5G引领半导体市场新浪潮， NI软件定义平台为测试保驾护航

5G被认为是半导体行业的下一个风口，5G使得物联网和通信结合，促进智能网联汽车、工业物联网、智能家居等细分应用快速落地。与这些美好畅想同时到来的还有技术挑战，尤其是毫米波和大规模天线技术的引入让测试更加复杂。面对新兴技术的挑战，保持高研发投入和持续创新是一个科技公司维持行业竞争力的杀手锏。

测试测量行业引领者NI（National Instruments）每年将营收的19%用于研发，积极与客户一起攻关前沿研究，并不断根据市场需求及时推出新品。在市场需求瞬息万变的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、新型无线监测设备，在半导体领域，NI重磅推出了用于5G测试的mmWave VST、STS系统更新版，以NI软件定义的平台为基础，NI正以源源不断的创新力推动着整个半导体行业测试技术的发展。

图1：NI平台以软件为中心，结合模块化硬件和庞大的生态系统

新兴的技术趋势正在打破传统的测试方法，带来前所未有的复杂挑战，这将促进测试测量行业从根本上转变自动化测试和测量方法，NI软件定义的平台性解决方案，其 “灵活性”日益重要。

毫米波未来发展前景广阔, NI推出测试方案——mmWave VST

从5G整体部署来看，Sub-6GHz应与毫米波相结合才能最大限度发挥5G潜能。Sub-6GHz频段部署可实现5G的广覆盖，毫米波部署则能提供更高速率、更佳性能的5G连接。Sub-6GHz的商业部署较早，未来一段时间的重点是毫米波频段部署。要抓住从现在到毫米波5G商用这个“窗口期”，构建良好的5G毫米波合作生态体系，保证射频器件的供应，也要解决从实验室到量产整个环节的测试测量的技术挑战，为产品提供安全保障。

为解决 5G 毫米波 RFIC 收发仪和功率放大器带来的测试挑战，NI推出毫米波矢量信号收发仪（mmWave VST）。mmWave VST能够覆盖44GHz频段，提供1G的实时带宽，支持未来在数字预失真上面的测试需求，或是在各种载波聚合上面可能性的测试需求。还可以通过前端的开关网络，将端口数量扩展到8个、16个。针对各种波束形成器所需要的射频进、射频出，或者是中频进、射频出，诸如此类的配置都能够通过弹性的VST的配置来支持实现测试。

NI表示：“除了实验室中现有的基于 PXI 的表征系统外，该仪器本身可以集成到 NI 半导体测试系统（STS）中，从而在批量生产产线上进行部署。选择基于模块化 PXI 平台的测试仪可帮助采用 STS 的工程师将新的测量功能（如5G）快速集成到测试单元中，从而提高成本效益并降低推迟上市时间带来的风险 。”

图2：NI针对5G测试推出的重磅新品mmWave VST

NI不遗余力参与从5G的原型验证到商业部署不断推进的各个阶段中，从开展“射频领先用户计划”再到与Qorvo，Skyworks，三星等行业领先企业保持密切合作，NI一直在推动着5G的发展。

NI STS为Butterfly Networks和ADI提供测试保障

NI STS系统于2014年首次推出，是半导体生产测试的一个革命性的解决方案，该方案基于NI平台和生态系统，可帮助工程师开发更智能的测试系统。此外，NI STS提供了可快速部署到生产的测试系统，适用于半导体测试环境（实验室验证、晶圆测试等）。值得一提的是，STS的核心优势体现在能够用统一的平台实现从实验室到量产的部署，帮助用户节省测试成本，提高测试效率。

STS系统在过去几年都有高速的增长，在NIDays Asia的第二天Keynote演讲上，NI指出，NI推出的第二代STS半导体测试系统，在功率上面有非常大的性能提升，能够直接能够将DC和数字通道扩展到更多通道数。

STS是专为半导体产线测试而研发的，同时也让很多下游应用领域受益，比如医疗领域。受限于医疗影像设备昂贵且体积庞大的特点，世界上有超过2/3地区的人口没有办法接触到影像医疗技术。美国超声波设备公司Butterfly Networks致力于推动便携式医学成像影像设备的发展，该公司的首款超声成像产品Butterfly iQ于2017年9月获美国FDA批准上市， 该产品还可连接iPhone，从手机上就能看超音波图像，而且售价只要不到两千美元，远远低于市场上大型超声波设备的价格。

Butterfly Networks公司的工程师在测试Butterfly iQ时非常慎重地选择测试方案，以往从验证测试到向量产部署，往往数据的关联需要花到大概3-4周的时间，现在他们把将测试的部分委由亚洲的厂商，在跨洲的合作之间在一天之内就完成所有的数据关联作业，速度大大提升。

据NI亚太区半导体市场战略经理潘建安介绍，Butterfly Networks公司在实验室、封测产线、晶圆测试上都有部署NI STS系统。凭借STS系统的紧凑型设计、低功耗、高集成度等优势，帮助Butterfly Networks灵活应对产品上市时间及测试成本的压力。

图3：Butterfly Networks在多个测试环节部署NI STS系统

正如前文提到STS系统已经被市场上很多领先的公司采用，STS系统的另外一位资深用户就是领先的模拟芯片公司ADI。ADI已经通过大规模部署NI STS系统，跨越从实验室到量产的测试。ADI拥有强大的技术能力，在加上NI更智能的半导体生产测试解决方案的支持，ADI的产品能够更快速上市。

NI高级客户经理Jose Roberto Reyes非常熟悉ADI部署STS的过程，他在演讲中指出：“NI STS可以显著减少测试成本和占地面积，同时STS对于5G收发器产品的支持也非常好，另外一个核心优势是高度的可靠性，且能够保证平均故障间隔时间超过10000小时。”

图4：STS系统非常适合从实验室到量产的部署

愈发复杂的芯片设计带来指数级增长的测试挑战，STS系统正是解决这些测试难题的最佳选择。NI致力于为更多的中国半导体及产业链企业提供测试解决方案，以推动半导体产业发展。

据IHS Markit预测，2020年的半导体市场总额将会比2019年增加6%。从当前全球半导体市场的发展情况来看，中国是目前全球最大的半导体消费市场和最具创新的市场，拥有着无限的发展潜力。而这正与NI加强部署中国的战略不谋而合，NI也在积极与中国第三方厂商合作，更好地为中国本土客户合作。