半導(dǎo)體測(cè)試的競(jìng)爭(zhēng)才剛剛開始，NI憑借PXI成功立足

　　半導(dǎo)體這兩年十分熱鬧，并購(gòu)案一個(gè)比一個(gè)大，加上中國(guó)政府對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的政策和資金扶持，半導(dǎo)體業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)應(yīng)該會(huì)越發(fā)白熱化。而圍繞著半導(dǎo)體業(yè)的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)也因?yàn)榘雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)的繁榮而風(fēng)生水起，例如半導(dǎo)體測(cè)試。在近日舉辦的PXI PAC 2015上，NI自動(dòng)化測(cè)試產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理陳宇睿先生特別向記者介紹了NI在半導(dǎo)體測(cè)試上的飛躍：NI正把自己的PXI方案從半導(dǎo)體特征性分析拓展到半導(dǎo)體產(chǎn)線測(cè)試。

　　據(jù)陳宇睿先生介紹，NI 是第一家將 PXI 導(dǎo)入于測(cè)試機(jī) (Tester)的廠商，藉由單一系統(tǒng)，客戶得以從研發(fā)端的特征性分析到產(chǎn)線端的量產(chǎn)應(yīng)用，皆在 PXI 平臺(tái)上一次完成。而 NI 半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng) (Semiconductor Test System，簡(jiǎn)稱 STS) 系列便是基于此，協(xié)助客戶優(yōu)化成本效益、大幅簡(jiǎn)化建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的程序，進(jìn)而縮短上市時(shí)間。PXI機(jī)箱和控制器、PXI RF產(chǎn)品及模塊化儀器、NI LabVIEW (圖形化編程軟件) 及NI TestStand (測(cè)試管理軟件)都能用于包括特征性分析和產(chǎn)線測(cè)試在內(nèi)的半導(dǎo)體測(cè)試;針對(duì)產(chǎn)線測(cè)試，NI還特別推出了半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)STS，它是基于PXI平臺(tái)建立的，兼容標(biāo)準(zhǔn)化Docking和線纜接口，ATE標(biāo)準(zhǔn)彈簧針接口 ( Pogo Pin Loadboard interface)，方便與Handler/Prober集成，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)文件(STDF)生成，提供系統(tǒng)校準(zhǔn)等功能。在PXI平臺(tái)上，業(yè)界首款基于PCIe Gen3技術(shù)的混合插槽PXI機(jī)箱PXIe-1085 24 GB/s機(jī)箱，就可用于多site半導(dǎo)體測(cè)試。NI半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)的核心組件包括源測(cè)量單元 (SMU)和可編程電源、高密度矩陣開關(guān)和高速數(shù)字I/O，專用組件有混合信號(hào)儀器和RF儀器。

　　特征性分析

　　在特征性分析時(shí)，傳統(tǒng)方式是采用儀器堆疊，但是當(dāng)測(cè)試項(xiàng)增加時(shí)，就比較困難。NI特征性分析解決方案在國(guó)內(nèi)有很好的應(yīng)用，偏向前期設(shè)計(jì)階段的電源、門流等，而且體積小。

　　陳宇睿先生介紹了三個(gè)典型案例。

　　高通使用NI基于PXI的矢量信號(hào)收發(fā)器(VST)進(jìn)行WLAN協(xié)議測(cè)試，與傳統(tǒng)設(shè)備相比，將測(cè)試速度提升了200倍，大大提高了測(cè)試覆蓋率。

　　被RFMD以16億美元收購(gòu)的TriQuint，在GSM、EDGE、WCDMA測(cè)試中，通過采用NI PXI，能夠?qū)⑿陆M件的特征化時(shí)間從兩周縮短為大約一天。

　　高性能模塊化儀器可以滿足多樣的測(cè)試需求，ST Ericsson的工程師表示：“NI最新的PXIe-5665矢量信號(hào)分析儀提供了ST Ericsson 特征化實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行3GPP RF IC設(shè)計(jì)驗(yàn)證所需的高性能和準(zhǔn)確度。相對(duì)我們先前的臺(tái)式儀器解決方案，NI的解決方案幫助我們縮減了系統(tǒng)成本和物理尺寸，同時(shí)增加了系統(tǒng)靈活性。”

