“4G改变生活，5G改变社会”，正如这个响亮的口号所描述的，5G海量的应用场景将带给人们无限想象。5G的发展如火如荼，国际市场竞争日益激烈，Analysys Mason发布了新报告“全球5G竞赛”，到2020年，预计全球40多个国家的约80家运营商可以为其用户提供5G服务。中国国内政策也大力支持，6月6日，工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电正式发放5G商用牌照，这是全球5G发展的标志性事件——中国5G时代正式开启！
三大运营商、5G设备厂商关于“抢占市场”的大战已经开始，整个产业链将进入冲刺阶段。然而，毫米波（mmWave）作为5G最关键的技术之一，目前还有许多与此相关尚未解决的技术难题。NI(国家仪器公司，National Instruments，简称NI)的毫米波测试解决方案致力于帮助设备厂商解决研发实验室和量产阶段的测试挑战，NI最新发布的mmWave VST（毫米波矢量信号收发仪，millimeter wave vector signal transceiver）在NIWeek 2019一经推出，就引起了全球市场的关注。
由于6GHz以下频段在广域覆盖方面的优势，频谱已经被包括民用移动通信在内的领域大量使用，可用频段资源特别是大带宽资源已经十分有限，而5G对超高速率和大容量通信的要求需要大带宽的频段资源，需要往6GHz以上的频段开发未利用的频段资源，毫米波频段存在大量大带宽的频谱资源，可以被有效利用。因此，毫米波的重要性不言而喻。
据RF芯片制造商反馈，毫米波设备与6GHz以下设备的设计有很大的不同，毫米波设备从实验室到量产的测试需要一套高度集成的测试方案。但之前测试设备方面还是一个空白。半导体行业测试领先厂商NI最新推出的mmWave VST沿袭了NI VST家族高集成度的风格，结合了射频信号发生器、射频信号分析仪和集成开关，并且频率高达44GHz的1GHz瞬时带宽。该产品从提高测试速度与提供量产级别的高性能测试系统两个方面，帮助5G设备厂商加速研发。
为满足5G毫米波设备的测试要求，NI mmWave VST做出了多项创新。该新型校准集成开关最多可支持32个通道，无需额外的基础设施即可提高波束成形和相控阵列测量的准确性。模块化前端设计可实现准确且经济高效的测量，同时保持与未来5G频带的前向兼容性。通过这些创新，工程师们可以同时在5-21GHz和26-44GHz进行测量。
NI mmWave VST优化了5G NR设备的验证和生产测试
5G赛道的竞争是争分夺秒的，测试时间、成本、效率都是需要考虑的问题，其实很多人都知道在此过程中“通用平台”的重要性，NI帮助ADI从验证测试到量产测试全方位抢位5G时代。毫无疑问，NI的模块化的测试平台具有灵活的优势，正是5G测试的不二之选。
从2014年开始，ADI公司已在制造车间大规模部署STS，到目前为止，已经测试了数亿个单元。在火热的5G领域，STS的灵活性对于快速迭代的新技术显得尤为重要。来自ADI的Mike O’Sullivan指出：“在ADI的实验室中，基于NI的STS构建了面向实验室特性分析的测试系统，而这套系统事实上与ADI在量产中所使用的ATE是的一脉相承的，这大幅度简化了从实验室到量产之间的数据关联和比对。
“减少测试时间和降低测试成本的压力要求我们对实验室和量产的测试方法进行革新，自动化是关键的第一步。”Mike O’Sullivan表示，“因此，我们推出了一项名为LEAP的计划，目标是加快收益时间，该计划的一个关键要素是提高我们研发实验室的自动化水平，然后在生产测试中重复使用测量IP。在此计划中NI STS系统的重要性不言而喻。”
NI与ADI一直保持紧密合作，这种紧密合作体现在NI不仅是ADI的供应商，同时也是ADI的客户。NI与ADI的NI最新推出的mmWave VST，每个产品上采用了200多颗ADI芯片，从ADC到DAC，从放大器到电源管理IC等。这种良好的合作关系，能帮助双方更好的服务市场。
NI帮助ADI加速实验室和量产的测试
无独有偶，5G领域另外一位先行者也来到了NIWeek现场，讲述“先锋使用案例”。Qorvo作为5G射频领域的领先者，正在量产世界上第一款专为新型n77 5G频段设计的射频前端模块，这款RF前端将PA、LNA、滤波和转换开关结合在一个紧凑的集成封装中。同时，Qorvo也是NI 5G测试设备的早期使用用户。
Qorvo 5G发展部门总监Ben Thomas表示：我们面临着测试平台加倍或甚至增加三倍的挑战。通过采用NI PXI系统，我们能够在不牺牲测量质量的情况下显著提高测试吞吐量。”
此外，关于NI测试系统在5G领域的适用性。Ben特意指出：“因为NI测试平台的灵活性，我们能用现在的PXI 平台无缝应对5G测试的挑战。如果没有NI的平台，我们将无法满足我们的5G发布时间表。”
5G测试的复杂度骤增
随着5G牌照发放和商用推进，一些基础设施、5G终端和手机对毫米波芯片的需求将增加。另外，考虑到如今产品从设计到上市的时间越来越快，毫米波芯片的测试需从源头抓起，那么，精确的晶圆级别的测试测量非常重要。
在NIWeek 2019的现场，NI、Tokyo Electron（TEL）、FormFactor和Reid-Ashman联合展示了5G毫米波半导体晶圆探针测试解决方案，这个业界一流的应对毫米波芯片测试挑战的方案集成四大厂商的精品：TEL提供了PrecioTM XL自动晶圆探针，能针对并行芯片测试进行了优化，具有高度精确的x、y和z轴控制能力，有可靠的接触灵敏度；FormFactor提供Pyramid-MW探针板，可在生产测试环境中实现卓越的射频信号完整性和更长的接触器寿命。Reid-Ashman提供了通用机械手，可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。当然还有NI STS系统支持直接对接探针，最新推出的mmWave VST使得晶圆测试更加便捷。
Tokyo Electron、FormFactor和Reid-Ashman联合展示5G毫米波半导体晶圆探针测试解决方案
NI在5G测试领域精品频出，这离不开其持续性的研发投入。NI自5G原型验证之初就已经参与进来，目前已经已经联手行业合作伙伴推出众多解决方案，覆盖功率放大器、模块和手机终端等领域的测试。最后，NI总裁兼首席运营官Eric Starkloff再次强调：“NI将不断加大5G研发的投入，与行业合作伙伴紧密合作，积极推动5G商用落地。”
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