半導體測試的競爭才剛剛開(kāi)始，NI憑借PXI成功立足

　　半導體這兩年十分熱鬧，并購案一個(gè)比一個(gè)大，加上中國政府對于半導體產(chǎn)業(yè)的政策和資金扶持，半導體業(yè)的競爭應該會(huì )越發(fā)白熱化。而圍繞著(zhù)半導體業(yè)的整個(gè)生態(tài)系統也因為半導體產(chǎn)業(yè)的繁榮而風(fēng)生水起，例如半導體測試。在近日舉辦的PXI PAC 2015上，NI自動(dòng)化測試產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理陳宇睿先生特別向記者介紹了NI在半導體測試上的飛躍：NI正把自己的PXI方案從半導體特征性分析拓展到半導體產(chǎn)線(xiàn)測試。

　　據陳宇睿先生介紹，NI 是第一家將 PXI 導入于測試機 (Tester)的廠(chǎng)商，藉由單一系統，客戶(hù)得以從研發(fā)端的特征性分析到產(chǎn)線(xiàn)端的量產(chǎn)應用，皆在 PXI 平臺上一次完成。而 NI 半導體測試系統 (Semiconductor Test System，簡(jiǎn)稱(chēng) STS) 系列便是基于此，協(xié)助客戶(hù)優(yōu)化成本效益、大幅簡(jiǎn)化建立數據關(guān)聯(lián)的程序，進(jìn)而縮短上市時(shí)間。PXI機箱和控制器、PXI RF產(chǎn)品及模塊化儀器、NI LabVIEW (圖形化編程軟件) 及NI TestStand (測試管理軟件)都能用于包括特征性分析和產(chǎn)線(xiàn)測試在內的半導體測試;針對產(chǎn)線(xiàn)測試，NI還特別推出了半導體測試系統STS，它是基于PXI平臺建立的，兼容標準化Docking和線(xiàn)纜接口，ATE標準彈簧針接口 ( Pogo Pin Loadboard interface)，方便與Handler/Prober集成，標準測試數據文件(STDF)生成，提供系統校準等功能。在PXI平臺上，業(yè)界首款基于PCIe Gen3技術(shù)的混合插槽PXI機箱PXIe-1085 24 GB/s機箱，就可用于多site半導體測試。NI半導體測試系統的核心組件包括源測量單元 (SMU)和可編程電源、高密度矩陣開(kāi)關(guān)和高速數字I/O，專(zhuān)用組件有混合信號儀器和RF儀器。

　　特征性分析

　　在特征性分析時(shí)，傳統方式是采用儀器堆疊，但是當測試項增加時(shí)，就比較困難。NI特征性分析解決方案在國內有很好的應用，偏向前期設計階段的電源、門(mén)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的矢量信號收發(fā)器(VST)進(jìn)行WLAN協(xié)議測試，與傳統設備相比，將測試速度提升了200倍，大大提高了測試覆蓋率。

　　被RFMD以16億美元收購的TriQuint，在GSM、EDGE、WCDMA測試中，通過(guò)采用NI PXI，能夠將新組件的特征化時(shí)間從兩周縮短為大約一天。

　　高性能模塊化儀器可以滿(mǎn)足多樣的測試需求，ST Ericsson的工程師表示：“NI最新的PXIe-5665矢量信號分析儀提供了ST Ericsson 特征化實(shí)驗室進(jìn)行3GPP RF IC設計驗證所需的高性能和準確度。相對我們先前的臺式儀器解決方案，NI的解決方案幫助我們縮減了系統成本和物理尺寸，同時(shí)增加了系統靈活性。”

