作者:Martin Rowe,Test&Measurement World高级技术编辑
不久前,当还没有公司公布去年的营收增长时,世界半导体贸易统计组织就把它的 2003 年增长预测调高到令人吃惊的 14.2%。摩托罗拉半导体公司的部门经济学家 Ken Davis 报告说:“半导体工业已经连续两年增长了”。虽然他也表示还有很多东西需要研究。
看来情况不错,但为什么我还会感到沮丧呢?因为传统上测试设备市场要滞后半导体市场一年左右才开始复苏。那么,测试设备行业何时才会看到成长?什么样的技术能刺激对新测试设备的需求,从而推动这种成长呢?
2004 年的测试设备市场应当会重新振作起来,但不会重复上个世纪 90 年代中后期的那种情形。我们可能不会再见到在电信与互联网繁荣时代的“杀手级应用”了,取而代之的将是多种互异的产品,它们将带来对更多测试设备的需求。当下次衰退到来时,测试设备行业就不会那么脆弱了。
测试设备市场将会进一步发展,因为原先机械式的产品现在正不断向电子式转变,而且新技术会驱使市场采用更快、更精密的测试设备。
举例来说,汽车业就一直在提高电子化水平。过去只有关键的引擎部分才使用电子控制,但现在车内空调控制、诊断与导航等都使用了半导体技术。
消费电子产品、计算机和其它无线设备也将促进这一进程。同样还有白色家电。例如,我的空调有一个遥控器,我的洗衣机可以通过触摸控制进行编程。这两样电器都用处理器代替了原来的机械开关。所有这些产品都需要电子测试设备去验证其工作状态。
无线浪潮
无线设备是另一种推动测试需求的产品。无线局域网的应用范围已经超出了办公室网络的范畴,扩展到很多机场、旅馆和咖啡馆,当然还有家庭。由于无线局域网可以使多台计算机共享一个互联网连接,消费者不仅倾向于购买网络设备,还会买更多的计算机和其它外设。
同时,现在的手机包括了许多附加的功能。有些手机已经带有数码相机和全球定位系统,甚至电视功能也开始出现在手机上。
当手机拥有了这些功能时,它们就要包含更多的集成电路,以分别完成模拟和数字功能。这些系统芯片的应用为测试业展现出了新的挑战和机会。Keithley 仪器公司业务管理副总裁 Mark Hersten 认为:“使用系统级芯片时,仅做 IC 的直流参数测试是不够的。”频率测量与射频测量现在被提前到了制造过程的前期。
在便携设备中,功耗与功能的地位同等重要。因此,工程师要进行比以往更为准确和更高精度的直流测量。当手机这种设备处于待机状态时,漏电流是电池消耗的主要原因。为了尽可能延长电池的寿命,工程师们必须测量出千万亿分之一安培量级(10-15 安培)的电流,而以前只需测到微微安培(10-12 安培)。工程师需要能进行这种精密测量的设备,而现有设备达不到这种精度。
德州仪器公司的高级架构经理 Ray Simar 也看到了系统芯片的起飞趋势。例如,一台 DSL 调制解调器的系统芯片就包括一个数字信号处理器、一个通用处理器、内存以及模拟电路。这种器件在投片前需要经过详尽的研发测试。Simar 说:“设计阶段的功能测试正变得越来越重要。我们必须依赖于功能测试,因为我们无法进入一块成品芯片的内部。”
除了汽车和无线电子的应用以外,其它技术市场也在持续向好。美国国家半导体公司的工程副总裁 Tim Denhe 报告说军用电子市场和安全产品市场均进展良好。应用于安全系统中的红外测量设备等传感技术也会提升对测试设备的需求。
高速互连市场
摩托罗拉公司的 Davis 称,由于企业的升级换代和强劲的手机销售形势,有些半导体市场中的改进将源自计算机。此外,PC 技术方面的进步也会带来电脑销售的复苏。
Denhe 表示:“图形与视频应用需求不断地驱动 PC 处理器性能和 I/O 带宽的增长。”于是,昨天的 PCI 总线和 ATA 并行总线正在让位于高速串行总线:PCI Express 总线和串行 ATA 总线。在 2004 年,PCI Express 将首次作为视频总线出现在 PC 主板上,因为 AGP 接口不能适应今天游戏应用程序对带宽的要求。而要将视频流采集到硬盘上,就需要把 ATA 接口换成串行的。
PCI Express、串行 ATA 以及其它使用串行数据流的总线都需要专用的测试设备,因为它们在测试方面提出了许多新的挑战。Agilent 科技的高带宽计划经理 Larry DesJardin 指出:串行数据速率超过 3 Gbits / s后,其电气连接就成为微波路径。用眼图方法测量信号的一致性就成为数据通信中最重要的环节,而以前这种方法只用于电信数据流。
由于引入串行总线,工程师们需要新的测试设备。DesJardin 指出:高速串行测量中要使用高带宽示波器、误码率测试仪、波形发生器、抖动分析仪、协议分析仪以及时域反射计等仪器,而低速并行总线的测量则不需这些仪器。
经常用作并行总线调试工具的逻辑分析仪现在也可以从多个串行总线通道中——在 PCI Express 术语中叫做“信道”(Lane)——捕获数据。一台这种逻辑分析仪连接到 PC 主板上,在进行协议分析时捕获从外设出入的 PCI Express 数据流。
现在,DesJardin 提及的仪器可以让工程师在串行总线上进行测量。一年内,这些串行总线就可以见到实际应用(先出现在服务器中)。测试工程师需要在系统中加入新的测试仪器。
根据我们掌握的信息,2004 年将是比 2003 年更好的一年,因为随着复苏的进展,未利用的测试能力将会减少。产品中将包含比以往更多的电子器件。新技术将迫使 OEM 厂家升级他们的测试设备。总体来说,情况越来越好。但愿对工程职位的需求也会出现回升。
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