自2013年半導(dǎo)體行業(yè)突破3000億美金大關(guān)開始，中美半導(dǎo)體市場再次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)。到2016年半導(dǎo)體行業(yè)全球總產(chǎn)值更是達(dá)到了3389億美金，物聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)的應(yīng)用帶動(dòng)了半導(dǎo)體行業(yè)蓬勃發(fā)展，雖外界有些許對(duì)產(chǎn)業(yè)過熱的隱憂，但似乎無論民間還是國家對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)投資與發(fā)展的熱情都沒有消減跡象。作為研發(fā)端測試儀器界的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)——美國國家儀器公司(NI)，也瞄準(zhǔn)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，結(jié)合自身產(chǎn)品的特點(diǎn)，在現(xiàn)有PXI平臺(tái)的基礎(chǔ)上針對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的特點(diǎn)，開發(fā)出了適用于量產(chǎn)測試的平臺(tái)STS(semiconductor test stand)，成為了唯一能夠貫穿實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)線量產(chǎn)測試的機(jī)臺(tái)，讓研發(fā)和生產(chǎn)得到了有效結(jié)合，2014年一經(jīng)推出后即得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。在ATE量產(chǎn)測試機(jī)臺(tái)近乎被壟斷的行業(yè)背景下，另辟一番蹊徑走出了獨(dú)具特色的差異化發(fā)展路線。
IIA記者在上海SEMICON，對(duì)美國國家儀器公司(NI)的三位高層管理者進(jìn)行了采訪。讓他們來揭秘NI為什么在半導(dǎo)體行業(yè)野蠻生長的背景下推出產(chǎn)線測試平臺(tái)，擁有研發(fā)與量產(chǎn)的雙重身份后是否能達(dá)到1+1>2的效果，客戶是否感覺到了這種價(jià)值的傳遞，對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)又產(chǎn)生了怎樣的影響。
右起：NI 大中華區(qū)總經(jīng)理 陳健忠;NI中國半導(dǎo)體業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理 何為;NI 資深技術(shù)市場經(jīng)理，自動(dòng)化測試 陳宇睿
從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)線測試的平穩(wěn)過渡
對(duì)于NI STS半導(dǎo)體測試平臺(tái)最大的特點(diǎn)應(yīng)該就是“從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到產(chǎn)線生產(chǎn)的平穩(wěn)過渡”。陳總向記者介紹
在實(shí)驗(yàn)室中PXI的身份可以是各種測試儀表，但在產(chǎn)線就可以根據(jù)需求變身為量產(chǎn)測試機(jī)臺(tái)，或者說是另一種ATE。在NI的測試環(huán)境下，工程師可以用實(shí)驗(yàn)室同樣的技術(shù)來做產(chǎn)線測試，在這背后的技術(shù)支撐就是PXI，而軟件則是Labview，作為改動(dòng)NI加入了一個(gè)TestStand Semiconductor Module，讓Teststand更加適合工廠產(chǎn)線應(yīng)用。
這樣研發(fā)和產(chǎn)線兩邊的硬軟件都有了非常高的相似性，程序、代碼同樣可以實(shí)現(xiàn)復(fù)用。在前期特性分析使用的測試程序，包括測試到的結(jié)果，能夠跟產(chǎn)線上快速的對(duì)應(yīng)起來，而不像傳統(tǒng)的方法，產(chǎn)線很多工程師需要花大量時(shí)間去把ATE測出來的數(shù)據(jù)，和前期實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)做一致性比對(duì)，找尋問題。NI則能夠把兩邊連起來，幫助客戶有效減少上市時(shí)間，簡化工程師的繁雜的比對(duì)工作，提高生產(chǎn)效率。
