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5G時代芯片測試工程師面臨的具大挑戰(zhàn)!

比于 4G 網(wǎng)絡(luò),5G 網(wǎng)絡(luò)速度可達(dá) 4G 的數(shù)倍乃至數(shù)十倍,這其中毫米波技術(shù)無疑5G時代關(guān)鍵一環(huán),具有重要的應(yīng)用前景。

作為芯片業(yè)者,5G時代對應(yīng)的相關(guān)IC芯片測試,對測試工程師們具有很大挑戰(zhàn)。IC測試亟需快速、準(zhǔn)確且經(jīng)濟高效的測試解決方案來確保新型芯片設(shè)計的可靠性。5G芯片即將推出,ANDK測試座也將提供支持5G芯片測試的IC test socket產(chǎn)品。

5G時代芯片測試的五大挑戰(zhàn)
1.波形變得更寬且更復(fù)雜。
研究人員和工程師在測試5G設(shè)備時,面臨著創(chuàng)建、分布和生成5G波形的新挑戰(zhàn)。工程師需要處理高度復(fù)雜且符合標(biāo)準(zhǔn)的上行鏈路和下行鏈路信號,而且這些信號的帶寬要比以前的信號大得多。他們需要分配各種資源;調(diào)制和編碼信號;解調(diào)和探測信息并進(jìn)行相位跟蹤;進(jìn)行單載波以及連續(xù)和非連續(xù)載波聚合配置。
2.儀器必須是寬帶且線性的,而且必須能夠經(jīng)濟高效地覆蓋廣泛的頻率范圍。
RF工程師一直在研究專用于航空航天和軍事等行業(yè)中的毫米波測試系統(tǒng),但這些系統(tǒng)價格極其昂貴,對于面向大眾市場的半導(dǎo)體行業(yè)來說,目前尚未有合適的毫米波測試系統(tǒng)。工程師需要具有成本效益的測試設(shè)備來配置更多測試臺,以縮短產(chǎn)品上市時間。這些新測試臺必須能夠支持高線性度;在高帶寬上提供高幅度和相位精度;具有低相位噪聲;支持廣泛的頻率范圍,以支持多頻帶設(shè)備;以及能夠測試設(shè)備能否與其它無線標(biāo)準(zhǔn)的共存。除了功能強大的硬件外,基于軟件的模塊化測試和測量臺還必須能夠快速適應(yīng)新的測試需求。

3.組件特性分析和驗證需要更大量測試。
處理6 GHz以下的寬信號以及毫米波頻率的信號需要分析和驗證RF通信組件的性能。工程師不僅要測試創(chuàng)新的多頻帶功率放大器、低噪音放大器、雙工器、混頻器和濾波器設(shè)計,還要確保經(jīng)過改進(jìn)的新型RF信號鏈能夠支持同時操作4G和5G技術(shù)。此外,為了避免傳播時出現(xiàn)大量損耗,毫米波5G測試系統(tǒng)還需要波束形成子系統(tǒng)和天線陣列,這就需要快速可靠的多端口測試解決方案。
4.大規(guī)模MIMO和波束形成系統(tǒng)的無線測試使得傳統(tǒng)測量對空間的依賴性非常高。
工程師在測試5G波束形成設(shè)備時,面臨著分析發(fā)射和接收路徑以及優(yōu)化接收和發(fā)射天線互易性的挑戰(zhàn)。比如,發(fā)射功率放大器進(jìn)入壓縮區(qū)時,會產(chǎn)生幅值和相位失真及其他熱效應(yīng),而接收路徑的LNA并不會產(chǎn)生這些現(xiàn)象。此外,移相器、可變衰減器、增益控制放大器和其它器件的容差可能導(dǎo)致通道間的相移不相同,以致影響預(yù)期的指向性圖。測量這些效應(yīng)需要采用空口(OTA)測試技術(shù),這使得TxP、EVM、ACLR和靈敏性等傳統(tǒng)測量對空間的依賴性非常高。
5.批量生產(chǎn)測試需要測試系統(tǒng)能夠快速、高效地進(jìn)行擴展。
新型5G應(yīng)用和垂直行業(yè)的需求不斷增長,使得制造商每年需要生產(chǎn)的5G組件和設(shè)備呈指數(shù)級增加。制造商面臨的挑戰(zhàn)在于需要提供快捷的方法來校準(zhǔn)新設(shè)備的多個RF路徑和天線配置,并提高OTA解決方案的測試速度,以確保制造測試結(jié)果的可靠性和可重復(fù)性。但是,對于RFIC的批量生產(chǎn),傳統(tǒng)的RF暗室會占用大部分的生產(chǎn)廠房空間,使廠房無法放置其他流程所需的設(shè)備,導(dǎo)致材料處理流程中斷,這會大幅增加資本支出。為了解決這些問題,市面上已推出支持OTA的IC插座(具有集成天線的小型RF外殼),這些產(chǎn)品大幅減少了半導(dǎo)體OTA測試所需的占地空間。
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