5G支配紧锣密鼓分娩测试已就绪？

上周五，我国5G牌照发放，标志着我国正式进入5G商用元年。

然而，5G频段分为6GHz以下（FR1）和毫米波（FR2）两个部分。
毫米波标准目前尚未终极确定，这部分才是5G的终极方向。
我们的生产测试系统是否已准备好？

日前，在美国国家仪器（NI）举办的NIWeek 2019大会上，5G毫米波测试成为一个重头戏。
NI及其互助伙伴展出了各种5G毫米波测试系统。
NI公司的卖力人见告，虽然中国短期内是利用6GHz以下而没有利用毫米波频段，但是从中国的人口密度看，走向毫米波是一定。

那么，5G毫米波生产测试系统当中包含哪些关键技能？下面，EDN就带大家去NIWeek大会上看一看。

5G毫米波晶圆探针测试办理方案

首先，我们来看最重点的，NI与东京电子、FormFactor和Reid-Ashman三家公司互助开拓的5G毫米波晶圆探针测试办理方案。

据理解，该办理方案可办理与5G毫米波晶圆探针测试干系的技能寻衅，有助于半导系统编制造商降落5G毫米波IC的风险、本钱和上市所需的韶光。
毫米波频率的新特性正在寻衅传统探针技能的旗子暗记完全性，传统探针技能包括探针接口板（PIB）、探针塔和探针板。
NI、TEL、FormFactor和Reid-Ashman互助推出了一种直接对接的探针办理方案，它简化了旗子暗记路径，改进了毫米波运用所必需的旗子暗记完全性，并且支持顶部和底部负载探针运用。

该办理方案的一个关键部分是NI的半导体测试系统（STS），该系统最近为5G功率放大器、波束成形器和收发器增加了多站点毫米波测试功能。
该办理方案的一个紧张优点是模块化，许可复用软件以及带稠浊搭配毫米波无线电头的基带/IF仪器，以办理当前和未来所关注的毫米波频带。

现场的事情职员见告，毫米波晶圆是采取打仗式测试，对环境和校准的哀求很高。
而对付6GHz以下的测试，则没有必要这样做。

首先，一样平常的晶圆测试仪有可能把晶圆给戳坏，以是这套系统采取的是电动式，并且打仗要做得非常精准。
其次，它上面的探针实在不是针，而是个软贴片，这样可以使晶圆测试好很多。

这套系统在毫米波测试方面非常有上风。
传统的测试系统是用线缆拉出进行测试，而ATE设备则相对领先。

这套系统用到四家公司的元素分别是：

采取NI STS进行5G毫米波测试，支持直接对接探针

采取TEL Precio XL自动晶圆探针，针对并行芯片测试进行了优化，具有高度精确的x、y和z轴掌握能力，有可靠的打仗灵敏度

采取FormFactor Pyramid-MW探针板，可在生产测试环境中实现卓越的射频旗子暗记完全性和更长的打仗器寿命

采取Reid-Ashman OM1700通用机器手，通过电动运动可实现高效而可重复的对接，而不会影响产品安全性

同时，这个STS当中又集成了NI的毫米波矢量旗子暗记收发仪（VST）。
该设备用于办理5G毫米波RFIC收发仪和功率放大器带来的测试寻衅。

该毫米波VST结合了射频旗子暗记发生器、射频旗子暗记剖析仪和集成开关，频率高达44GHz的1GHz瞬时带宽。
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，从而在大批量制造运用中进行支配。
选择基于模块化PXI平台的测试仪可帮助采取STS的工程师将新的丈量功能（如5G）快速集成到测试单元中，从而提高本钱效益并降落推迟上市韶光带来的风险。

NI半导体营销主管David Hall在吸收采访时也见告，这个5G毫米波晶圆探针测试系统的测试头中放有4个PXI机箱槽，在这4个机箱槽里各放有一个VST。
今年的VST新增了对毫米波的支持，从而可以完成对毫米波晶圆的测试。

在对接的过程中，探针的是非也是有优缺。
由于毫米波的衰减和反射特性，当探针比较永劫，旗子暗记衰减和反射比较大，电性能就较差。
但探针比较永劫，所具有的弹性较大，对付测试的机器物理性又会较好。

同时，他指出，以目前3GPP的R15和R16规格来说，其对付物理层已经大致拟定。
眇小的差异在于在载波聚合时频段的拼接上。
这对付测试仪器来说不会有什么改变，由于测试仪所支持的带宽都已经定下。

虽然3GPP也有可能采取新的频带，但NI在设计系统的时候就已经考虑了供应足够的灵巧性。
在未来如果有新的变革时，只须要把测试头换掉，就可以供应支持。

毫米波才能知足多用户连接不掉速的哀求

众所周知，5G的发展方向紧张有三块：eMBB、mMTC、uRLLC。
V2X以及物联网运用紧张是后两者，而短期来看，5G采取毫米波则紧张是在eMBB上，即哀求更大的带宽，让数据传输速率更高。

目前5G在6GHz以下也采取了一些新频段（在3GHz到4GHz之间），紧张是轻微讲明目前频带过于拥挤的情形。
但是在未来大都邑的情境下则会转到毫米波的运用上，由于从目前的数据量来看，现在的网络无法供应支持，Hall表示。

他指出，除北美以外，目前在日本、韩国、瑞士等地都有操持采取毫米波频段，由于其特殊适用于大都会的环境下。
在北美，最紧张的驱动力来自纽约和洛杉矶等大城市，它们会优先从毫米波开始。
而在日本、韩国等亚洲国家，人口密度比北美都要更高，在这方面的需求后续也会增长更快。
“人口密度较小时，用6GHz以下频段可能也能达到Gbps的速率，但是人口密度大了就支撑不了。
”他补充说。

