SEMICON 2021前瞻：一个现代化的芯片测试实验室需要什么？

作者：爱集微 2021-03-15

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来源：恩艾NI知道 #NI#

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“科幻小说《三体》系列的作者刘慈欣运用了‘弓箭与火枪’的比喻描绘了地球与三体文明的科技差距：尽管二者射程相当、大致上都能打击1500米外的目标，但是威力、速度、准度等综合表现却已经不在一个维度，这是技术/工程理论的差距。”

进入2021年，在以5G、AI商用化为驱动力的半导体领域，芯片设计的复杂度、集成度不断提升，例如5G芯片的复杂度比4G芯片高5-10倍，AI芯片的设计理念也从“通用”转向“专用”、“同构”转向“异构”等等。

更何况芯片设计公司对产品上市时间和质量管控的压力，显见成本与隐藏成本逐渐增加，对芯片测试的要求也越来越高。以往，半导体从业者在实验桌上放置十多台仪器设备就能满足测试需求。

而随着5G、AI芯片的测试难度提升，传统的测试理论、流程逐渐显得低效，且不可复用，这与冷兵器之于现代化战争何其相似。或许，我们需要从更高的维度来思考“测试”这个事情。

芯片实验室从传统理念走向现代化

芯片测试的隐藏成本

芯片设计公司一方面承担着芯片复杂度大幅提升、产品快速上市的外部环境困扰，另一方面在内部还需要解决资本、软件、工程、培训、办公空间、人力等显见成本，以及疫情下停工、不同流程的重复测试、未被充分利用的资产、适配管理、数据分析等各类隐藏成本，使得企业运营策略无从下手。

芯片设计的显见与隐藏成本

因此，在半导体领域的下一个十年，我们需要现代化的工程技术与运营理念以应对不断增加的测试挑战与成本压力。如今，全球顶尖设计公司都在积极推进芯片实验室阶段测试尽量标准化、流程高效化，加速芯片设计、测试、应用等不同团队的协同工作。NI公司推行现代化实验室（Modern Lab)理念，创新芯片研发流程，致力于帮助芯片设计公司加速成长。

下一个十年的半导体工程技术与运营理念

Modern Lab理念指的是基于标准化、高效的芯片实验室运营流程理念。从芯片First Silicon之后的芯片Bring up，Bench特性分析，NPI需要经历不同阶段，现代化实验室以高效、标准化的运营方式帮助企业将这一系列流程进行规范，帮助企业从早期设计阶段就定义标准和高效的工具链，以运营效率为第一目标，加速上市时间。

Modern Lab基于NI先进的软、硬件与连接技术融合，实现从传统的台式测试方法转变为加速芯片验证并充分利用数据、达到验证目的的整体自动化测试方案：

（1）通过测试数据的有效使用来改善验证见解；

（2）整体自动化从而消除手动任务和人为错误；

（3）通过可重用的软件框架大大降低了时间和成本。

其中，Modern Lab在软件层面通过云服务接入远程系统管理、跨程序数据集的自动化分析和报告，在硬件上构建适用于各类新型测试类型的可扩展系统、使之实现所有I/O的控制和数据采集，并在DUT与硬件之间采用标准的接口，因此程序接口也能够重复使用。

通过标准化，给工程师自由

传统的研发、测试实验室充满了无数规格、标准和接口各异的仪器，让本应专注研发的工程师被线缆和仪器接口舒服，耗费着大量的时间和精力，从而阻碍工程师创新的步伐。硬件接口的标准化，是一个实验室迈向现代化的良好开端，进而在软件标准化的基础上实现数据标准化。

NI Modern Lab在软、硬件标准化的优势基础上，进一步推动数据标准化，提速芯片企业实验室的现代化之路：让工程师不必费心于搭建测试仪器、软件的框架，进而解放工程师的双手，让他们专注于关键的研究、测试工作；不会因为工程师的变更，担心因人而异的测试代码、流程的熟悉时间，而影响项目研发、测试的进程；同时，这些标准化的数据可实时在线阅读下载，便于芯片企业组建高效的全球研发中心，最大化提升研发和测试效率。

基于Modern Lab，加速Time-to-Market

基于模块化设备资产、快速debug、自动化可拓展等硬件方案，以及大规模软件复用、互动式学习、自动化测试测量、已部署工作站管理、数据分析与报告平台等软件优势，NI Modern Lab为芯片设计客户提供先进的数据分析能力、7x24自动化验证、从原型到量产的可拓展框架、远程接入等诸多优势于一身的测试系统，帮助客户构建现代化实验室：

（1）为所有工程师实现标准验证环境；

（2）提高效率并加快上市时间；

（3）提高设备质量并减少支持负担。