一種芯片智能檢測系統的開發與設計

賈澤雨 李曉楠 吳登濤 席佳穎

關鍵詞：射頻PA芯片；二手芯片檢測；回收利用

1引言

現階段，滿足性能參數較多的射頻PA芯片成為我國積極發展的對象，而對于后期人局者來說必然需要積累研發時間，存在一定的壁壘。特別是在制程上，是眾多芯片廠商，甚至是射頻廠商都難以逾越的一道坎。國產射頻PA芯片自給尚需時日。所以，重新利用二手芯片，也是緩解我國芯片市場在國家積極發展芯片時期面臨壓力的有效措施。

射頻PA芯片，即射頻芯片，其通過天線諧振，包括功放、低噪音放大器和天線開關等，將無線電信號轉換成一定的無線電信號波形。射頻芯片架構包括接收通道和發射通道兩個主要部分。此外，射頻PA芯片是完成射頻收發、頻率合成、功率放大任務的手機等電子終端的核心芯片之一。

2產品關鍵技術

2.1測試硬件技術

實驗室通常是完成器件參數或功能的驗證測試機構，如專用測試工具、專用參數測試儀表等。由于使用環境的不同、射頻PA芯片內部結構的不同、技術要求的不同以及執行的協議標準的不同，因此，在進行大型試驗時，需要將試驗儀器集成到統一的環境中，通過信號發生器、頻譜分析儀、高性能矢量網絡分析儀、功率分析儀、電源和脈沖發生器等自動化設備進行統一操作。其中，信號發生器的激勵作用通過探針臺或夾具等提供給受測芯片；對被測芯片的輸出信號進行測試分析，如頻譜分析儀、功率分析儀、高性能矢量網絡分析儀等，通過探針臺或夾具進行分析；動力電源和脈沖發生器對系統進行供電和控制。其中，矢量網絡分析儀在對信號發生器和頻譜分析儀進行統一控制并自動進行全參數測試的同時，發揮其主要測試功能。

2.2高速射頻PA芯片信號測試負載板

測試負載板在射頻PA芯片測試中發揮抓取和放大測試信號的作用，因此，考驗載板的設計是非常關鍵的，其精確度非常高。同時，傳輸信號速度快、信號弱的問題，是在測試射頻PA芯片時出現的。要解決上述問題，射頻芯片測試負載板的設計需要從最初的器件選擇，布局，走線，阻抗等因素著手。其中，包括射頻信號通道抗干擾性檢測技術（RF信號通道抗干擾性檢測技術）；射頻信號通路傳輸采用阻抗匹配設計；多通道射頻信號隔離技術；高速信號布線規則研究。

2.3測試軟件技術

通過實驗分析和射頻PA芯片模型算法的研究，對射頻芯片功能和性能參數測試方法、測試線路、測試算法和測試軟件等進行設計和探討。對通過射頻PA芯片通用測試環境所測試的參數進行分析和計算，以滿足功能日益復雜、性能日益提高的射頻PA芯片設計驗證分析和產業化測試的需求，從而實現對射頻PA芯片關鍵技術參數快速、穩定、可靠的測試，并為射頻PA芯片提供完整的測試解決方案。

2.4產品工藝設計

為滿足射頻芯片智能測試的要求，我們進一步提出了基于LabVIE的GUI風格的軟件平臺，通過GPIB總線接口與測試儀器進行通信、數據采集和控制。將計算機等上位機作為核心，同時利用虛擬儀器技術控制各測試儀器，使其協調配合，進一步完成參數設置、數據采集和報表分析等芯片相關工作，本套測試機構可以基本實現射頻芯片測試的目的，降低大量的時間成本。

為實現射頻PA芯片測試的目的，本文團隊研發了一套新芯片測試流程，和基于此流程的射頻PA芯片測試機以及配套的分析軟件。

3產業特征

現階段的通信領域內，產品更新換代速度加快，相關射頻PA芯片的計劃淘汰速度加快，射頻PA芯片的回收利用產業也開始蓬勃發展，芯片檢測價格與售出價格可相差十幾倍。

由于檢測性價比低，目前市場上進行射頻PA芯片回收檢測的方式有如下2種。使用機器進行檢測，效率高，準確率高，但價格較高，常規的帶有射頻測試能力的自動測試設備價值幾十萬美元，為此中小微企業對于如此昂貴的設備只能望而卻步：使用人工進行檢測，這是市場上大多廠商使用的方法，但其效率低，準確率僅為50％，人工成本高。

無論是上述哪一種方式，都存在較大的問題，本項目提出的簡化測試方法，以及研發的自動測試產品，成為解決以上問題的最好方式。

3.1操作優勢

由上料機構、測試機構、編帶機構等硬件和基于LabVIEW開發的射頻PA芯片測試軟件組成的射頻PA芯片測試系統，具有如下操作優勢。前期將芯片放人對應的夾具中即可，不需要人眼來測試芯片；后期將進一步完善上料機構和編帶機構，進一步解放了人工操作，使整個測試過程自動進行[1]。

