产品仍在推进。对鼎阳而言,67GHz以上产品能否顺利推出,以及能否进入高速铜缆、PCB等头部客户的正式采购体系,是决定这一轮AI测试需求能否转化为业绩的关键。

普源精电、创远信科:普源的VNA产品当前仍偏中频段,但公司在自研芯片和高端通用仪器平台上的积累值得持续跟踪;创远信科已经布局更高频测试系统,公司体量相对较小,如果高端产品形成持续出货,收入弹性会更加明显。

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