连接的未来是更高的数据速率和微定位

如今，我们倾向于认为全球无线连接是理所当然的。无论我们是在咖啡店、酒店房间，还是在35,000英尺高空的飞机上，我们都有可能以合理的速度享受互联网接入。但是，尽管有了这种持续的联系，我们还是会把钥匙放错地方，忘记把智能手机放在哪里了。

新的连接技术有望对这两种情况产生巨大影响。Wi-Fi 7是现有Wi-Fi标准的下一个迭代，专为极高的吞吐量而设计。最终，Wi-Fi 7预计将达到甚至超过目前的有线速度，使其成为VR和其他高带宽应用的理想选择。

尽管超宽带(UWB)不属于Wi-Fi的范畴，但你可以将其视为增强和补充Wi-Fi的配套无线技术。超宽带不仅会让我们的钥匙更容易找到(或者可能更难丢失)，它可能会完全取代我们的钥匙!

这些下一代技术将会带来很大的发展，它们将推动消费和工业硬件走得比以往任何时候都更远。考虑到半导体是实现这些应用的基础技术，在制造过程中测试这些半导体芯片以确保质量将是至关重要的。

下面我们将讨论为什么测试需要从复杂的特性描述发展到有效的生产级测试，在技术的发展和技术在实际应用中的测试方式之间建立一种共生关系。

Wi-Fi 7的基础知识

Wi-Fi 7，被工程师们称为IEEE 802.11be，是全球Wi-Fi连接标准的下一个迭代。此外，它建立在当前Wi-Fi 6E标准首次引入的增强之上:6GHz频段。该标准在2.4 GHz和5 GHz频段之上开辟了新的无线频谱，自2008年Wi-Fi 4 (802.11n)以来，2.4 GHz和5 GHz频段已成为主流。额外的频谱可以帮助解决网络拥塞和吞吐量。

但这并不是Wi-Fi 7带来的全部。此外，自动化频率协调(AFC)、多链路操作(MLO)和4K正交调幅(QAM)等技术也将在这一发展过程中被引入或改进。

• AFC与6 GHz频段齐头并进。它将使Wi-Fi设备与其他已经使用该频谱的设备共存，包括敏感的国防部和美国宇航局卫星通信系统。
• MLO利用了Wi-Fi 7的5 GHz和6 GHz频段是频谱近邻的事实。得益于MLO，移动电话和物联网设备将能够同时访问多个无线通道，以获得更高的信号鲁棒性和效率。
• 4K QAM通过发送振幅和相位不同的重叠信号，增加了可以打包到传输中的数据量。此前，Wi-Fi 5 (802.11ac)允许这些信号中的一个有256个状态。相比之下，4K QAM将这个数字提高到4096个。Wi-Fi 7将巩固这一功能作为标准。

这些技术自然需要具有更强大发射、接收和处理功能的硅。许多芯片还将配备ARM处理器和更多的板载RAM，以增强计算能力。这意味着测试过程将需要考虑射频和数字方法，以防止有缺陷的芯片到达消费者，因为捕获缺陷的成本在制造和部署之间的每个阶段都大幅增长。

尽管(或因为)Wi-Fi 7设备最终无处不在，测试的一个先决条件将包括电源和串行数据通信协议，这取决于应用程序。例如，现场的低功耗物联网设备对功率和连接的要求与高端智能手机大不相同。结果，将会有更多的变量，导致更高的测试复杂性。

图1:Wi-Fi 7和UWB硅的总体架构示意图。

超宽带的基础知识

超宽带是一种专为短距离应用而设计的无线通信技术。它最常见和最实际的用途是具有极低延迟和高精度的位置跟踪，也称为微定位。它的工作原理是在设备之间发送基于脉冲的无线电波，并根据时间计算距离和相对位置。你可能会认为超宽带是一种低成本、使用优化的雷达。

虽然超宽带不是Wi-Fi标准的一部分，但它本身就是一个全球标准:IEEE 802.15.4z。也很容易看出它将如何与当前和未来的Wi-Fi迭代结合使用。在拥挤的地区，移动设备可能能够利用超宽带来精确地确定最佳连接点。同样，超宽带和Wi-Fi的结合也可用于在大型停车场定位汽车，并在自动解锁之前安全地验证接近的司机。

