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測試測量

5G引領半導體市場新浪潮, NI軟件定義的平臺為測試保駕護航

  2019年12月25日  

  5G被認為是半導體行業的下一個風口,5G使得物聯網和通信結合,促進智能網聯汽車、工業物聯網、智能家居等細分應用快速落地。與這些美好暢想同時到來的還有技術挑戰,尤其是毫米波和大規模天線技術的引入讓測試更加復雜。面對新興技術的挑戰,保持高研發投入和持續創新是一個科技公司維持行業競爭力的殺手锏。

  測試測量行業引領者NI(National Instruments)每年將營收的19%用于研發,積極與客戶一起攻關前沿研究,并不斷根據市場需求及時推出新品。在市場需求瞬息萬變的2019年,NI推出了一系列重磅新品:LabVIEW NXG 4.0、FlexLogger更新版、SystemLink更新版、新型無線監測設備,在半導體領域,NI重磅推出了用于5G測試的mmWave VST、STS系統更新版,以NI軟件定義的平臺為基礎,NI正以源源不斷的創新力推動著整個半導體行業測試技術的發展。

  圖1:NI?平臺以軟件為中心,?結合?模?塊?化?硬件?和?龐大?的?生態?系統

  新興的技術趨勢正在打破傳統的測試方法,帶來前所未有的復雜挑戰,這將促進測試測量行業從根本上轉變自動化測試和測量方法,NI軟件定義的平臺性解決方案,其 “靈活性”日益重要。

毫米波未來發展前景廣闊, NI推出測試方案——mmWave VST

  從5G整體部署來看,Sub-6GHz應與毫米波相結合才能最大限度發揮5G潛能。Sub-6GHz頻段部署可實現5G的廣覆蓋,毫米波部署則能提供更高速率、更佳性能的5G連接。Sub-6GHz的商業部署較早,未來一段時間的重點是毫米波頻段部署。要抓住從現在到毫米波5G商用這個“窗口期”,構建良好的5G毫米波合作生態體系,保證射頻器件的供應,也要解決從實驗室到量產整個環節的測試測量的技術挑戰,為產品提供安全保障。

  為解決 5G 毫米波 RFIC 收發儀和功率放大器帶來的測試挑戰,NI推出毫米波矢量信號收發儀(mmWave VST)。mmWave VST能夠覆蓋44GHz頻段,提供1G的實時帶寬,支持未來在數字預失真上面的測試需求,或是在各種載波聚合上面可能性的測試需求。還可以通過前端的開關網絡,將端口數量擴展到8個、16個。針對各種波束形成器所需要的射頻進、射頻出,或者是中頻進、射頻出,諸如此類的配置都能夠通過彈性的VST的配置來支持實現測試。

  NI表示:“除了實驗室中現有的基于 PXI 的表征系統外,該儀器本身可以集成到 NI 半導體測試系統(STS)中,從而在批量生產產線上進行部署。選擇基于模塊化 PXI 平臺的測試儀可幫助采用 STS 的工程師將新的測量功能(如5G)快速集成到測試單元中,從而提高成本效益并降低推遲上市時間帶來的風險 。”

  圖2:NI針對5G測試推出的重磅新品mmWave VST

  NI不遺余力參與從5G的原型驗證到商業部署不斷推進的各個階段中,從開展“射頻領先用戶計劃”再到與Qorvo,Skyworks,三星等行業領先企業保持密切合作,NI一直在推動著5G的發展。

NI STS為Butterfly Networks和ADI提供測試保障

  NI STS系統于2014年首次推出,是半導體生產測試的一個革命性的解決方案,該方案基于NI平臺和生態系統,可幫助工程師開發更智能的測試系統。此外,NI STS提供了可快速部署到生產的測試系統,適用于半導體測試環境(實驗室驗證、晶圓測試等)。值得一提的是,STS的核心優勢體現在能夠用統一的平臺實現從實驗室到量產的部署,幫助用戶節省測試成本,提高測試效率。

  STS系統在過去幾年都有高速的增長,在NIDays Asia的第二天Keynote演講上,NI指出,NI推出的第二代STS半導體測試系統,在功率上面有非常大的性能提升,能夠直接能夠將DC和數字通道擴展到更多通道數。

  STS是專為半導體產線測試而研發的,同時也讓很多下游應用領域受益,比如醫療領域。受限于醫療影像設備昂貴且體積龐大的特點,世界上有超過2/3地區的人口沒有辦法接觸到影像醫療技術。美國超聲波設備公司Butterfly Networks致力于推動便攜式醫學成像影像設備的發展,該公司的首款超聲成像產品Butterfly iQ于2017年9月獲美國FDA批準上市, 該產品還可連接iPhone,從手機上就能看超音波圖像,而且售價只要不到兩千美元,遠遠低于市場上大型超聲波設備的價格。

  Butterfly Networks公司的工程師在測試Butterfly iQ時非常慎重地選擇測試方案,以往從驗證測試到向量產部署,往往數據的關聯需要花到大概3-4周的時間,現在他們把將測試的部分委由亞洲的廠商,在跨洲的合作之間在一天之內就完成所有的數據關聯作業,速度大大提升。

  據NI亞太區半導體市場戰略經理潘建安介紹,Butterfly Networks公司在實驗室、封測產線、晶圓測試上都有部署NI STS系統。憑借STS系統的緊湊型設計、低功耗、高集成度等優勢,幫助Butterfly Networks靈活應對產品上市時間及測試成本的壓力。

  圖3:Butterfly Networks在多個測試環節部署NI STS系統

  正如前文提到STS系統已經被市場上很多領先的公司采用,STS系統的另外一位資深用戶就是領先的模擬芯片公司ADI。ADI已經通過大規模部署NI STS系統,跨越從實驗室到量產的測試。ADI擁有強大的技術能力,在加上NI更?智能?的?半導體?生產?測試?解決?方案的支持,ADI的產品能夠更快速上市。

  NI高級客戶經理Jose Roberto Reyes非常熟悉ADI部署STS的過程,他在演講中指出:“NI STS可以顯著減少測試成本和占地面積,同時STS對于5G收發器產品的支持也非常好,另外一個核心優勢是高度的可靠性,且能夠保證平均故障間隔時間超過10000小時。”

  圖4:STS系統非常適合從實驗室到量產的部署

  愈發復雜的芯片設計帶來指數級增長的測試挑戰,STS系統正是解決這些測試難題的最佳選擇。NI致力于為更多的中國半導體及產業鏈企業提供測試解決方案,以推動半導體產業發展。

  據IHS Markit預測,2020年的半導體市場總額將會比2019年增加6%。從當前全球半導體市場的發展情況來看,中國是目前全球最大的半導體消費市場和最具創新的市場,擁有著無限的發展潛力。而這正與NI加強部署中國的戰略不謀而合,NI也在積極與中國第三方廠商合作,更好地為中國本土客戶合作。

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