半導(dǎo)體這兩年十分熱鬧，并購案一個比一個大，加上中國政府對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的政策和資金扶持，半導(dǎo)體業(yè)的競爭應(yīng)該會越發(fā)白熱化。而圍繞著半導(dǎo)體業(yè)的整個生態(tài)系統(tǒng)也因為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的繁榮而風(fēng)生水起，例如半導(dǎo)體測試。在近日舉辦的PXI PAC 2015上，NI自動化測試產(chǎn)品市場經(jīng)理陳宇睿先生特別向記者介紹了NI在半導(dǎo)體測試上的飛躍：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)線測試。

　　據(jù)陳宇睿先生介紹，NI 是第一家將 PXI 導(dǎo)入于測試機 (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 平臺上一次完成。而 NI 半導(dǎo)體測試系統(tǒng) (Semiconductor Test System，簡稱 STS) 系列便是基于此，協(xié)助客戶優(yōu)化成本效益、大幅簡化建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的程序，進而縮短上市時間。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)線測試在內(nèi)的半導(dǎo)體測試;針對產(chǎn)線測試，NI還特別推出了半導(dǎo)體測試系統(tǒng)STS，它是基于PXI平臺建立的，兼容標準化Docking和線纜接口，ATE標準彈簧針接口 ( Pogo Pin Loadboard interface)，方便與Handler/Prober集成，標準測試數(shù)據(jù)文件(STDF)生成，提供系統(tǒng)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(dǎo)體測試。NI半導(dǎo)體測試系統(tǒng)的核心組件包括源測量單元 (SMU)和可編程電源、高密度矩陣開關(guān)和高速數(shù)字I/O，專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，傳統(tǒng)方式是采用儀器堆疊，但是當測試項增加時，就比較困難。NI特征性分析解決方案在國內(nèi)有很好的應(yīng)用，偏向前期設(shè)計階段的電源、門流等，而且體積小。

　　陳宇睿先生介紹了三個典型案例。

　　高通使用NI基于PXI的矢量信號收發(fā)器(VST)進行WLAN協(xié)議測試，與傳統(tǒng)設(shè)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，通過采用NI PXI，能夠?qū)⑿陆M件的特征化時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 特征化實驗室進行3GPP RF IC設(shè)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(tǒng)成本和物理尺寸，同時增加了系統(tǒng)靈活性。”

　　產(chǎn)線測試

　　采用NI產(chǎn)線測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，在升級時，測試環(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解決了這個問題，芯片從特征性分析到量產(chǎn)都使用同一個測試平臺，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(diào)了NI與ATE相比的優(yōu)勢：“傳統(tǒng)的ATE系統(tǒng)專注于數(shù)字方面，往往因為注重效率而變得非常龐大，對于越來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(tǒng)會變得過時或者不能滿足新的測試需求。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)助工程師運用先進的 PXI 儀器。這對 RF 和混合信號測試而言尤其重要，因為傳統(tǒng) ATE 的測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，特點是把接口接出來，再與handler的連接。當然，財力和技術(shù)實力雄厚的客戶也可以自己開發(fā)測試方案，但是這樣需要一整個團隊在背后支持和維護，對于一般半導(dǎo)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(dǎo)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(chǔ)上，加入了TSM(TestStand Semiconductor Module)軟件用于專門為半導(dǎo)體測試作了優(yōu)化，使得數(shù)據(jù)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)線測試中。使用VST和儀器驅(qū)動的FPGA擴展，得到了30倍測試速度的提升，同時提高了測試覆蓋面。

　　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)量著稱，他們都愿意用PXI取代之前的ATE，證明NI PXI在產(chǎn)線測試上的實力。據(jù)悉，ADI MEMS 產(chǎn)線測試基于PXI設(shè)備加LabVIEW，實現(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)勢在于節(jié)省成本，標準110 V連接，多設(shè)備之間的標準化，淘汰舊設(shè)備的緩解，高性能測試，能夠為將來的需求而擴展。

　　NI STS才面世一年，就布局于全球多家領(lǐng)先半導(dǎo)體公司。為什么會應(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，例如我們會把原型機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，同時執(zhí)行特性測試與生產(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的封測大廠在STS導(dǎo)入中都有深入合作。當然，ATE有其傳統(tǒng)優(yōu)勢，NI目前主要定位于少量多樣的市場。此外，由于模擬和混合信號是NI的優(yōu)勢，目前，NI半導(dǎo)體產(chǎn)線測試主要集中在模擬和無線IC上，還不會涉足測試管腳眾多的數(shù)字芯片。

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