测控设备领域上我（wǒ）国（guó）始终（zhōng）落后与国外发达国（guó）家（jiā），先进设备都需要从国（guó）外购买，去年疫情（qíng）贸（mào）易进出（chū）口的（de）封锁，让国内买不到国外先进设备而无法进行（háng）产（chǎn）品制造，也（yě）大（dà）多人明白（bái）将（jiāng）中国制造转（zhuǎn）变为中国“智”造（zào）迫（pò）在眉睫。而测控系统作为打造国之重（chóng）器的重要技术（shù）装备，其国产化进程更是（shì）刻不容缓。

    测控设备国产化，不仅（jǐn）可（kě）将用户（hù）需求体现在产（chǎn）品上，更多地提高（gāo）可用性，还能全面提高国产测控设备的核心（xīn）竞争力，实现弯道超车。

虽前景光明，但测控设备的（de）国产化绝（jué）非易事，其包括系统级（jí）的国（guó）产化、OS级的国产化和芯（xīn）片级的国（guó）产化“三（sān）步走战略”，涉及软件、硬件、算法等众（zhòng）多层面，如何在（zài）保证（zhèng）系（xì）统功能和可靠性（xìng）的同时，快速实现（xiàn）国产（chǎn）化、自主可控的测控系统，打造一张张闪亮的中国“智”造（zào）名片，成为（wéi）各国（guó）内企业亟待解决的难题。

    纵观半（bàn）导体的制造流程（chéng），晶圆针测是非常重要的一环。检测晶（jīng）圆的（de）响应参数进行特性分类，需通过（guò）电压输出激励待测晶圆，再（zài）由高速的模（mó）拟量监测给电过程中的响应（yīng）特性，同时需要大量DiDo的开（kāi）关量（liàng）控制探针台位置。

    针对上述（shù）需求，为（wéi）该晶（jīng）圆针测（cè）环节提供了一款具（jù）有16位高（gāo）分辨率和高达1M的采集速度（dù），并可同时输出两路波形（xíng）的高速采集与控制卡（PCIE-1816H），另外依据（jù）不同的数字控制点选（xuǎn）配了多款（kuǎn）控制卡（kǎ）（PCI-1737/1757/1753 IO）。基于三大维度，成（chéng）功助力晶圆检测设备实现国产化。

在智能制造的大趋势下，数控机床（chuáng）正向（xiàng）着高精度、高速度、高（gāo）生产效率的方向发展，这对机床的动态特性提（tí）出了更（gèng）高的要求。此外，通过模态测（cè）试与（yǔ）分析建（jiàn）立机床的结构动力学模（mó）型，也成为优化（huà）机床设计与性（xìng）能、及早发现潜（qián）在（zài）问题的有效（xiào）途径。

    对于机床的模态分析而言，更是一项“精细活”。其主（zhǔ）要是使用力锤、激（jī）振器或者激振（zhèn）台产生脉冲冲击，利用加速度传感（gǎn）器在多点进行同步响应信（xìn）号的采集（jí），再（zài）用（yòng）数学分析方法（fǎ）计算机械结构的固有振动特（tè）性，每一个（gè）模态（tài）都有特（tè）定（dìng）的固有频（pín）率、阻尼比和模（mó）态振（zhèn）型。这套（tào）系统此前一直由国外公司提供，不仅面（miàn）临着市场（chǎng）供货不足的问题，其高昂的价格也让人望而却步。

除此之外，国外（wài）模态试验系统也（yě）面临着技术瓶（píng）颈。为保证实验（yàn）数（shù）据精度和（hé）振（zhèn）型辨（biàn）识（shí）要求，需要在数控（kòng）机床的主轴、立柱和工作台布置几十个测点，每个测点（diǎn）采用XYZ三向加速度（dù）传感器，采（cǎi）集通道高达100路以上。国（guó）外系统的模态测试系（xì）统（tǒng）一般仅有32通道，只能（néng）采取（qǔ）分（fèn）区测试（shì）的方法（fǎ），不仅非常耗时，而且由于各（gè）区域的测（cè）试不是在同（tóng）一激（jī）励（lì）下进行的（de），后续分析（xī）计算也极为复杂。

针对数控机床模态试验，为客户（hù）量身（shēn）打造（zào）了一套104通道（dào）同（tóng）步（bù）振（zhèn）动模态测试系统。该系统（tǒng）采（cǎi）用13张PCIE-1803，每片（piàn）PCIE-1803支持8路（lù）信（xìn）号（hào），共104路，使用内部同步总线可实现纳秒级（jí）同步时间，误差小（xiǎo）于100ns。

    此外（wài）通过增（zēng）加主机系（xì）统，可以实现200通道以上（shàng）的同步采集。应变片信号采集通过2片PCIE-1813 实现，系统（tǒng）选用IPC-623BP机箱（xiāng）配（pèi）合PCE-7B17底板支（zhī）持15片PCIE板（bǎn）卡。软件兼备加速规（guī）传感器的灵敏（mǐn）度、供电方式、耦合方式（shì）、采样频率等设置，同（tóng）时具有数（shù）据（jù）采集（jí）、曲线显示和数据保存的功能，实（shí）为（wéi）打造系统级国产化的理想路径。有（yǒu）效解决（jué）了国外（wài）模态测（cè）试系统价格高、备件不（bú）足（zú）的（de）弊端，保证了系（xì）统的精度和稳定性，在与客户（hù）的密切（qiē）合作与快速（sù）服（fú）务中，高效完成国产化（huà）替代的进程

    测控设备国产化“三部曲（qǔ）”，第一曲“系统（tǒng）级国产化”已（yǐ）完（wán）美谢幕。放眼未来，国产化之路任（rèn）重道远，仍有诸多挑战等待突破，等待（dài）我们探索其背后的（de）机遇。下一期“OS级国产（chǎn）化”，我们（men）将带你揭开中国（guó）操作系统国（guó）产（chǎn）化（huà）的序幕，敬（jìng）请关注！