LTX副总裁：RFIC芯片的测试挑战

目前专注在RF的厂商不在少数，但特别专注在RF Testing技术上的却不多，LTX即是其中之一。 由于无线通信的日益普及，使得无线产品的成本──特别期望在较低的测试成本上──倍受重视，接口的控制芯片(connectivity devices)之所以采用无线设计，其目的即在于取代过去的有线接口，如此就不会有线路纠结的困扰，增加使用的方便性，然而此类装置原即属低成本，因此在以无线替代有线时，也就更需要重视成本。尤其是测试的成本，同时测试多颗芯片的高阶测试技术，以及功能有高度弹性、可调式的测试平台也日趋重要。

有别于以往一部测试机只能测试单一芯片的方式，测试机制造商今日面临的挑战是如何提供客户最理想的配置，并同时在单一平台上维持其高弹性及提高使用率？ 如何提高机台使用率？单一性、可调式及有弹性的平台，因其有多种基本架构组合，共享设备装置区须调整至最小，以增加其余可运用空间，减低成本。此外，也需要用高效能测量装置(如RF子系统)来验证IC芯片运作，及同时配合低效能测试装置来支持其它部分的测试需要，这些测量装置所提供的测试功能能让IC芯片制造商区别出IC芯片的产品价值，除此之外为机器配置的共同部分。

图1：LTX的Fusion 测试平台已公认为业界的RF测试标准

图2：EVM Test，误差向量强度范例

透过EVM测试，我们可以了解受测装置的实质、实际的调变，与理想、理论性的调变间有多少差距？就一般而言受测IC芯片的EVM值约在4%～6%间，因此测试机的准确度以及其测量技术必须比4%～6%更佳才行，以确保测试的精准度。

事实上，测试机的EVM的精准度都必须在1.5%以下，甚至更低，以及获得准确和重复性的测试结果(Repeatable Results)。至于RF的其它测试挑战，如Spectral Mask、ACPR(Adjacent Channel Power Rejection)、相位噪声等，在此仅列举出一些。因此测试机被要求要能掌握更大的动态范畴、更广的信号带宽、以及更低的系统噪声。 整合趋势为测试带来新挑战除此之外，半导体制造商也尝试提升IC设计的整合层次，以减少在终端产品芯片组的芯片数量。

然而单芯片不见得一定是最具成本效益的作法，因为RF前端电路也正不断地增长，好与处理器、内存、以及其它逻辑功能相匹配。 芯片的整合趋势也一样给测试机台的设计者带来挑战，为了结合高效能的RF电路及混合信号，必须用上近几年来才有的新锐测试功能，且一切都必须在低噪声环境中能同步、快速且达到低测试成本。

平心而论，一个成功的RF测试，还需要工程师的素质为设计测试解决方案所付出的心血，RF测试的设计就如同RF芯片的设计，皆是高度特殊的领域，一般而言，一个有素质的工程师都需要经过多年的训练、指导才能够成为个中高手。

图3：同时测试4颗芯片的测试接口

一个成功的设计还包括软件算法及一张特订的测试接口板，算法能让测量装置产生复杂的波形，及测量适合的参数，而接口板则能连接受测芯片(Device Under Test, DUT)与测试机台，以进行各项测试。综合软件与高频线路设计，以至于很难找到优异的RF应用工程师。更重要的是，测试厂商必须有好的应用工程技能，并熟悉界定需要用何种特殊RF测试方法？何者是全面性的解决方案？如此才能让客户的产品成功投产。

为了面对这种新测试挑战，可变性、不同类型的调变标准，测试时必须产生一个如同真实环境的测试条件以满足多种不同的测试需求。例如WiFi无线网络的传输率不断提升，从过去的IEEE 802.11b、11a，以及11g，延伸到现在的IEEE 802.11n，传输率是越来越快。

另外WiMAX(IEEE 802.16)产品也陆续出炉，WiMAX无线宽频取代双绞线或电缆线的终端线路。加上个人用的无线接口也在强化中，今日蓝牙(Bluetooth)正普遍流行，而接在蓝牙之后的超宽带(Ultra Wide Band，UWB)亦很快就会到来，在不同的竞争者当中，标准化指日可待。

再者，2.5G、3G移动电话系统同样也是驱动新的IC芯片设计的动力源泉，这必须结合新的调变需求，以及不同频段、多种高阶的功能及不同程度的IC芯片整合。对于这遽增的调变协议及频段，必须要用一个弹性、且以软件的方式，于生产测试环境中产生及测试这些信号。

调变技术演进带来更高的精度需求有些测试项目必须有效验证IC芯片的效能，这同样是项挑战。无线网络装置经常使用一种格外艰难的测试方法(EVM，误差向量强度)来查验调变品质，因为无线传输须用调变技术来传送数据。而复杂的调变标准是在载波信号中同时合并使用振幅、相对相位、频率等多种方式来传送数据。调变结构的正确性取决于有效数据率，而传送效益的高低则亦受到距离、噪声干扰以及其它信号的失真所影响。