“4G改變生活，5G改變社會”，正如這個響亮的口號所描述的，5G海量的應用場景將帶給人們無限想象。5G的發展如火如荼，國際市場競爭日益激烈，Analysys Mason發布了新報告“全球5G競賽”，到2020年，預計全球40多個國家的約80家運營商可以為其用戶提供5G服務。中國國內政策也大力支持，6月6日，工信部向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電正式發放5G商用牌照，這是全球5G發展的標志性事件——中國5G時代正式開啟！
三大運營商、5G設備廠商關于“搶占市場”的大戰已經開始，整個產業鏈將進入沖刺階段。然而，毫米波（mmWave）作為5G最關鍵的技術之一，目前還有許多與此相關尚未解決的技術難題。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備廠商解決研發實驗室和量產階段的測試挑戰，NI最新發布的mmWave VST（毫米波矢量信號收發儀，millimeter wave vector signal transceiver）在NIWeek 2019一經推出，就引起了全球市場的關注。
針對5G毫米波測試挑戰，NI mmWave VST堪稱最簡單的應對之道
由于6GHz以下頻段在廣域覆蓋方面的優勢，頻譜已經被包括民用移動通信在內的領域大量使用，可用頻段資源特別是大帶寬資源已經十分有限，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RF芯片制造商反饋，毫米波設備與6GHz以下設備的設計有很大的不同，毫米波設備從實驗室到量產的測試需要一套高度集成的測試方案。但之前測試設備方面還是一個空白。半導體行業測試領先廠商NI最新推出的mmWave VST沿襲了NI VST家族高集成度的風格，結合了射頻信號發生器、射頻信號分析儀和集成開關，并且頻率高達44 GHz的1 GHz瞬時帶寬。該產品從提高測試速度與提供量產級別的高性能測試系統兩個方面，幫助5G設備廠商加速研發。
為滿足5G毫米波設備的測試要求，NI mmWave VST做出了多項創新。該新型校準集成開關最多可支持32個通道，無需額外的基礎設施即可提高波束成形和相控陣列測量的準確性。模塊化前端設計可實現準確且經濟高效的測量，同時保持與未來5G頻帶的前向兼容性。通過這些創新，工程師們可以同時在5-21 GHz和26-44 GHz進行測量。
NI mmWave VST 優化了5G NR設備的驗證和生產測試
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模部署STS，到目前為止，已經測試了數億個單元。在火熱的5G領域，STS的靈活性對于快速迭代的新技術顯得尤為重要。來自ADI的Mike O’Sullivan指出：“在ADI的實驗室中，基于NI的STS構建了面向實驗室特性分析的測試系統，而這套系統事實上與ADI在量產中所使用的ATE是的一脈相承的，這大幅度簡化了從實驗室到量產之間的數據關聯和比對。
“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的測試方法進行革新，自動化是關鍵的第一步。”Mike O’Sullivan表示，“因此，我們推出了一項名為LEAP的計劃，目標是加快收益時間，該計劃的一個關鍵要素是提高我們研發實驗室的自動化水平，然后在生產測試中重復使用測量IP。在此計劃中 NI STS系統的重要性不言而喻。”
ADI在2019 NIWeek Keynote上演講
NI與ADI一直保持緊密合作，這種緊密合作體現在NI不僅是ADI的供應商，同時也是ADI的客戶。NI與ADI的NI最新推出的mmWave VST，每個產品上采用了200多顆ADI芯片，從ADC到DAC，從放大器到電源管理IC等。這種良好的合作關系，能幫助雙方更好的服務市場。
NI幫助ADI加速實驗室和量產的測試
無獨有偶，5G領域另外一位先行者也來到了NIWeek現場，講述“先鋒使用案例”。Qorvo作為5G射頻領域的領先者，正在量產世界上第一款專為新型n77 5G頻段設計的射頻前端模塊，這款RF前端將PA、LNA、濾波和轉換開關結合在一個緊湊的集成封裝中。同時，Qorvo也是NI 5G測試設備的早期使用用戶。
Qorvo 5G發展部門總監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。通過采用NI PXI系統，我們能夠在不犧牲測量質量的情況下顯著提高測試吞吐量。”
此外，關于NI測試系統在5G領域的適用性。Ben特意指出：“因為NI測試平臺的靈活性，我們能用現在的PXI 平臺無縫應對5G測試的挑戰。如果沒有NI的平臺，我們將無法滿足我們的5G發布時間表。”
5G測試的復雜度驟增
Qorvo在2019 NIWeek Keynote上的演講
行業四大領先廠商聯合演示5G毫米波半導體晶圓探針測試解決方案
隨著5G牌照發放和商用推進，一些基礎設施、5G終端和手機對毫米波芯片的需求將增加。另外，考慮到如今產品從設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的現場，NI、東京電子（TEL）、FormFactor 和Reid-Ashman聯合展示了5G毫米波半導體晶圓探針測試解決方案，這個業界一流的應對毫米波芯片測試挑戰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行了優化，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，可在生產測試環境中實現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高效而可重復的對接，而不會影響產品安全性。當然還有NI STS系統支持直接對接探針，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 聯合展示5G毫米波半導體晶圓探針測試解決方案
NI在5G測試領域精品頻出，這離不開其持續性的研發投入。NI自5G原型驗證之初就已經參與進來，目前已經已經聯手行業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域的測試。最后，NI總裁兼首席運營官Eric Starkloff再次強調：“NI將不斷加大5G研發的投入，與行業合作伙伴緊密合作，積極推動5G商用落地。”