模塊化儀器以靈活彈性 應(yīng)對(duì)市場(chǎng)測(cè)試挑戰(zhàn)

許多的半導(dǎo)體制造商，都會(huì)選擇購(gòu)買所需要使用的測(cè)試設(shè)備。只不過(guò)，通常他們都是由于習(xí)慣，而不是透過(guò)全面縝密的評(píng)估與考慮后，來(lái)購(gòu)買所需要的測(cè)試方案。在芯片研發(fā)的過(guò)程中，質(zhì)量越來(lái)越重要，然而測(cè)試的成本，卻也是廠商對(duì)于整體產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程最在意的考慮。此外，對(duì)于技術(shù)快速更迭，也使得半導(dǎo)體廠商不確定未來(lái)需要采用何種技術(shù)。面對(duì)這種種問(wèn)題，半導(dǎo)體廠商需要重新考慮評(píng)估他們的測(cè)試方案。

使用測(cè)試儀器的主要考慮


 
圖一 : 傳統(tǒng)儀器與模塊化儀器在架構(gòu)上，兩者都是相似的硬件組件，最主要的區(qū)別在于軟件所在的位置，以及使用上的友善性。（攝影／王岫晨）

根據(jù)益萊儲(chǔ)（Electro Rent）在測(cè)試儀器市場(chǎng)多年的經(jīng)驗(yàn)顯示，面對(duì)琳瑯滿目的測(cè)試儀器，客戶在選擇上仍存在著許多困惑，這顯示目前在測(cè)試儀器市場(chǎng)仍然存在著許多有待解決的問(wèn)題。以下也例舉了四個(gè)客戶在使用測(cè)試儀器時(shí)，最常遇到的狀況。

需求突然增加
通常由于OEM的需求增加，導(dǎo)致生產(chǎn)廠商需要突然提高產(chǎn)量，這時(shí)候就需要額外的設(shè)備。但這種需求可能無(wú)法持續(xù)長(zhǎng)久，因此這并非永久狀況，額外設(shè)備的投資可能會(huì)導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備在其他時(shí)間變得多余。益萊儲(chǔ)認(rèn)為，在經(jīng)歷了多年來(lái)的產(chǎn)業(yè)周期性興盛和蕭條之后，制造商通常必須做好充分的準(zhǔn)備，在隨著產(chǎn)品獲得商業(yè)吸引力而擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的同時(shí)，也必須要保護(hù)自己以免受到過(guò)度投資的風(fēng)險(xiǎn)。一般來(lái)說(shuō)，采用更靈活的測(cè)試解決方案，有助于降低過(guò)度投資風(fēng)險(xiǎn)，例如采用租賃的方式，或者透過(guò)高靈活彈性的模塊化儀器等。

管理受限預(yù)算
越來(lái)越多的無(wú)晶圓廠新創(chuàng)廠商也跟規(guī)模更大的大型企業(yè)一樣，需要能夠測(cè)試和驗(yàn)證他們的組件與產(chǎn)品。但由于可用資源受限，使得這類新創(chuàng)廠商面臨著更大的財(cái)務(wù)限制。因此，避免大量前期投資的測(cè)試設(shè)備策略需求，是絕對(duì)正確也必要的作法。特別像是IC設(shè)計(jì)廠商也是如此，因?yàn)檫@類廠商的規(guī)模相對(duì)較小，工作上也具有較大的可變性，通常會(huì)需要在不同項(xiàng)目之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且每個(gè)項(xiàng)目都會(huì)有本身獨(dú)特的測(cè)試要求。因此在這樣的情況下，彈性化的測(cè)試方案成為一個(gè)極具吸引力的選擇，也是分散成本來(lái)應(yīng)對(duì)設(shè)備攤提周期的較佳財(cái)務(wù)規(guī)劃方式。

意外的測(cè)試需求
一般來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目預(yù)算通常是預(yù)先確定的，但是在項(xiàng)目的項(xiàng)目過(guò)程中，許多測(cè)試需求都可能會(huì)發(fā)生變化，這就需要額外的測(cè)試設(shè)備。然而在項(xiàng)目項(xiàng)目開(kāi)始后，就很難再獲得測(cè)試設(shè)備的額外預(yù)算。一旦發(fā)生這樣的狀況，就可能會(huì)讓項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)大打折扣。益萊儲(chǔ)認(rèn)為，透過(guò)彈性化的測(cè)試設(shè)備，即可獲得完成項(xiàng)目所需的最新測(cè)試技術(shù)。這樣就避免了可能阻礙項(xiàng)目進(jìn)展的冗長(zhǎng)的資本支出審核過(guò)程，也可以避免因?yàn)橐粫r(shí)的需求，購(gòu)買了未來(lái)可能不再需要的設(shè)備。

適應(yīng)快速變革的技術(shù)
市場(chǎng)上各類新的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)不斷推出發(fā)布，尤其是必須支持的嵌入式接口和無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)。購(gòu)買的測(cè)試設(shè)備有可能很快過(guò)時(shí)，因此更具適應(yīng)性的測(cè)試設(shè)備采購(gòu)策略方為上策。透過(guò)正確組合采購(gòu)方案，可以分散購(gòu)買成本和風(fēng)險(xiǎn)，并促進(jìn)研發(fā)進(jìn)度，如此方能更快地適應(yīng)市場(chǎng)與技術(shù)的快速變化。如此一來(lái)，半導(dǎo)體廠商就可運(yùn)用靈活性來(lái)有效利用潛在的業(yè)務(wù)機(jī)會(huì)，并且避免因過(guò)度投資而使自身陷入財(cái)務(wù)的窘境。