“在中国，短期来看没有利用毫米波而是利用6GHz以下频段，但是他们也是将毫米波（3GPP中的n77）纳入到了中短期的采取上。
”他指出，“其他国家看上去支配比较慢，实在并不是在技能上掉队，而是5G所利用的毫米波频段目前是用在卫星上，因此政府须要一些韶光来回收这些频带来给未来的5G利用。
”

其余，他谈到，5G上有两个主要部分会用到空口测试。
“第一个是在实验室里做波束成形验证的时候，要看波束是否会打到想要的方向，就要在暗室中丈量角度和精度等。
在今年的NIWeek上，也有我们和珠海博杰这家做暗室的厂商互助。
今年我们也将探求更多做这方面的终极客户。
第二个是在量产上，有个趋势是有人开始在半导体测试机的载板上做一个小的暗室。
”

其余几个毫米波/晶圆测试方案demo

4 site 5G毫米波封装测试办理方案

下面是用NI、Tessolve和Johnstech互助推出的4 site 5G毫米波封装测试办理方案测试28GHz、100MHz带宽的功放。
这个办理方案可以同时对4个site进行并行测试，覆盖PA所需的测试项，如功率、P1dB、EVM等。
5G手机若利用的是毫米波芯片，其功放就须要进行这样的测试。
这样的功放往后会用在手机或小基站内。

这样一台测试仪器可以实现4个site的并行测试，产量可以得到大幅提升。
个中就用到了毫米波VST，可以进行28GHz频率的测试。

这种测试板设计由于是高频的毫米波，可能碰到阻抗匹配和校准等很多问题，因此客户在进行这种测试时，须要选择有履历的设计厂商。

光学晶圆级测试平台

下面是NI和Coherent Solutions互助推出的光学晶圆级测试平台，包含了光干系的测试模块，比如功率计、衰减器、开关以及光的频谱剖析仪等。

它还可以用来测试硅光子器件。
以前都是分立器件，现在变成IC。
由于封装很贵，晶圆级测试变得越来越主要，这样可以节省本钱。
这个方案可以实现自动化测试。

9GHz PXI矢量网络剖析仪

再便是Copper Mountain和NI互助推出的9GHz PXI矢量网络剖析仪（VNA）。
这家公司以前是做USB VNA，现在和NI互助转到了PXI平台上。
这台仪器可以对未来6GHz以下的5G或WiFi做PA、LNA或滤波器等元器件测试，例如S参数等丈量。

量产测试时须要VNA与其他仪器做同步。
转移到PXI平台上就可以带来方便。

其余，对付21GHz以下的中频测试可以直接用VST里的测试头来做，而对付28GHz等5G所用毫米波频段则可以通过外接毫米波头来做，这便是模块化的上风。

PA测试装置

下面是AMCAD Engineering基于NI硬件开拓的PA测试装置。

400Gbps光剖析仪

下面是MultiLane和NI、Coherent推出的400Gbps光剖析仪。
它可以分出4条100Gbps线来丈量光的频谱。
丈量眼图（光调制）须要利用大带宽的剖析仪，而MultiLane公司就供应这样的PXI测试模块。

它须要用到电源、激光源、功率计、OSA、O2E和示波器，以及BERT等。
电旗子暗记有数字、DC，乃至光和RF都可以用这个方案丈量。

5G的传输量越来越大，数据中央须要400Gbps的大带宽、短间隔光纤传输办理方案。

蔚华与NI互助，卖力半导体测试系统在大中华区的分销

其余，在本届NIWeek上，蔚华科技（Spirox）也正式宣告了和NI的互助。
蔚华科技未来将卖力NI在大中华区的半导体测试系统分销，并搭配蔚华科技现有的分类机、针测机、探针卡等产品，为客户供应更多元的半导体测试办理方案及做事。

蔚华科技中国区总经理陈志德与NI半导体营销主管David Hall

蔚华科技中国区总经理陈志德在接管采访时表示，一贯以来，NI都专注于半导体量产测试，特殊是对中国增长的部分，希望增加对客户的做事。
不管是在能力还是所做事的客户群量级上，蔚华在这方面都有非常好的根基，因此就展开了互助。

蔚华做测试机有32年，在中国做测试机也有20年。
事实上，蔚华与NI在2年前就在PXI测试方案上进行了互助，现在只是正式提出。
蔚华在射频测试上的履历，在中国大陆和台湾得到的客户评价都非常高。
蔚华也认为NI的RF技能在国际领先。
因此蔚华和NI的互助是强强联合。

从策略上来讲，未来中国大陆在5G或毫米波设备年夜将迎来爆发点。
NI在这方面有很多完全的办理方案。
再通过蔚华对客户的支持及对家当链的理解，就可以把NI在中国大陆和台湾有关5G毫米波的业务带到下一个增长点。

其余，Hall表示，蔚华所覆盖的测试业务非常广泛，包含CMOS图像传感器、存储器、MEMS、MCU、光传感器等各种测试。
NI与蔚华的互助只是初期先以RF开始。
后续也会探索在SoC、ASIC上互助的可能性。

“蔚华选择RF为出发点，是由于这是NI很大的一个业务，也是非常具有潜力的一个市场，包含了5G和6GHz WiFi，以及IoT，乃至汽车雷达干系。
未来我们也会寻求在MEMS、传感等方面互助。
”他指出。

陈志德补充说，蔚华手上已经有好几个案子在和NI共同开拓。
通过这些开拓，蔚华可以很快把NI的平台熟习，进而做到无缝接轨。
这包括两个部分：从设计公司来讲，它们都是蔚华原有客户，和蔚华互助良久，因此可以很快把项目接下来；在工厂端，蔚华过去的装机量非常大，后续只是要换一个不同的产品，这在接轨上会非常快。