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5G測試，從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)，NI是如何一步步賦能產(chǎn)業(yè)的？

2019-09-02 13:42:23·  來源：恩艾NI知道  
　
時(shí)間推進(jìn)到2019下半年，人們不僅僅關(guān)心5G應(yīng)用的美好愿景，更加關(guān)心實(shí)現(xiàn)這些愿景的關(guān)鍵技術(shù)。在2019中國（深圳）集成電路峰會同期第十七屆中國通信集成電路技術(shù)應(yīng)
時(shí)間推進(jìn)到2019下半年，人們不僅僅關(guān)心5G應(yīng)用的美好愿景，更加關(guān)心實(shí)現(xiàn)這些愿景的關(guān)鍵技術(shù)。在2019中國（深圳）集成電路峰會同期“第十七屆中國通信集成電路技術(shù)應(yīng)用研討會”上，NI半導(dǎo)體技術(shù)市場經(jīng)理馬力斯從測試的角度出發(fā)，講解了從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)，5G測試的挑戰(zhàn)及解決方案。
 
注：2019中國（深圳）集成電路峰會由深圳市人民政府、國家“核高基”重大專項(xiàng)總體專家組、國家集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會集成電路設(shè)計(jì)分會共同主辦。
NI半導(dǎo)體技術(shù)市場經(jīng)理馬力斯現(xiàn)場發(fā)表演講
 
眾所周知，5G的關(guān)鍵技術(shù)包括陣列天線、毫米波、高帶寬等。正是這些關(guān)鍵技術(shù)推動了5G應(yīng)用的革命性創(chuàng)新，同樣也給測試帶來了挑戰(zhàn)，今天討論的重點(diǎn)是熱度很高的毫米波測試。
 
5G包含兩大頻譜范圍，分別是Sub-6GHz和毫米波頻段。毫米波則對5G 更具有革命性意義，目前最主要代表頻段是28GHz 和39 GHz 。在加速上市的壓力下，業(yè)界對毫米波測試的要求只能用“唯快不破”來形容，NI 推出的是毫米波測試的一大法寶——VST設(shè)備。
 
以PXIe-5831為例，它為信號生成和分析提供了1GHz的瞬時(shí)帶寬，并具有高性能FPGA，在中頻模塊能夠覆蓋5~21GHz的頻段，模塊化毫米波射頻頭可覆蓋28GHz和39GHz等5G中常用的頻段。
 
這些配置正是這款VST快速高效測量、實(shí)時(shí)信號處理和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)，馬力斯解釋道：“從數(shù)字預(yù)失真的角度來看，數(shù)字預(yù)失真里面有很多算法，這些對本身儀表上的計(jì)算能力要求很高，如果把FPGA嵌入到儀表里，可以加速測試速度，NI是業(yè)界非常少的能夠把FPGA嵌入到儀表中的廠商，所以這也是NI的測試方案相比于其他很多廠商的測試測試速度快的原因。”
 
好消息是，NI在今年5月份推出了最新的mmWave VST，該設(shè)備最多可支持32個(gè)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(jì)可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確且經(jīng)濟(jì)高效的測量，同時(shí)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(shí)在5-21 GHz和26-44 GHz進(jìn)行測量。能夠減少5G測試風(fēng)險(xiǎn)和節(jié)省測試時(shí)間。
5G賽道的選手們嗎，還等什么，快安排上。
 
毫米波芯片架構(gòu)比Sub-6GHz芯片架構(gòu)更復(fù)雜
 
毫米波芯片比Sub-6GHz 測試難度大的主要原因在于毫米波芯片比Sub-6GHz  RFIC芯片結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，從下圖的結(jié)構(gòu)可看出毫米波芯片中間增加了一些新的模塊。
Sub-6GHz RFIC芯片與毫米波芯片架構(gòu)對比
 
馬力斯指出：“毫米波芯片都會使用上下變頻器、超外差這樣的架構(gòu)來進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。中間還有一個(gè)Phased Array，Phased Array會給測試帶來新的難題。因?yàn)樗虚g會加beamformer，beamformer對測試設(shè)備接口數(shù)量要求就會增加，如果還用單發(fā)單收的方式來做，測試成本會很高。NI的方法是將毫米波段的測試頭最多可以擴(kuò)到32個(gè)，即16個(gè)發(fā)/收接口。”
 
OTA是5G測試的必經(jīng)之路嗎？
 
在5Gmm Wave毫米波的發(fā)展帶動下，天線封裝(AntennasinPackage，AiP)技術(shù)逐漸受到關(guān)注，5G天線模塊將天線封裝在一起，很難通過物理連接來進(jìn)行測試，這時(shí)候需要采用空口測試技術(shù)（OverThe Air， 簡稱OTA）來進(jìn)行測試測量。
 
這種復(fù)雜的測試環(huán)境，剛好給NI模塊化儀器一個(gè)大展身手的空間。由NI模塊化的儀器搭建的測試系統(tǒng)能夠覆蓋整個(gè)毫米波的信號鏈，從基帶部分到中頻部分、再到毫米波，甚至能夠外搭一些參考設(shè)計(jì)、參考方案，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室小型化的OTA測試的要求。
在晶圓層級的測試，大家還能再一次感受到NI模塊化儀器的神奇。當(dāng)大家還在好奇晶圓層級是否需要進(jìn)行OTA測試的時(shí)候，NI與TEL、FormFactor和Reid-Ashman已經(jīng)合作開發(fā)出了5G毫米波晶圓探針測試解決方案。
 
傳統(tǒng)探針技術(shù)包括探探針接口板（PIB）、探針?biāo)吞结槹?。NI、TEL、FormFactor 和 Reid-Ashman 合作推出了一種直接的對接探針解決方案，該解決方案簡化了信號路徑，改善了毫米波應(yīng)用所必需的信號完整性，并且支持頂部和底部負(fù)載探針應(yīng)用。 
 
為什么會設(shè)計(jì)成這種Direct Dock的方式？馬力斯表示：“因?yàn)楹撩撞ū旧碓趥鲗?dǎo)上面損耗會非常高，Direct Dock相比傳統(tǒng)用的方式，能夠減少在信號完整性上和信號連接度上的損耗。”
 
NI的平臺化方法可以最大化利用統(tǒng)一的平臺提升實(shí)驗(yàn)室和量產(chǎn)測試的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，最大化復(fù)用軟硬件資源，打通從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)測試的鴻溝。降低測試成本，加快上市時(shí)間，都不是難題！
 
以上演講中講到的從Sub-6GHz到毫米波芯片的方案，均可以在NI 展臺看到。
 
NI Demo
 
 
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