“科幻小說《三體》系列的作者劉慈欣運用了‘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、大致上都能打擊1500米外的目標,但是威力、速度、準度等綜合表現卻已經不在一個維度,這是技術/工程理論的差距?!?/p>
進入2021年,在以5G、AI商用化為驅動力的半導體領域,芯片設計的復雜度、集成度不斷提升,例如5G芯片的復雜度比4G芯片高5-10倍,AI芯片的設計理念也從“通用”轉向“專用”、“同構”轉向“異構”等等。更何況芯片設計公司對產品上市時間和質量管控的壓力,顯見成本與隱藏成本逐漸增加,對芯片測試的要求也越來越高。以往,半導體從業(yè)者在實驗桌上放置十多臺儀器設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)的測試理論、流程逐漸顯得低效,且不可復用,這與冷兵器之于現代化戰(zhàn)爭何其相似?;蛟S,我們需要從更高的維度來思考“測試”這個事情。
芯片實驗室從傳統(tǒng)理念走向現代化
芯片測試的隱藏成本
芯片設計公司一方面承擔著芯片復雜度大幅提升、產品快速上市的外部環(huán)境困擾,另一方面在內部還需要解決資本、軟件、工程、培訓、辦公空間、人力等顯見成本,以及疫情下停工、不同流程的重復測試、未被充分利用的資產、適配管理、數據分析等各類隱藏成本,使得企業(yè)運營策略無從下手。
芯片設計的顯見與隱藏成本
因此,在半導體領域的下一個十年,我們需要現代化的工程技術與運營理念以應對不斷增加的測試挑戰(zhàn)與成本壓力。如今,全球頂尖設計公司都在積極推進芯片實驗室階段測試盡量標準化、流程高效化,加速芯片設計、測試、應用等不同團隊的協(xié)同工作。NI公司推行現代化實驗室(Modern Lab)理念,創(chuàng)新芯片研發(fā)流程,致力于幫助芯片設計公司加速成長。
下一個十年的半導體工程技術與運營理念
Modern Lab理念指的是基于標準化、高效的芯片實驗室運營流程理念。從芯片First Silicon之后的芯片Bring up,Bench特性分析,NPI需要經歷不同階段,現代化實驗室以高效、標準化的運營方式幫助企業(yè)將這一系列流程進行規(guī)范,幫助企業(yè)從早期設計階段就定義標準和高效的工具鏈,以運營效率為第一目標,加速上市時間。
Modern Lab基于NI先進的軟、硬件與連接技術融合,實現從傳統(tǒng)的臺式測試方法轉變?yōu)榧铀傩酒炞C并充分利用數據、達到驗證目的的整體自動化測試方案:
?。?)通過測試數據的有效使用來改善驗證見解;
?。?)整體自動化從而消除手動任務和人為錯誤;
?。?)通過可重用的軟件框架大大降低了時間和成本。
其中,Modern Lab在軟件層面通過云服務接入遠程系統(tǒng)管理、跨程序數據集的自動化分析和報告,在硬件上構建適用于各類新型測試類型的可擴展系統(tǒng)、使之實現所有I/O的控制和數據采集,并在DUT與硬件之間采用標準的接口,因此程序接口也能夠重復使用。
通過標準化,給工程師自由
傳統(tǒng)的研發(fā)、測試實驗室充滿了無數規(guī)格、標準和接口各異的儀器,讓本應專注研發(fā)的工程師被線纜和儀器接口舒服,耗費著大量的時間和精力,從而阻礙工程師創(chuàng)新的步伐。硬件接口的標準化,是一個實驗室邁向現代化的良好開端,進而在軟件標準化的基礎上實現數據標準化。
NI Modern Lab在軟、硬件標準化的優(yōu)勢基礎上,進一步推動數據標準化,提速芯片企業(yè)實驗室的現代化之路:讓工程師不必費心于搭建測試儀器、軟件的框架,進而解放工程師的雙手,讓他們專注于關鍵的研究、測試工作;不會因為工程師的變更,擔心因人而異的測試代碼、流程的熟悉時間,而影響項目研發(fā)、測試的進程;同時,這些標準化的數據可實時在線閱讀下載,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
基于模塊化設備資產、快速debug、自動化可拓展等硬件方案,以及大規(guī)模軟件復用、互動式學習、自動化測試測量、已部署工作站管理、數據分析與報告平臺等軟件優(yōu)勢,NI Modern Lab為芯片設計客戶提供先進的數據分析能力、7x24自動化驗證、從原型到量產的可拓展框架、遠程接入等諸多優(yōu)勢于一身的測試系統(tǒng),幫助客戶構建現代化實驗室:
?。?)為所有工程師實現標準驗證環(huán)境;
(2)提高效率并加快上市時間;
?。?)提高設備質量并減少支持負擔。