“科幻小說《三體》系列的作者劉慈欣運(yùn)用了‘弓箭與火槍’的比喻描繪了地球與三體文明的科技差距:盡管二者射程相當(dāng)、大致上都能打擊1500米外的目標(biāo),但是威力、速度、準(zhǔn)度等綜合表現(xiàn)卻已經(jīng)不在一個(gè)維度,這是技術(shù)/工程理論的差距?!?/p>
進(jìn)入2021年,在以5G、AI商用化為驅(qū)動(dòng)力的半導(dǎo)體領(lǐng)域,芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度、集成度不斷提升,例如5G芯片的復(fù)雜度比4G芯片高5-10倍,AI芯片的設(shè)計(jì)理念也從“通用”轉(zhuǎn)向“專用”、“同構(gòu)”轉(zhuǎn)向“異構(gòu)”等等。更何況芯片設(shè)計(jì)公司對(duì)產(chǎn)品上市時(shí)間和質(zhì)量管控的壓力,顯見成本與隱藏成本逐漸增加,對(duì)芯片測試的要求也越來越高。以往,半導(dǎo)體從業(yè)者在實(shí)驗(yàn)桌上放置十多臺(tái)儀器設(shè)備就能滿足測試需求。而隨著5G、AI芯片的測試難度提升,傳統(tǒng)的測試?yán)碚?、流程逐漸顯得低效,且不可復(fù)用,這與冷兵器之于現(xiàn)代化戰(zhàn)爭何其相似?;蛟S,我們需要從更高的維度來思考“測試”這個(gè)事情。
芯片實(shí)驗(yàn)室從傳統(tǒng)理念走向現(xiàn)代化
芯片測試的隱藏成本
芯片設(shè)計(jì)公司一方面承擔(dān)著芯片復(fù)雜度大幅提升、產(chǎn)品快速上市的外部環(huán)境困擾,另一方面在內(nèi)部還需要解決資本、軟件、工程、培訓(xùn)、辦公空間、人力等顯見成本,以及疫情下停工、不同流程的重復(fù)測試、未被充分利用的資產(chǎn)、適配管理、數(shù)據(jù)分析等各類隱藏成本,使得企業(yè)運(yùn)營策略無從下手。
芯片設(shè)計(jì)的顯見與隱藏成本
因此,在半導(dǎo)體領(lǐng)域的下一個(gè)十年,我們需要現(xiàn)代化的工程技術(shù)與運(yùn)營理念以應(yīng)對(duì)不斷增加的測試挑戰(zhàn)與成本壓力。如今,全球頂尖設(shè)計(jì)公司都在積極推進(jìn)芯片實(shí)驗(yàn)室階段測試盡量標(biāo)準(zhǔn)化、流程高效化,加速芯片設(shè)計(jì)、測試、應(yīng)用等不同團(tuán)隊(duì)的協(xié)同工作。NI公司推行現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室(Modern Lab)理念,創(chuàng)新芯片研發(fā)流程,致力于幫助芯片設(shè)計(jì)公司加速成長。
下一個(gè)十年的半導(dǎo)體工程技術(shù)與運(yùn)營理念
Modern Lab理念指的是基于標(biāo)準(zhǔn)化、高效的芯片實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營流程理念。從芯片F(xiàn)irst Silicon之后的芯片Bring up,Bench特性分析,NPI需要經(jīng)歷不同階段,現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室以高效、標(biāo)準(zhǔn)化的運(yùn)營方式幫助企業(yè)將這一系列流程進(jìn)行規(guī)范,幫助企業(yè)從早期設(shè)計(jì)階段就定義標(biāo)準(zhǔn)和高效的工具鏈,以運(yùn)營效率為第一目標(biāo),加速上市時(shí)間。
Modern Lab基于NI先進(jìn)的軟、硬件與連接技術(shù)融合,實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的臺(tái)式測試方法轉(zhuǎn)變?yōu)榧铀傩酒?yàn)證并充分利用數(shù)據(jù)、達(dá)到驗(yàn)證目的的整體自動(dòng)化測試方案:
(1)通過測試數(shù)據(jù)的有效使用來改善驗(yàn)證見解;
?。?)整體自動(dòng)化從而消除手動(dòng)任務(wù)和人為錯(cuò)誤;
(3)通過可重用的軟件框架大大降低了時(shí)間和成本。
其中,Modern Lab在軟件層面通過云服務(wù)接入遠(yuǎn)程系統(tǒng)管理、跨程序數(shù)據(jù)集的自動(dòng)化分析和報(bào)告,在硬件上構(gòu)建適用于各類新型測試類型的可擴(kuò)展系統(tǒng)、使之實(shí)現(xiàn)所有I/O的控制和數(shù)據(jù)采集,并在DUT與硬件之間采用標(biāo)準(zhǔn)的接口,因此程序接口也能夠重復(fù)使用。
通過標(biāo)準(zhǔn)化,給工程師自由
傳統(tǒng)的研發(fā)、測試實(shí)驗(yàn)室充滿了無數(shù)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)和接口各異的儀器,讓本應(yīng)專注研發(fā)的工程師被線纜和儀器接口舒服,耗費(fèi)著大量的時(shí)間和精力,從而阻礙工程師創(chuàng)新的步伐。硬件接口的標(biāo)準(zhǔn)化,是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室邁向現(xiàn)代化的良好開端,進(jìn)而在軟件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。
NI Modern Lab在軟、硬件標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)勢基礎(chǔ)上,進(jìn)一步推動(dòng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,提速芯片企業(yè)實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)代化之路:讓工程師不必費(fèi)心于搭建測試儀器、軟件的框架,進(jìn)而解放工程師的雙手,讓他們專注于關(guān)鍵的研究、測試工作;不會(huì)因?yàn)楣こ處煹淖兏?,?dān)心因人而異的測試代碼、流程的熟悉時(shí)間,而影響項(xiàng)目研發(fā)、測試的進(jìn)程;同時(shí),這些標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)在線閱讀下載,便于芯片企業(yè)組建高效的全球研發(fā)中心,最大化提升研發(fā)和測試效率。
基于Modern Lab,加速Time-to-Market
基于模塊化設(shè)備資產(chǎn)、快速debug、自動(dòng)化可拓展等硬件方案,以及大規(guī)模軟件復(fù)用、互動(dòng)式學(xué)習(xí)、自動(dòng)化測試測量、已部署工作站管理、數(shù)據(jù)分析與報(bào)告平臺(tái)等軟件優(yōu)勢,NI Modern Lab為芯片設(shè)計(jì)客戶提供先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析能力、7x24自動(dòng)化驗(yàn)證、從原型到量產(chǎn)的可拓展框架、遠(yuǎn)程接入等諸多優(yōu)勢于一身的測試系統(tǒng),幫助客戶構(gòu)建現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室:
?。?)為所有工程師實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證環(huán)境;
?。?)提高效率并加快上市時(shí)間;
?。?)提高設(shè)備質(zhì)量并減少支持負(fù)擔(dān)。