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“4G改變生活，5G改變社會”，正如這個響亮的口號所描述的，5G海量的應(yīng)用場景將帶給人們無限想象。5G的發(fā)展如火如荼，國際市場競爭日益激烈，Analysys Mason發(fā)布了新報告“全球5G競賽”，到2020年，預(yù)計全球40多個國家的約80家運營商可以為其用戶提供5G服務(wù)。中國國內(nèi)政策也大力支持，6月6日，工信部向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電正式發(fā)放5G商用牌照，這是全球5G發(fā)展的標(biāo)志性事件——中國5G時代正式開啟！

三大運營商、5G設(shè)備廠商關(guān)于“搶占市場”的大戰(zhàn)已經(jīng)開始，整個產(chǎn)業(yè)鏈將進(jìn)入沖刺階段。然而，毫米波（mmWave）作為5G最關(guān)鍵的技術(shù)之一，目前還有許多與此相關(guān)尚未解決的技術(shù)難題。NI (國家儀器公司，National Instruments，簡稱NI)的毫米波測試解決方案致力于幫助設(shè)備廠商解決研發(fā)實驗室和量產(chǎn)階段的測試挑戰(zhàn)，NI最新發(fā)布的mmWave VST（毫米波矢量信號收發(fā)儀，millimeter wave vector signal transceiver）在NIWeek 2019一經(jīng)推出，就引起了全球市場的關(guān)注。

針對5G毫米波測試挑戰(zhàn)，NI mmWave VST堪稱最簡單的應(yīng)對之道

由于6GHz以下頻段在廣域覆蓋方面的優(yōu)勢，頻譜已經(jīng)被包括民用移動通信在內(nèi)的領(lǐng)域大量使用，可用頻段資源特別是大帶寬資源已經(jīng)十分有限，而 5G對超高速率和大容量通信的要求需要大帶寬的頻段資源，需要往 6GHz以上的頻段開發(fā)未利用的頻段資源，毫米波頻段存在大量大帶寬的頻譜資源，可以被有效利用。因此，毫米波的重要性不言而喻。

據(jù)RF芯片制造商反饋，毫米波設(shè)備與6GHz以下設(shè)備的設(shè)計有很大的不同，毫米波設(shè)備從實驗室到量產(chǎn)的測試需要一套高度集成的測試方案。但之前測試設(shè)備方面還是一個空白。半導(dǎo)體行業(yè)測試領(lǐng)先廠商NI最新推出的mmWave VST沿襲了NI VST家族高集成度的風(fēng)格，結(jié)合了射頻信號發(fā)生器、射頻信號分析儀和集成開關(guān)，并且頻率高達(dá)44 GHz的1 GHz瞬時帶寬。該產(chǎn)品從提高測試速度與提供量產(chǎn)級別的高性能測試系統(tǒng)兩個方面，幫助5G設(shè)備廠商加速研發(fā)。

為滿足5G毫米波設(shè)備的測試要求，NI mmWave VST做出了多項創(chuàng)新。該新型校準(zhǔn)集成開關(guān)最多可支持32個通道，無需額外的基礎(chǔ)設(shè)施即可提高波束成形和相控陣列測量的準(zhǔn)確性。模塊化前端設(shè)計可實現(xiàn)準(zhǔn)確且經(jīng)濟(jì)高效的測量，同時保持與未來5G頻帶的前向兼容性。通過這些創(chuàng)新，工程師們可以同時在5-21 GHz和26-44 GHz進(jìn)行測量。

NI mmWave VST 優(yōu)化了5G NR設(shè)備的驗證和生產(chǎn)測試

5G賽道的競爭是爭分奪秒的，測試時間、成本、效率都是需要考慮的問題，其實很多人都知道在此過程中“通用平臺”的重要性，NI幫助ADI從驗證測試到量產(chǎn)測試全方位搶位5G時代。毫無疑問，NI的模塊化的測試平臺具有靈活的優(yōu)勢，正是5G測試的不二之選。

從2014年開始，ADI公司已在制造車間大規(guī)模部署STS，到目前為止，已經(jīng)測試了數(shù)億個單元。在火熱的5G領(lǐng)域，STS的靈活性對于快速迭代的新技術(shù)顯得尤為重要。來自ADI的Mike O’Sullivan指出：“在ADI的實驗室中，基于NI的STS構(gòu)建了面向?qū)嶒炇姨匦苑治龅臏y試系統(tǒng)，而這套系統(tǒng)事實上與ADI在量產(chǎn)中所使用的ATE是的一脈相承的，這大幅度簡化了從實驗室到量產(chǎn)之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和比對。