3.2成本優勢

可以看到，整個射頻PA芯片測試系統均由現有的器件進行二次設計和組裝，制造成本較低，而且組成材料均可替換，進一步降低了維護成本[2]。

3.3發展優勢

從《關于<國家危險廢物名錄（修訂稿）>征求意見稿的建議》中可以看到，廢電路板（包括廢電路板上附帶的元器件、芯片、插件、貼腳等）早已被明確列入了《危險廢物名錄》。但是，在大部分城市的垃圾分類規定中，此類廢物并不包含在有害垃圾中[3]。

基于此，大量電子產品被一些商業渠道進行二手回收，特別是價值較高的電子產品，然而一些價值較低的電子產品，或者其個別配件，卻很難予以回收。而且由于普及程度不足，公眾并不知道廢電路板等屬于危險廢物[4]。

4產品定位

4.1芯片檢測服務提供商

本自動化測試產品，主要為二手芯片回收廠商提供優質迅速的芯片檢測服務，解決其原本準確率低、效率低的問題。同時，對于一些經營困難的廠商，還會提供相應的扶持政策，助力其成長[5]。

4.2中小微科技企業芯片提供商

通過利用自動化測試機構檢測，我們也可以回收二手芯片，從二手芯片回收廠家和個人消費中回收，把高質量的芯片提供給市場。

5產品市場營銷規劃

產品在開發階段初期，主要目標是完善改進檢測系統，搭建公司官網，實現品牌效應。在此階段，因為各方面條件還不夠完善，我們計劃先打開浙江地區的市場，建立杭州檢測服務點輻射浙江地區，并配備5臺設備。我們主要聯系浙江有射頻芯片相關業務的商家，并與其展開合作，向它們大力介紹射頻芯片的檢測設備能夠極大地減少人力成本，提升檢測效率，推廣我們的品牌和設備，使它們成為我們的長期合作伙伴，進而為它們提供射頻芯片檢測服務，同時持續完善我們的物流等配套服務，盡量聯系到更多的商家，完善我們平臺數據庫，為設備使用者提供更全面、優質的服務[6]。

在公司創立的初始階段，建立公司官方網站，利用微博、微信等新媒體賬號進行低成本營銷，策劃公關事件也是擴大其影響力的重要手段，如拍攝微電影、舉辦和贊助相應比賽、制造公關事件等，通過以上一系列手段，建立一定的品牌效應[7]。

項目發展中期，將市場推進到發達城市，實現一體化服務。在該階段，我們將以鋪設國內網點為主，有一定知名度后方便擴大用戶基數，在電子、數碼行業發達的城市，如北京、上海、廣州、深圳、杭州等建立射頻芯片檢測的網點，發揮平臺優勢，實現官網下單，加強與物流企業的合作，完善收發、檢測芯片一體服務。加大研發投入，加快智能檢測一體設備的落地，完善平臺功能，建立從檢測芯片到廢棄芯片處理的體系，實現廢棄芯片的統一回收，加強與垃圾處理機構的合作，擴大平臺的社會效益。

項目后期，在已有資金和技術的支持下，擴大市場占有率，鋪設全國渠道。公司通過實施前兩期營銷方案，積累了較大的現金流。該項目此時已在國內重點城市鋪設了非常成熟的銷售網絡，并擁有一批忠誠度較高的客戶群體，并以此為依托，逐步向二、三線城市以放射的方式拓展，最終編織成能覆蓋全國的渠道網絡，形成公司自身在營銷渠道上的核心競爭力，從而進一步加大研發投入，完善和提升芯片檢測設備的功能，以適應行業的變化[8]。

6項目未來展望

市場成熟后期，我們將拓展其他業務，射頻前端芯片市場主要是由移動終端需求在驅動。首先降低研發成本，將產品定位于中低端市場，避免高端市場高性能要求下的高研發成本。其次降低運營成本，采用B2B線上直銷形式，自建官網銷售平臺，減少產品銷售過程中的實體店，將本來預留給經銷商的利潤及店鋪租金節約下來；初期試點先定好幾個合作企業，而不是大范圍的宣傳，節約宣傳成本的同時，也給系統完善留足時間：通過價格優惠進行定向企業幫扶，與幫扶企業簽訂長期合同，減少后期因為激烈的市場競爭造成的大量資金投入。

近年來，隨著移動終端功能的完善和更新換代，手機、平板電腦等移動終端的銷售量持續上升，且棄置量增多。傳統手機的射頻芯片可以在其他相關場景使用，所以我們與收購二手數碼產品的平臺展開深度合作，收購此類商家的二手射頻芯片，以進一步拓展研發深度。