據(jù)何為女士介紹，實(shí)驗(yàn)室端的NI之所以推出這樣一個(gè)應(yīng)對(duì)量產(chǎn)的平臺(tái)，是鑒于現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)兩大融合背景下做出的決定。
一，實(shí)驗(yàn)室測試廠商與量產(chǎn)測試廠商之間出現(xiàn)了某種程度融合。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室測一個(gè)芯片的時(shí)候需要把很多的儀表集合在一起，而量產(chǎn)也一樣，而且現(xiàn)在量產(chǎn)的機(jī)臺(tái)對(duì)雷達(dá)這樣的信號(hào)無法完成測試，這就需要NI把實(shí)驗(yàn)室設(shè)備搬到量產(chǎn)中來，或者對(duì)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)進(jìn)行借鑒才可以完成，研發(fā)與量產(chǎn)之間的分界越來越模糊，跨界與融合趨勢(shì)明顯。
其二，則是基于芯片功能的融合?，F(xiàn)在整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)呈現(xiàn)出高度集成的態(tài)勢(shì)，比如ADAS，自動(dòng)駕駛和車載雷達(dá)，射頻、數(shù)字全部集成在一個(gè)芯片上面，以往分成3到4家不同廠商的單一測試的芯片，現(xiàn)在卻要集中在一起，測試復(fù)雜度明顯提高了很多。
而NI平臺(tái)的特性正好符合這兩種趨勢(shì)的要求，研發(fā)階段滿足客戶集成度高，測試種類多的要求的要。生產(chǎn)階段，則采用同一個(gè)平臺(tái)、軟件、數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，一套系統(tǒng)全方面地把設(shè)計(jì)、測試，還有DFT(Design for Test)的元素含在里面，大大減小設(shè)計(jì)到生產(chǎn)到最終用戶的時(shí)間。
測試成本的完美控制
半導(dǎo)體行業(yè)其實(shí)是一個(gè)完全競爭的行業(yè)，相比電力，核能，等國家保護(hù)領(lǐng)域，半導(dǎo)體廠商往往更加辛苦，除了面對(duì)全面的產(chǎn)品價(jià)格競爭，還要應(yīng)對(duì)高速度的技術(shù)更新與設(shè)備折舊更替，成本成為了不得不去考慮的問題。
采訪中，在談及成本方面的問題時(shí)，陳總，何女士以及陳經(jīng)理三位NI高層，顯出了一致的自信。
早在2014年NI正式進(jìn)入半導(dǎo)體量產(chǎn)測試之前已經(jīng)與客戶進(jìn)行了深度合作，并對(duì)于行業(yè)的發(fā)展做出了精確的預(yù)判，采取了非常明顯的差異化的發(fā)展路線。對(duì)比傳統(tǒng)ATE有著四點(diǎn)非常突出的優(yōu)勢(shì)。
第一，更靈活的機(jī)臺(tái)搭建，這方面也可以被看作是NI的固有優(yōu)勢(shì)。客戶購買傳統(tǒng)ATE，往往只使用了10~20%的功能，卻投入了更多的資金。另外ATE寡頭壟斷的趨勢(shì)明顯，競爭壁壘更高，產(chǎn)品發(fā)展大而全 。客戶對(duì)測試的要求與ATE的發(fā)展方向相背離，需要的是一個(gè)更加緊湊的，能夠滿足需要的低成本的測試平臺(tái)。NI 也為客戶預(yù)留有多種配置方案，包含了2個(gè)PXI機(jī)箱或者4個(gè)PXI機(jī)箱的架構(gòu)，客戶可以按照自己的需求為未來升級(jí)預(yù)留擴(kuò)展空間，降低總擁有成本。
第二，更靈活的測試方法，近幾年IOT的興起也帶動(dòng)了IoT、NB-IoT芯片生產(chǎn)，多用到ZigBee、Bluetooth LE、Z-Wave 這些不同的協(xié)議。傳統(tǒng)的ATE如果單一做Bluetooth測試，速度很快。但如果同一個(gè)芯片同一個(gè)封裝同時(shí)測Z-Wave、NB-IoT這兩個(gè)協(xié)議時(shí)，就會(huì)要求測試平臺(tái)協(xié)議的快速更新，而這正是NI的STS架構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)。由于測試的是一個(gè)協(xié)議，協(xié)議可以利用FPGA通過算法實(shí)現(xiàn)，NI使你現(xiàn)有的測試臺(tái)能通過一個(gè)軟件包或處理包就實(shí)現(xiàn)這部分的功能。而以往的ATE里大多通過固件來實(shí)現(xiàn)，采集之后的高頻數(shù)據(jù)，還需要放到中頻之中，再看所采集的信號(hào)，EVM、眼圖的所在規(guī)格，增加測試的繁瑣，而NI平臺(tái)卻能夠較快的實(shí)現(xiàn)客戶的要求，不僅測試時(shí)間短，而且功能擴(kuò)展性高。
