5G引領(lǐng)半導(dǎo)體市場新浪潮，NI軟件定義的平臺為測試保駕護航

5G被認為是半導(dǎo)體行業(yè)的下一個風(fēng)口，5G使得物聯(lián)網(wǎng)和通信結(jié)合，促進智能網(wǎng)聯(lián)汽車、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等細分應(yīng)用快速落地。與這些美好暢想同時到來的還有技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是毫米波和大規(guī)模天線技術(shù)的引入讓測試更加復(fù)雜。面對新興技術(shù)的挑戰(zhàn)，保持高研發(fā)投入和持續(xù)創(chuàng)新是一個科技公司維持行業(yè)競爭力的殺手锏。

測試測量行業(yè)引領(lǐng)者NI（National Instruments）每年將營收的19%用于研發(fā)，積極與客戶一起攻關(guān)前沿研究，并不斷根據(jù)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(jiān)測設(shè)備，在半導(dǎo)體領(lǐng)域，NI重磅推出了用于5G測試的mmWave VST、STS系統(tǒng)更新版，以NI軟件定義的平臺為基礎(chǔ)，NI正以源源不斷的創(chuàng)新力推動著整個半導(dǎo)體行業(yè)測試技術(shù)的發(fā)展。

圖1：NI平臺以軟件為中心，結(jié)合模塊化硬件和龐大的生態(tài)系統(tǒng)

新興的技術(shù)趨勢。正在打破傳統(tǒng)的測試方法，帶來前所未有的復(fù)雜挑戰(zhàn)，這將促進測試測量行業(yè)從根本上轉(zhuǎn)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(fā)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(yīng)與毫米波相結(jié)合才能最大限度發(fā)揮5G潛能。Sub-6GHz頻段部署可實現(xiàn)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(yè)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(xiàn)在到毫米波5G商用這個“窗口期”，構(gòu)建良好的5G毫米波合作生態(tài)體系，保證射頻器件的供應(yīng)，也要解決從實驗室到量產(chǎn)整個環(huán)節(jié)的測試測量的技術(shù)挑戰(zhàn)，為產(chǎn)品提供安全保障。

為解決 5G 毫米波 RFIC 收發(fā)儀和功率放大器帶來的測試挑戰(zhàn)，NI推出毫米波矢量信號收發(fā)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(shù)字預(yù)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(guān)網(wǎng)絡(luò)，將端口數(shù)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(xiàn)測試。

NI表示：“除了實驗室中現(xiàn)有的基于 PXI 的表征系統(tǒng)外，該儀器本身可以集成到 NI 半導(dǎo)體測試系統(tǒng)（STS）中，從而在批量生產(chǎn)產(chǎn)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(fēng)險 ?！?/p>

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(yè)部署不斷推進的各個階段中，從開展“射頻領(lǐng)先用戶計劃”再到與Qorvo，Skyworks，三星等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)保持密切合作，NI一直在推動著5G的發(fā)展。

NI STS為Butterfly Networks和ADI提供測試保障

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

STS系統(tǒng)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(dǎo)體測試系統(tǒng)，在功率上面有非常大的性能提升，能夠直接能夠?qū)C和數(shù)字通道擴展到更多通道數(shù)。

STS是專為半導(dǎo)體產(chǎn)線測試而研發(fā)的，同時也讓很多下游應(yīng)用領(lǐng)域受益，比如醫(yī)療領(lǐng)域。受限于醫(yī)療影像設(shè)備昂貴且體積龐大的特點，世界上有超過2/3地區(qū)的人口沒有辦法接觸到影像醫(yī)療技術(shù)。美國超聲波設(shè)備公司Butterfly Networks致力于推動便攜式醫(yī)學(xué)成像影像設(shè)備的發(fā)展，該公司的首款超聲成像產(chǎn)品Butterfly iQ于2017年9月獲美國FDA批準(zhǔn)上市， 該產(chǎn)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(shè)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(chǎn)部署，往往數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)需要花到大概3-4周的時間，現(xiàn)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(nèi)就完成所有的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)作業(yè)，速度大大提升。

據(jù)NI亞太區(qū)半導(dǎo)體市場戰(zhàn)略經(jīng)理潘建安介紹，Butterfly Networks公司在實驗室、封測產(chǎn)線、晶圓測試上都有部署NI STS系統(tǒng)。憑借STS系統(tǒng)的緊湊型設(shè)計、低功耗、高集成度等優(yōu)勢，幫助Butterfly Networks靈活應(yīng)對產(chǎn)品上市時間及測試成本的壓力。

圖3：Butterfly Networks在多個測試環(huán)節(jié)部署NI STS系統(tǒng)

正如前文提到STS系統(tǒng)已經(jīng)被市場上很多領(lǐng)先的公司采用，STS系統(tǒng)的另外一位資深用戶就是領(lǐng)先的模擬芯片公司ADI。ADI已經(jīng)通過大規(guī)模部署NI STS系統(tǒng)，跨越從實驗室到量產(chǎn)的測試。ADI擁有強大的技術(shù)能力，在加上NI更智能的半導(dǎo)體生產(chǎn)測試解決方案的支持，ADI的產(chǎn)品能夠更快速上市。

NI高級客戶經(jīng)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(fā)器產(chǎn)品的支持也非常好，另外一個核心優(yōu)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?！?/p>

圖4：STS系統(tǒng)非常適合從實驗室到量產(chǎn)的部署

愈發(fā)復(fù)雜的芯片設(shè)計帶來指數(shù)級增長的測試挑戰(zhàn)，STS系統(tǒng)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(dǎo)體及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)提供測試解決方案，以推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

據(jù)IHS Markit預(yù)測，2020年的半導(dǎo)體市場總額將會比2019年增加6%。從當(dāng)前全球半導(dǎo)體市場的發(fā)展情況來看，中國是目前全球最大的半導(dǎo)體消費市場和最具創(chuàng)新的市場，擁有著無限的發(fā)展?jié)摿?。而這正與NI加強部署中國的戰(zhàn)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。