益萊儲(chǔ)指出，在嚴(yán)峻的成本與物流壓力下，半導(dǎo)體廠商也必須制定更符合其實(shí)際需求的測(cè)試設(shè)備采購(gòu)策略。他們需要采用更多的采購(gòu)靈活性與遺棄的應(yīng)用彈性，而不是堅(jiān)持根據(jù)情況購(gòu)買新設(shè)備的傳統(tǒng)方法。這樣能夠應(yīng)對(duì)特定項(xiàng)目的需求，或者關(guān)注潛在的測(cè)試重點(diǎn)項(xiàng)目，并避免因購(gòu)買冗余測(cè)試設(shè)備而承擔(dān)財(cái)務(wù)成本的負(fù)擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。

值得注意的是，今日的芯片短缺現(xiàn)況，正在影響OEM工程師開(kāi)發(fā)先進(jìn)系統(tǒng)解決方案的能力。為了防止生產(chǎn)停滯，避免錯(cuò)過(guò)更多的商機(jī)，設(shè)計(jì)過(guò)程往往需要在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)重頭進(jìn)行。因此，半導(dǎo)體廠商在測(cè)試過(guò)程中必須運(yùn)用更大的儀器彈性與靈活性，因此可以靈活地將現(xiàn)有的測(cè)試設(shè)備，更換為與新興設(shè)計(jì)工作更相關(guān)的測(cè)試設(shè)備。

軟件定義模塊化儀器


 
圖二 : 模塊化儀器可提供更換不同功能模塊的彈性。（攝影／王岫晨）

設(shè)備復(fù)雜化和技術(shù)的融合已經(jīng)成為趨勢(shì)，這也使得測(cè)試系統(tǒng)必須更加靈活與彈性。測(cè)試系統(tǒng)必須適應(yīng)時(shí)間的變化，成本壓力更使得測(cè)試設(shè)備必須具備更長(zhǎng)的壽命。要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，最好的方法就是透過(guò)軟件定義的模塊化儀器架構(gòu)。

模塊化儀器與傳統(tǒng)的桌上型儀器有類似之處，兩者都有測(cè)量硬件、機(jī)箱、電源、總線、處理器、操作系統(tǒng)和用戶接口等。因?yàn)檫@些架構(gòu)都使用相同的基本組件，所以從純硬件的角度來(lái)看，最明顯的差異在于組件的封裝方式。傳統(tǒng)的桌上型儀器將每個(gè)分立儀器的所有組件都放在同一個(gè)箱盒里，軟件與使用接口都是固定在儀器本身當(dāng)中。

至于軟件定義的虛擬儀器，則可以由用戶透過(guò)硬件的原始數(shù)據(jù)，來(lái)定義測(cè)量行為與和使用接口。軟件定義的優(yōu)勢(shì)在于讓使用者可以進(jìn)行自定義測(cè)量，針對(duì)新興標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行測(cè)試，或者在需求發(fā)生變化時(shí)修改系統(tǒng)（例如增加儀器、信道數(shù)或待測(cè)物）。一般來(lái)說(shuō)，用戶定義的軟件可以應(yīng)用特定應(yīng)用的硬件，它可以與通用的模塊化硬件進(jìn)行搭配，以充分發(fā)揮測(cè)量軟件的靈活性和性能。這種高靈活性、用戶定義的軟件，以及可擴(kuò)展的硬件組件的搭配，是模塊化儀器的核心。

模塊化儀器可以采用多種形式，在一個(gè)模塊化儀器系統(tǒng)中，許多組件（例如機(jī)箱和電源）都可以在儀器模塊之間共享，而不需要為每個(gè)儀器的需要去重復(fù)設(shè)置這些組件。模塊化儀器的模塊還可以包括不同類型的硬件，包括示波器、函數(shù)產(chǎn)生器、邏輯分析或者射頻等。在某些情況下，測(cè)量用的硬件模塊只是安裝在主機(jī)外圍接口或插槽之一的外圍設(shè)備，再由主機(jī)來(lái)提供用于軟件執(zhí)行運(yùn)算的處理器，以及用于電源和I/O接口的機(jī)箱?；旧峡梢哉f(shuō)，傳統(tǒng)儀器與和模塊化儀器在架構(gòu)上，兩者都是相似的硬件組件，最主要的區(qū)別在于軟件所在的位置，以及用戶使用時(shí)的友善性。

結(jié)語(yǔ)
半導(dǎo)體廠商必須藉由提高產(chǎn)量來(lái)滿足市場(chǎng)需求，同時(shí)又必須避免在市場(chǎng)高峰期之后出現(xiàn)的投資過(guò)度狀況。面對(duì)成本壓力，半導(dǎo)體廠商往往必須讓成本支出維持更好的效率，這使得半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)必須擁有新的投資策略，特別是針對(duì)昂貴的測(cè)試儀器。為了改變現(xiàn)有的半導(dǎo)體測(cè)試現(xiàn)狀，測(cè)試儀器也必需要應(yīng)對(duì)市場(chǎng)所面臨的挑戰(zhàn)。更為靈活、彈性的測(cè)試方案，將能有助半導(dǎo)體廠商控制成本，同時(shí)保持生產(chǎn)的靈活性，以抓住稍縱即逝的市場(chǎng)商機(jī)。