　　產(chǎn)線測(cè)試

　　采用NI產(chǎn)線測(cè)試方案最大的好處在于數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性。“半導(dǎo)體參數(shù)很多，在升級(jí)時(shí)，測(cè)試環(huán)境可能要重新搭建。傳統(tǒng)儀器與ATE之間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)十分讓人頭疼，PXI解決了這個(gè)問題，芯片從特征性分析到量產(chǎn)都使用同一個(gè)測(cè)試平臺(tái)，這是之前行業(yè)做不到的，而NI做到了。”陳宇睿先生再次強(qiáng)調(diào)了NI與ATE相比的優(yōu)勢(shì)：“傳統(tǒng)的ATE系統(tǒng)專注于數(shù)字方面，往往因?yàn)樽⒅匦识兊梅浅｝嫶?，?duì)于越來越多模擬和射頻信號(hào)較多的芯片，需要昂貴的工具重組，因?yàn)橐淮鷾y(cè)試系統(tǒng)會(huì)變得過時(shí)或者不能滿足新的測(cè)試需求。但是STS具有PXI與生俱來的開放架構(gòu)，能夠幫助客戶保持原有投資，并在此基礎(chǔ)上建立，而不是拋棄。STS 具有開放式的模塊化架構(gòu)，可協(xié)助工程師運(yùn)用先進(jìn)的 PXI 儀器。這對(duì) RF 和混合信號(hào)測(cè)試而言尤其重要，因?yàn)閭鹘y(tǒng) ATE 的測(cè)試范圍通常很難滿足最新半導(dǎo)體技術(shù)的需求。”

　　STS本質(zhì)上就是PXI，特點(diǎn)是把接口接出來，再與handler的連接。當(dāng)然，財(cái)力和技術(shù)實(shí)力雄厚的客戶也可以自己開發(fā)測(cè)試方案，但是這樣需要一整個(gè)團(tuán)隊(duì)在背后支持和維護(hù)，對(duì)于一般半導(dǎo)體公司采用PXI是更好的選擇。

　　NI與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比的另一關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于軟件，在半導(dǎo)體測(cè)試上NI不僅僅提供了LabVIEW(其主要用于控制程序)，還借鑒其在自動(dòng)化測(cè)試行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)勢(shì)在NI TestStand測(cè)試管理軟件基礎(chǔ)上，加入了TSM(TestStand Semiconductor Module)軟件用于專門為半導(dǎo)體測(cè)試作了優(yōu)化，使得數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、提升并行測(cè)試效率更加容易。并可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的STDF的文件格式。

　　被ADI收購(gòu)的知名微波公司Hittite，也將NI PXI用于RFIC產(chǎn)線測(cè)試中。使用VST和儀器驅(qū)動(dòng)的FPGA擴(kuò)展，得到了30倍測(cè)試速度的提升，同時(shí)提高了測(cè)試覆蓋面。

　　ADI公司大批量MEMS生產(chǎn)測(cè)試也采用了NI PXI。我們知道ADI公司的產(chǎn)品以高精度和高質(zhì)量著稱，他們都愿意用PXI取代之前的ATE，證明NI PXI在產(chǎn)線測(cè)試上的實(shí)力。據(jù)悉，ADI MEMS 產(chǎn)線測(cè)試基于PXI設(shè)備加LabVIEW，實(shí)現(xiàn)與特征性分析階段的數(shù)據(jù)相關(guān)性。成本是傳統(tǒng)方案的1/11,能耗是原來的1/16，PXI 架構(gòu)的 ATE 新系統(tǒng)，讓 ADI 大幅節(jié)省廠房空間。

　　另一個(gè)半導(dǎo)體生產(chǎn)的案例來自IDT，基于PXI的STS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于節(jié)省成本，標(biāo)準(zhǔn)110 V連接，多設(shè)備之間的標(biāo)準(zhǔn)化，淘汰舊設(shè)備的緩解，高性能測(cè)試，能夠?yàn)閷淼男枨蠖鴶U(kuò)展。

　　NI STS才面世一年，就布局于全球多家領(lǐng)先半導(dǎo)體公司。為什么會(huì)應(yīng)用得如此之快呢?陳宇睿先生表示：“在 STS 推出之前， NI 花了很多時(shí)間和先期使用者反復(fù)討論，不停地接收使用者的反饋，例如我們會(huì)把原型機(jī)放在芯片原廠中獲得第一手反饋數(shù)據(jù)。如今先期使用者也證實(shí)了 STS 有助于降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)能，而且還可以透過相同的硬件和軟件工具，同時(shí)執(zhí)行特性測(cè)試與生產(chǎn)作業(yè)，這樣一來即可更快建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)并縮短上市時(shí)間。”

　　雖然不方便透露名字，但是陳宇睿先生還是透露，NI與全球?qū)ｉT的封測(cè)大廠在STS導(dǎo)入中都有深入合作。當(dāng)然，ATE有其傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，NI目前主要定位于少量多樣的市場(chǎng)。此外，由于模擬和混合信號(hào)是NI的優(yōu)勢(shì)，目前，NI半導(dǎo)體產(chǎn)線測(cè)試主要集中在模擬和無線IC上，還不會(huì)涉足測(cè)試管腳眾多的數(shù)字芯片。

　　PXI為各行各業(yè)的測(cè)試都帶來的革命，半導(dǎo)體行業(yè)也不例外，而這場(chǎng)變革才剛剛開始，我們也期待明年的PXI PAC上看到更多應(yīng)用案例。