광대역 5G 디바이스 테스트의 5가지 과제

광대역 5G 디바이스를 설계하고 테스트하는 엔지니어들이 새로운 칩 디자인의 신뢰성을 보장하기 위해서는 빠르고 정확하며 비용 효율적인 테스트 솔루션이 필요합니다. 광대역 5G IC 테스트의 주요 과제 및 솔루션에 대해 알아보십시오.

1. 웨이브폼이 더욱 넓고 복잡합니다.

5G New Radio (NR)에는 두 가지 유형의 웨이브폼이 있습니다.

업링크 및 다운링크용 CP-OFDM (Cyclic-Prefix OFDM)
업링크 전용 웨이브폼인 DFT-S-OFDM (Discrete Fourier Transform Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 LTE의 SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access)와 유사합니다.

5G 디바이스 테스트를 다루는 연구원과 엔지니어는 설계와 테스트 벤치에서 5G 웨이브폼을 생성하고 배포해야 한다는 새로운 과제에 직면해 있습니다. 엔지니어는 그 어느 때보다 큰 대역폭을 가진 매우 복잡한 표준 호환 업링크와 다운링크 신호를 다뤄야 합니다. 여기에는 변조 및 코딩 세트, 복조, 사운딩, 위상 추적 정보, 단일 캐리어, 연속 및 비연속 캐리어 병합 설정 등 다양한 리소스 할당이 포함됩니다.

테스트 벤치 사이에서 이러한 웨이브폼을 생성, 분석 및 공유하여 DUT를 완벽하게 특성화할 수 있도록 지원하는 5G 표준에 부합하는 툴 세트를 선택하십시오.

2. 계측기는 광대역 및 선형이어야 하며, 광대한 주파수 범위를 경제적으로 커버해야 합니다.

항공 우주 및 군수 산업에 종사하는 RF 엔지니어들은 고가의 mmWave용 특수 테스트 시스템을 사용해 온 바 있지만, 일반 대중을 타깃으로 한 반도체 산업에서 이러한 시스템들은 여전히 미지의 영역입니다. 엔지니어는 시장 출시 기간을 단축하기 위해 더 많은 테스트 벤치를 설정할 수 있는 경제적인 테스트 장비가 필요합니다. 이러한 새로운 벤치는 넓은 대역폭에서의 엄격한 진폭과 위상 정확도, 낮은 위상 노이즈, 여러 대역 디바이스를 위한 광범위한 주파수 커버리지를 실현하고 기타 무선 표준을 따를 수 있는지 테스트하는 등 일련의 작업을 원활히 수행할 수 있어야 합니다. 강력한 하드웨어와 함께 모듈형 소프트웨어 기반 테스트 및 측정 벤치는 신속하게 새로운 테스트에 맞춰나갈 수 있습니다.

기존 주파수 대역과 새로운 주파수 대역 모두에서 성능을 평가할 수 있는 광대역 테스트 플랫폼에 투자하십시오. 현재의 표준을 따를 수 있을 뿐만 아니라 시간이 지나 표준이 자체가 바뀌어도 그에 맞출 수 있는 계측 장비를 선택하십시오.

여러 대역 전력 증폭기, 노이즈가 적은 증폭기, 듀플렉서, 믹서 테스트 시스템

3. 구성요소 특성화 및 검증에는 더 많은 테스트가 필요합니다.

6 GHz 이하의 넓은 신호와 mmWave 주파수를 다루려면 RF 통신 구성요소의 성능을 특성화하고 검증해야 합니다. 엔지니어는 여러 대역 전력 증폭기, 노이즈가 적은 증폭기, 듀플렉서, 믹서, 필터의 혁신적인 설계를 테스트할 뿐만 아니라 새롭고 개선된 RF 신호 체인이 4G와 5G 기술의 동시 작동을 지원하는지 확인해야 합니다. 또한 mmWave 5G는 상당한 전파 손실을 극복하기 위해 빔포밍 서브시스템과 안테나 배열이 필요하며, 이 때문에 빠르고 안정적인 멀티포트 테스트 솔루션이 필요합니다.

빔포머, FEM 및 트랜시버를 다루기 위해서는 테스트 시스템이 멀티밴드 및 멀티채널 5G 디바이스들을 모두 처리할 수 있어야 합니다.

4. Massive MIMO 및 빔포밍 시스템의 OTA (over-the-air) 테스트는 공간에 의존적인 전통적인 측정과는 차별화됩니다.

5G 빔포밍 디바이스를 개발하는 엔지니어는 송수신 경로를 특성화하고 TX와 RX의 상호성을 개선해야 합니다. 예를 들어, 전송 전력 증폭기가 압축되면 수신기 경로의 LNA가 생성하지 못하는 진폭, 위상 이동 및 기타 열 효과가 발생합니다. 또한, 위상 시프터, 가변 감쇠기, 이득 제어 증폭기 및 기타 장치의 허용 오차는 채널 간에 불균등한 위상 변이를 유발하여 예상되는 빔 패턴에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 영향을 측정하려면 TxP, EVM, ACLR, 감도 등의 기존 측정을 공간에 따라 수행하는 OTA (over-the-air) 테스트 과정이 필요합니다.

빠르고 정확한 모션 제어 및 RF 측정을 동기화하는 OTA 테스트 기술을 사용하여 테스트 시간 예산을 초과하지 않으면서 보다 정확하게 5G 빔포밍 시스템을 특성화하십시오.

5. 대량 생산 테스트를 위해서는 빠르고 효율적인 스케일링이 필요합니다.

새로운 5G 어플리케이션과 산업 분야는 제조업체가 연간 생산해야 하는 5G 구성요소와 디바이스 수를 기하급수적으로 늘릴 것입니다. 이제 제조업체가 당면한 과제는 새로운 디바이스의 다중 RF 경로 및 안테나 구성을 신속하게 보정할 방법을 찾고, 안정적이고 반복 가능한 제조 테스트 결과를 위해 OTA 솔루션을 가속화하는 것입니다. 그러나 RFIC의 대량 생산 시, 기존 RF 챔버가 생산 공간을 많이 차지하고 자재 처리 흐름을 방해하며 자본 비용을 늘릴 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 OTA 가능 IC 소켓 (안테나가 통합된 소형 RF 케이스)이 현재 상용화되고 있습니다. 이는 축소된 폼 팩터에서 반도체 OTA 테스트 기능을 제공합니다.

실험실급 5G 계측을 생산 현장까지 확장하는 ATE 플랫폼을 선택하여 특성화와 생산 테스트 데이터간의 연관성을 단순화하십시오.

기술 백서

엔지니어들을 위한 5G 반도체 테스트 가이드

광대역 5G IC 테스트는 복합적인 특성을 지닙니다. 여러분의 테스트에 도움이 되는 5G 반도체 테스트 가이드를 소개해드립니다. 본 가이드는 6 GHz 이하 대역 주파수 및 mmWave IC 테스트시 시간, 비용 및 품질의 상관 관계를 고려해야 하는 여러분이 반드시 읽으셔야 할 문서로서, 컬러 다이어그램, 권장 테스트 절차, 일반적인 실수를 방지하기 위한 팁 등을 제공합니다.

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