“減少測試時間和降低測試成本的壓力要求我們對實驗室和量產(chǎn)的測試方法進(jìn)行革新，自動化是關(guān)鍵的第一步。”Mike O’Sullivan表示，“因此，我們推出了一項名為LEAP的計劃，目標(biāo)是加快收益時間，該計劃的一個關(guān)鍵要素是提高我們研發(fā)實驗室的自動化水平，然后在生產(chǎn)測試中重復(fù)使用測量IP。在此計劃中 NI STS系統(tǒng)的重要性不言而喻。”

NI與ADI一直保持緊密合作，這種緊密合作體現(xiàn)在NI不僅是ADI的供應(yīng)商，同時也是ADI的客戶。NI與ADI的NI最新推出的mmWave VST，每個產(chǎn)品上采用了200多顆ADI芯片，從ADC到DAC，從放大器到電源管理IC等。這種良好的合作關(guān)系，能幫助雙方更好的服務(wù)市場。

NI幫助ADI加速實驗室和量產(chǎn)的測試

無獨有偶，5G領(lǐng)域另外一位先行者也來到了NIWeek現(xiàn)場，講述“先鋒使用案例”。Qorvo作為5G射頻領(lǐng)域的領(lǐng)先者，正在量產(chǎn)世界上第一款專為新型n77 5G頻段設(shè)計的射頻前端模塊，這款RF前端將PA、LNA、濾波和轉(zhuǎn)換開關(guān)結(jié)合在一個緊湊的集成封裝中。同時，Qorvo也是NI 5G測試設(shè)備的早期使用用戶。

Qorvo 5G發(fā)展部門總監(jiān)Ben Thomas表示：我們面臨著測試平臺加倍或甚至增加三倍的挑戰(zhàn)。通過采用NI PXI系統(tǒng)，我們能夠在不犧牲測量質(zhì)量的情況下顯著提高測試吞吐量。”

此外，關(guān)于NI測試系統(tǒng)在5G領(lǐng)域的適用性。Ben特意指出：“因為NI測試平臺的靈活性，我們能用現(xiàn)在的PXI 平臺無縫應(yīng)對5G測試的挑戰(zhàn)。如果沒有NI的平臺，我們將無法滿足我們的5G發(fā)布時間表。”

5G測試的復(fù)雜度驟增

行業(yè)四大領(lǐng)先廠商聯(lián)合演示5G毫米波半導(dǎo)體晶圓探針測試解決方案

隨著5G牌照發(fā)放和商用推進(jìn)，一些基礎(chǔ)設(shè)施、5G終端和手機對毫米波芯片的需求將增加。另外，考慮到如今產(chǎn)品從設(shè)計到上市的時間越來越快，毫米波芯片的測試需從源頭抓起，那么，精確的晶圓級別的測試測量非常重要。

在NIWeek 2019的現(xiàn)場，NI、東京電子（TEL）、FormFactor 和Reid-Ashman聯(lián)合展示了5G毫米波半導(dǎo)體晶圓探針測試解決方案，這個業(yè)界一流的應(yīng)對毫米波芯片測試挑戰(zhàn)的方案集成四大廠商的精品：TEL提供了PrecioTM XL 自動晶圓探針，能針對并行芯片測試進(jìn)行了優(yōu)化，具有高度精確的x、y 和z軸控制能力，有可靠的接觸靈敏度；FormFactor提供Pyramid-MW 探針板，可在生產(chǎn)測試環(huán)境中實現(xiàn)卓越的射頻信號完整性和更長的接觸器壽命。Reid-Ashman提供了通用機械手，可通過電動運動可實現(xiàn)高效而可重復(fù)的對接，而不會影響產(chǎn)品安全性。當(dāng)然還有NI STS系統(tǒng)支持直接對接探針，最新推出的mmWave VST使得晶圓測試更加便捷。

東京電子、FormFactor 和Reid-Ashman 聯(lián)合展示5G毫米波半導(dǎo)體晶圓探針測試解決方案

NI在5G測試領(lǐng)域精品頻出，這離不開其持續(xù)性的研發(fā)投入。NI自5G原型驗證之初就已經(jīng)參與進(jìn)來，目前已經(jīng)已經(jīng)聯(lián)手行業(yè)合作伙伴推出眾多解決方案，覆蓋功率放大器、模塊和手機終端等領(lǐng)域的測試。最后，NI總裁兼首席運營官Eric Starkloff再次強調(diào)：“NI將不斷加大5G研發(fā)的投入，與行業(yè)合作伙伴緊密合作，積極推動5G商用落地。”