　　產(chǎn)線(xiàn)測試

　　采用NI產(chǎn)線(xiàn)測試方案最大的好處在于數據關(guān)聯(lián)性。“半導體參數很多，在升級時(shí)，測試環(huán)境可能要重新搭建。傳統儀器與ATE之間數據關(guān)聯(lián)十分讓人頭疼，PXI解決了這個(gè)問(wèn)題，芯片從特征性分析到量產(chǎn)都使用同一個(gè)測試平臺，這是之前行業(yè)做不到的，而NI做到了。”陳宇睿先生再次強調了NI與ATE相比的優(yōu)勢：“傳統的ATE系統專(zhuān)注于數字方面，往往因為注重效率而變得非常龐大，對于越來(lái)越多模擬和射頻信號較多的芯片，需要昂貴的工具重組，因為一代測試系統會(huì )變得過(guò)時(shí)或者不能滿(mǎn)足新的測試需求。但是STS具有PXI與生俱來(lái)的開(kāi)放架構，能夠幫助客戶(hù)保持原有投資，并在此基礎上建立，而不是拋棄。STS 具有開(kāi)放式的模塊化架構，可協(xié)助工程師運用先進(jìn)的 PXI 儀器。這對 RF 和混合信號測試而言尤其重要，因為傳統 ATE 的測試范圍通常很難滿(mǎn)足最新半導體技術(shù)的需求。”

　　STS本質(zhì)上就是PXI，特點(diǎn)是把接口接出來(lái)，再與handler的連接。當然，財力和技術(shù)實(shí)力雄厚的客戶(hù)也可以自己開(kāi)發(fā)測試方案，但是這樣需要一整個(gè)團隊在背后支持和維護，對于一般半導體公司采用PXI是更好的選擇。

　　NI與競爭對手相比的另一關(guān)鍵優(yōu)勢在于軟件，在半導體測試上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)化測試行業(yè)的經(jīng)驗和優(yōu)勢在NI TestStand測試管理軟件基礎上，加入了TSM(TestStand Semiconductor Module)軟件用于專(zhuān)門(mén)為半導體測試作了優(yōu)化，使得數據關(guān)聯(lián)、提升并行測試效率更加容易。并可以輸出標準的STDF的文件格式。

　　被ADI收購的知名微波公司Hittite，也將NI PXI用于RFIC產(chǎn)線(xiàn)測試中。使用VST和儀器驅動(dòng)的FPGA擴展，得到了30倍測試速度的提升，同時(shí)提高了測試覆蓋面。

　　ADI公司大批量MEMS生產(chǎn)測試也采用了NI PXI。我們知道ADI公司的產(chǎn)品以高精度和高質(zhì)量著(zhù)稱(chēng)，他們都愿意用PXI取代之前的ATE，證明NI PXI在產(chǎn)線(xiàn)測試上的實(shí)力。據悉，ADI MEMS 產(chǎn)線(xiàn)測試基于PXI設備加LabVIEW，實(shí)現與特征性分析階段的數據相關(guān)性。成本是傳統方案的1/11,能耗是原來(lái)的1/16，PXI 架構的 ATE 新系統，讓 ADI 大幅節省廠(chǎng)房空間。

　　另一個(gè)半導體生產(chǎn)的案例來(lái)自IDT，基于PXI的STS系統的優(yōu)勢在于節省成本，標準110 V連接，多設備之間的標準化，淘汰舊設備的緩解，高性能測試，能夠為將來(lái)的需求而擴展。

　　NI STS才面世一年，就布局于全球多家領(lǐng)先半導體公司。為什么會(huì )應用得如此之快呢?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討論，不停地接收使用者的反饋，例如我們會(huì )把原型機放在芯片原廠(chǎng)中獲得第一手反饋數據。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(guò)相同的硬件和軟件工具，同時(shí)執行特性測試與生產(chǎn)作業(yè)，這樣一來(lái)即可更快建立數據關(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與全球專(zhuān)門(mén)的封測大廠(chǎng)在STS導入中都有深入合作。當然，ATE有其傳統優(yōu)勢，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是NI的優(yōu)勢，目前，NI半導體產(chǎn)線(xiàn)測試主要集中在模擬和無(wú)線(xiàn)IC上，還不會(huì )涉足測試管腳眾多的數字芯片。

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