PXI平台欲颠覆传统IC测试，哪有那么简单？

随着半导体元件的设计日益复杂，测试在整体IC成本中所占的比例不断成长。传统射频与混和讯号IC测试有时会在特性测试实验室中进行，以便透过机架堆叠式箱型仪器取得高品质量测结果，但此方式无法处理大量晶片。PXI模组仪器将是解决这个问题的理想方案。

半导体产业自发展之初，奉行的原则就是持续改善效能与降低成本，换句话说，就是以有限的成本发挥最高价值。不过，除了装置日趋复杂、产品周期缩短、无情的成本压力外，测试在整体IC成本中所占的比例也不断成长，成为产品开发周期中不容忽视的一环。 传统IC测试方式耗时费力

就RF与混合式讯号IC来说，大部分测试都是在生产环境中透过自动化测试设备(Automated Test Equipment, ATE)，或是在特性测试实验室(Characterization Lab)中透过机架堆叠式箱型仪器而完成的。典型的机架堆叠式箱型仪器可提供高品质的实验室等级量测结果，但是容量有限，不仅无法处理大量零件，测试时间也比ATE慢。

在特性测试实验室使用ATE的做法也不算罕见，但其实还是有限。采用ATE的好处之一，就是能对较多样本集进行特性测试，让特性测试资料具备统计显着性，藉此确保规格设计。然而，使用大型主机ATE执行特性测试时，就必须面对昂贵的资金成本、占地空间、能耗需求等问题。因此，有能力在特性测试实验室使用ATE的顶级IC制造厂几乎是寥寥可数。

对大多数透过机架堆叠式箱型仪器进行特性测试、在生产环境中使用ATE的IC厂商而言，为实验室资料与生产资料建立关联作业又是一件极度耗时的工作。由于资料集来自完全不同的测试设备，资料关联作业往往可能需要数周的时间，这点大幅影响了产品开发周期。

由于制程尺寸不断演变，特别是光罩的成本一路飙升，导致晶圆制程的整体成本不断上扬，IC制造厂必须设法将昂贵的光罩组的重新设计成本降至最低。因此，在特性测试作业中，从具有统计显着性的装置群体中，针对每个矽晶版本取得详细测试资料，就显得更加重要。这时老问题再度浮现：在特性测试实验室中使用机架堆叠式箱型仪器会受到限制，难以同时执行大量的装置。

降低测试难度/成本　PXI架构为理想选择

对身经百战的测试人员来说，理想的解决方案是在特性测试实验室中导入可充分扩充的单一ATE平台，再把相同的系统部署到生产线上。这样不但能解决在特性测试阶段执行大量样本的问题，还能达成提供资料关联的目的。厂商仍须进行关联作业，不过由于使用了相同的软硬体，工作将会大幅简化，进而节省作业时间并改善产品开发周期。这个概念看似单纯，执行起来却困难重重，一部分原因是它跨越了箱型仪器厂商与传统ATE厂商的市场边界。

就射频IC(RFIC)制造厂而言，尤其是涉及RF功率放大器或前端模组等RF前端IC领域者，将传统ATE应用在生产作业会带来更多挑战，主因就是瞬息万变的RF标准，导致测试需求快速改变。

许多顶级RFIC制造厂现在会在生产过程中，执行以往视为特性测试性质的测试，谐波量测就是一个例子。在生产过程中实作这类特性测试之后，使用传统ATE的困难度就更高。因此，部分RFIC制造厂选择建置专属的生产测试系统，而大部分都会采用PXI架构。

PXI平台是国家仪器(NI)在1997年推出的开放式平台，目前已快速导入多种自动化测试应用(图1)。这套构想相当简单，就是采用工业用强化机型的电脑架构仪控设备，搭配整合式计时与同步处理功能及高生产力软体，现已成为自动化测试系统的最佳选择之一。

PXI平台已于各大产业广泛采用，未来成长持续看好

PXI平台的成长速度已远远超过其他仪器类型，例如传统的箱型仪器与大型主机ATE。截至2014年底，已有九千组以上的PXI系统投入大量制造测试环境中，其中更有超过一千组安装到半导体产业的供应链。经济稳定性是PXI平台的一大优势，唯有透过同时应用于航太与国防、能源、汽车、消费性电子及半导体等众多产业，才能达成这样的成果。由于各行各业广泛采用PXI，在这庞大规模经济的加持下，PXI可降低成本、提高效能，并坐拥强劲的经济实力，相较于其他仰赖单一产业的测试平台，更能轻松度过不同的产业周期性波动。

结合PXI平台优势　STS满足各生产测试环境
由于PXI平台已经成熟，各界导入的系统级产入速度也不断加快，于是能满足半导体生产测试环境营运的半导体测试系统也相继问世，如NI的STS(Semiconductor Test System)(图2)就专为此打造。这类仪器结合PXI的开放效能与灵活弹性，以及半导体生产测试单元的需求，例如分类机与针测机整合、弹簧探针待测装置(DUT)衔接及系统等级的校准功能等。