第三點(diǎn)，更快速的測試時(shí)間，何女士表示客戶最為看重的就是產(chǎn)品的測試時(shí)間，在量產(chǎn)測試?yán)?，時(shí)間就是金錢。傳統(tǒng)ATE的長項(xiàng)就是它的測試速度。為了加強(qiáng)測試速度，NI的很多的產(chǎn)品集成了FPGA，這樣可以把一些運(yùn)算、處理放到FPGA之中作為協(xié)處理，這樣測試時(shí)間比傳統(tǒng)ATE相當(dāng)或者更短，以射頻前端芯片測試為例，現(xiàn)在的PA，還可能包含了switch，以及filter，變成了一個(gè)很復(fù)雜的RF module。過去僅在在實(shí)驗(yàn)室才有的測試，一些高端的廠商也希望在量產(chǎn)中間能實(shí)現(xiàn)。類似這樣的測試在傳統(tǒng)ATE上速度很慢，因?yàn)樾枰獙?shí)時(shí)的不停的改變測試條件。而NI則采用了on-board的FPGA來實(shí)現(xiàn)，這跟傳統(tǒng)ATE有很大區(qū)別。能夠提供大量擴(kuò)展口，滿足高效率的并行測試要求，也是平臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)之一。NI的STS可以最終擴(kuò)展到48個(gè)RF Port，支持很多Site的并測，節(jié)約客戶產(chǎn)線上的時(shí)間成本。
第四，更優(yōu)秀的技術(shù)支持。ATE廠商為了應(yīng)對(duì)STS，采用了硬件license，將部分功能鎖閉后低價(jià)銷售，客戶后期需要擴(kuò)展，可進(jìn)行解鎖升級(jí)。這樣的策略看起來有點(diǎn)針對(duì)NI，但半導(dǎo)體測試是個(gè)相對(duì)較復(fù)雜的市場。大客戶驅(qū)動(dòng)的需求是非常顯著的部分市場份額，傳統(tǒng)ATE廠商會(huì)把大量的人力投入到這些大客戶中，而做IOT、PA的公司，相對(duì)需求則比較零散，所以ATE的供應(yīng)商，往往對(duì)這部分市場不夠重視，投入相對(duì)也比較少。雖然降低了機(jī)臺(tái)的價(jià)格，但并不能幫助客戶解決生產(chǎn)上遇到的問題，而NI則將工程人員投入到支持的隊(duì)伍中，為客戶服務(wù)，協(xié)助客戶開發(fā)測試程序，這些優(yōu)勢(shì)往往是傳統(tǒng)ATE廠商所不具備的。
強(qiáng)調(diào)對(duì)中國市場的投入
國家十三五規(guī)劃也明確了對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持，NI非?？春弥袊雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展。今年NI在中國設(shè)立了一個(gè)服務(wù)亞太區(qū)半導(dǎo)體行業(yè)的Center of Excellence(COE)。在亞太區(qū)中國上海會(huì)成立一個(gè)團(tuán)隊(duì)，專門去研究如何更好的去解決客戶的痛點(diǎn)，為客戶提供更好的服務(wù)，這個(gè)機(jī)構(gòu)以往只在北美才會(huì)設(shè)立，但由于中國的特殊性，NI總部也同意增加投入，預(yù)計(jì)在今年6月成立。
此外從市場層面看，中國市場的快速發(fā)展，促使更多創(chuàng)業(yè)公司加入，一些volume較高，產(chǎn)品更新速度較快，種類繁多的芯片，相比傳統(tǒng)ATE更需要NI的產(chǎn)品。
技術(shù)層面上看，ADAS，5G正在興起，讓很多公司加入到創(chuàng)業(yè)中來，產(chǎn)品從研發(fā)到量產(chǎn)的構(gòu)建中，NI可以全面參與，實(shí)現(xiàn)兩邊的貫通。NI在其中切身感受到了很多機(jī)會(huì)和發(fā)展空間。
此外NI針對(duì)客戶痛點(diǎn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)也為整個(gè)行業(yè)拓展了思路，這讓更多創(chuàng)業(yè)公司看到了新的機(jī)會(huì)，未來會(huì)有更多人加入到創(chuàng)新的隊(duì)伍中來，為中國半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
