寬頻 5G 裝置​測試​的 5 大​挑戰

開發​寬頻 5G 裝置​的​設計​人員​與​測試​工程師,​需要​準確、​快速​且​符合​成本​效益​的​測試​解決​方案,​以​確保​新​晶片​設計​可靠​無虞。​歡迎​了解​寬頻 5G IC 測試​的​主要​測試​挑戰​與​解決​方案。

1. 波形​更寬、​更​複雜。

5G New Radio 包含 2 種​不同​類型​的​波形:

  • 適用於​下​鏈​與​上​鏈​的​循環​式​前​置​區段 OFDM (CP-​OFDM)
  • 僅​適用於​上​鏈​的​離散​傅立葉​轉換​展​頻 OFDM (DFT-​S-​OFDM);​此​波​型​近似於 LTE 的​單​載​波​分​頻​多重​存取 (SC-​FDMA)

 

開發 5G 裝置​測試​的​研究​人員​與​工程師​面臨​的​新​挑戰,​是​需​在​設計​與​測試​台上​建立、​配置​與​產生 5G 波形。​工程師​需要​處理​高​複雜度​且​符合​標準​的​上​鏈​與​下​鏈​訊號,​這些​訊號​的​頻寬​也​比​過往​更大。​其中​包含​多種​不同​資源​配置、​調​變​與​編碼​組合、​解​調、​探測​與​相位​追蹤​資訊,​以及​單​載​波​與​連續/​非​連續​載​波​聚合​設定。

 

選擇​符合 5G 標準​的​工具​集,​即可​在​測試​台​間​產生、​分析​與​分享​波形,​對​受​測​裝置​進行​完整​的​特性​化。

2. 儀器​必須​具備​寬頻​與​線​性​特性,​同時​必須​以​符合​成本​效益​的​方式​涵​蓋​廣泛​的​頻率​範圍。

雖然​航​太​國防​產業​的 RF 工程師​已​推出​專屬​且​昂貴​的 mmWave 測試​系統,​對​半導體​產業​的​廣大​市場​而言,​此一​領域​仍​缺乏​顯著​成果。​工程師​需要​透過​符合​成本​效益​的​測試​設備​來​配置​更多​測試​台,​以​縮短​上市​時間。​這些​新​平台​需要​支援​高​線​性、​適用於​廣大​頻寬​的​密切​振幅​與​相位​準確度、​具備​低​相位​雜訊、​適用於​多頻​裝置​的​廣大​頻率​涵​蓋​範圍,​以及​具有​搭配​其他​無線​標準​測試​共存​的​功能。​搭配​強​功能​大​的​硬體​後,​運用​模組化、​軟體​定義​的​測試​與​量​測​平台,​即可​迅速​因應​不同​於​以往​的​新​測試​需求。

 

投資​能​評估​現有​頻帶​與​新​頻帶​效能​的​寬頻​測試​平台。​選擇​的​測試儀​控​設備​除了​應​支援​與​現有​標準​共存​外,​也能​與​時​俱​進​因應​不斷​革新​的​標準。

3. 元件​特性​化​與​檢驗​需​進行​更多​測試​作業。

處理​低於 6 GHz 與​頻率​為 mmWave 的​寬廣​訊號​時,​需要​提高 RF 通訊​元件​的​特性​化​與​驗證​效能。​工程師​不但​必須​測試​多頻​功率放大器、​低​雜訊​放大器、​雙​工​器、​混合​器​與​濾波器​的​創新​設計,​也​得​確保​改善​後​的​新 RF 訊號​鏈​支援 4G 與 5G 技術​的​同步​作業。​此外,​為了​克服​顯著​的​傳播​損耗,​mmWave 5G 需要​運用​波束​賦​形​子​系統​與​天線​陣列,​因此​需要​快速​穩定​的​多​埠​式​測試​解決​方案。

 

確保​您​的​測試​系統​可​處理​多頻​與​多​通道 5G 裝置,​以​因應​波束​賦​形​器、​FEM 與​收發​器。

4. Massive MIMO 與​波束​賦​形​系統的​空中​傳輸​測試,​使​傳統​量​測​作業​具有​空間​相依​性。

開發 5G 波束​賦​形​裝置​的​工程師​所​面臨​的​挑戰​是,​須​進行​傳輸​與​接收​路徑​的​特性​化​作業,​並​改善 TX 與 RX 的​互​易​性。​舉例來說,​隨著​傳輸​功率放大器​進入​壓縮​狀態,​會​產生​振幅、​相位​移轉​與​其他​熱能​效應,​而​這類​情況​在​接收​器​路徑​中的 LNA 並不會​產生。​此外,​相位​移轉​器、​可變​衰減​器、​增益​控制​放大器​與​其他​裝置​的​容​錯​範圍,​都有​可能​在​通道​之間​造成​不對​等​的​相位​偏移,​進而​影響​預期​的​波束​型。​要​量​測​這些​效應,​需要​採用​空中​傳輸 (OTA) 測試​程序,​使 TxP、​EVM、​ACLR 與​敏感度​等​傳統​量​測​作業​具備​空間​相依​性。

 

利用 OTA 測試​技巧,​同步​進行​快速​精確​的​運動​控制​與 RF 量​測​作業,​進而​更​準確​地​執行 5G 波束​賦​形​系統的​特性​化​作業,​不會​超出​預定​的​測試​時間​範圍。

5. 大量​生產​測試​需要​快速​且​高​效率​的​調整​能力。

全新​的 5G 應用​與​產業​垂直​市場,​意味著​製造商​每年​所需​生產​的 5G 元件​與​裝置​數量​將​呈​指數​成長。​製造商​正​面臨​一大​挑戰:​需要​快速​校準​新​裝置​上​的​多個 RF 路徑​與​天線​設定,​並​加快​採用 OTA 解決​方案​的​腳步,​以​實現​穩定​且​可​重複​的​製造​測試​成果。​然而,​對 RFIC 的​大量​生產​而言,​傳統​的 RF 實驗室​卻有​可能​佔用​過多​的​生產線​空間、​干擾​材料​處理​流程,​並​大幅​增加​資本​支出。​為​解決​上述​問題,​市面上​開始​出現​具備 OTA 功能​的 IC 測試​座 (具備​整合​式​天線​的​小型 RF 機​箱),​藉此​以​更​精巧​的​規格​來​進行​半導體 OTA 功能​測試。

 

選擇​可​將​實驗室​等級​的 5G 儀​控​設備​延伸​至​生產線​應用​的 ATE 平台,​簡化​特性​化​與​生產​測試​間​的​關聯​作業。

技術​文章


5G 半導體​測試​工程師​指南

寬頻 5G IC 測試​是​相當​複雜​的。​5G 半導體​測試​工程師​指南​能​協助​您​面對​挑戰。​透過​彩色​圖表、​推薦​的​測試​程序​與​如何​避免​常見​錯誤​訣竅,​此​指南​對於​任何​想​深入​了解 6 GHz 以下​與 mmWave IC 測試​在​時間、​成本​與​品質​權衡​議題​的​人​而言,​都是​必讀​之作。

 

主題​包含:

  • 使用​廣​域 5G 下​鏈​和​上​鏈 OFDM 波形
  • 配置​寬頻​測試​台​以​擴大​頻率​涵​蓋​範圍
  • 避免 5G 波束​賦​形​中的​常見​錯誤
  • 縮短​空中​傳輸 TX 和 RX 測試​程序​的​測試​時間
  • 為 RF 實驗室​選擇​適用於 mmWave RFIC 大量​生產​的​替代​方案

創新​的 5G 測試​解決​方案