与Wi-Fi相比，UWB具有更宽的频谱，消耗更少的功率，并使用不同的(非qam)调制波形。因此，芯片架构比Wi-Fi稍微复杂一些。与此同时，在其发送、接收和处理功能方面也有非常相似的要求，这些也可能由一个节能但功能强大的ARM处理器来实现。因此，超宽带硅将涉及一个类似的测试平台，该平台针对其独特的用例集和射频特性进行了优化。

图2:Wi-Fi 7和UWB的功率谱密度与频率的关系。每种技术都有非常不同的(尽管是互补的)应用程序和需求。

解决Wi-Fi 7和UWB测试痛点

毫无疑问，像Wi-Fi 7和超宽带这样的新技术推动了全球创新，包括能够完成评估技术本身的复杂任务的测试范式。先进的无线标准要求测试策略的发展，允许更高的频率，更大的带宽和(反)调制能力。他们还需要专业知识来简化从设计到生产的过程。

Teradyne解决了这些挑战。方法如下:

设计。首先，测试工程师可以使用现成的仪器来表征新硅。在此描述阶段，Teradyne与行业领导者的关系如下LitePoint能够协助采购和供应质量部件，以建立测试设备。这些组件甚至可以用于使用基于单站点实现的非自动化技术的高混合、小批量生产运行。这也为以后的大规模自动化奠定了基础。

生产。新硅的生产计划通常与设计同时进行。然而，与低效的多供应商方法相比，更明智、更经济的做法是确定并共同开发一个经过验证的平台，该平台具有测试多种设备的多功能性。然后，你可以专注于你的核心业务，同时信任外包生产给大批量生产的专业专家。这反过来又使商业化风险最小化，使测试仪器的效用最大化，并控制成本。最终，它大大加快了生产时间。

有了Teradyne，整个工作流程——以及通往大批量自动化的道路——都从单站点设计开始。发现缺陷和异常值的有效方法在于对这些设备进行功能测试。这包括以下内容:

• 发射机质量:功率、波形(如脉冲)、杂散发射、相位噪声和调制。
• 接收灵敏度:动态范围，信噪比，信道选择性，阻塞和杂散。
• 性能测试:多路径和多普勒频移敏感性，敏感性。
• 其他功能:吞吐量、到达角度、飞行时间(ToF)等。
• 校准和分箱:针对实际应用的优化，根据构建和性能对硅进行排序。

虽然一个开发良好的单一测试站点是无价的，但在生产中是负担不起的。要想降低测试成本，最好的办法不是在测试中偷工减料，而是扩大测试规模。目前的模型表明，只要该过程伴随着大批量生产的专业知识，×4到×8站点是最佳地点。不管站点的数量或目标无线应用程序的数量，如果没有解决性能、质量和成本这三方面的问题，就没有测试解决方案是真正可以投入生产的。

图3:单位出货量100M/年的测试机队规模(以及测试持续时间为30秒/DUT)。与x8站点相比，将站点增加到x16的净效果是将测试人员的数量从x18减少到x9，这对OpEx有显著的影响。

Teradyne和UltraFLEX可批量生产

从单点测试扩展到大批量生产(HVM)需要考虑技术和经济因素。每一个都依赖于另一个，因为向多站点的过渡可以产生令人印象深刻的长期经济优势——当然，前提是您有一个值得信赖的、有经验的HVM合作伙伴。

当HVM做得正确时，新技术可以更快地进入市场，并有更高的质量保证，允许制造商将利润和投资回报率重新投资到他们的业务中。这对于Wi-Fi 7和UWB是如此，对于5G和毫米波也是如此。

使Teradyne在该领域脱颖而出的是我们能够提供完全可投入生产的HVM解决方案。这到底是什么意思?除此之外:

• Teradyne是公认的半导体供应链合作伙伴。
• 我们拥有领先的外包半导体组装和测试(OSAT)服务的采用经验。
• 我们自己的成功取决于掌握下一代无线标准，这将简化消费设备的半导体芯片斜坡。
• 我们拥有仪器，以跟上无线应用的快速发展，以确保性能，质量和盈利能力。
• 我们的UltraFLEX测试机拥有庞大的安装基础，我们正在开发新的解决方案，以增加Wi-Fi 7和UWB功能，以满足未来的连接需求。

换句话说，从设计到生产，我们已经准备好了为Wi-Fi 7、UWB等提供芯片的所有部件。我们的制造自动化技术涵盖了从插座，负载板，处理器和测试仪器到我们获奖的IG-XL软件．最后但同样重要的是，我们有一个专家团队他们可以共同开发未来的解决方案，并通过可扩展的测试架构支持商业斜坡。