随着5G通信与人工智能技术的迅猛发展，芯片系统正朝着更高集成度、更高速率与更低功耗的方向演进。作为核心计算单元，5G基带芯片与AI加速芯片对高速接口（如PCIe 5.0/6.0、CXL、USB4、SerDes等）的依赖日益加深。然而，高速信号在传输过程中极易受到噪声、串扰和阻抗失配等因素影响，对测试验证提出了前所未有的挑战。本文将聚焦5G与AI芯片高速接口测试的关键技术，探讨其测试难点与解决方案。
高速接口为何如此“脆弱”？
现代AI与5G芯片的接口速率已突破56 Gbps甚至112 Gbps（PAM4调制），信号完整性（SI）成为首要瓶颈。微小的抖动（Jitter）、眼图闭合或反射都可能导致误码率（BER）急剧上升，影响系统稳定性。
三大核心挑战
- 信号完整性退化：高频下趋肤效应与介质损耗显著；
- 电源噪声耦合：高速切换引发同步开关噪声（SSN）；
- 协议复杂度提升：CXL、PCIe 6.0等引入动态链路训练与前向纠错（FEC）。
关键测试技术解析
1. 信号完整性测试（SI Testing）
通过实时示波器与BERT（比特误码率测试仪），对发射端（Tx）与接收端（Rx）进行合规性验证：
| 测试项目 | 工具/标准 | 目标指标 |
|---|---|---|
| 眼图分析 | 实时示波器 + S参数提取 | 眼高 > 0.3 UI，眼宽 > 0.5 UI |
| 抖动分解 | BERTScope 或 DPO70000系列 | Tj < 0.3 UIpp |
| 通道建模 | 3D EM仿真 + S参数测量 | IL < -3dB @ Nyquist频率 |
2. 协议一致性测试（Protocol Compliance）
高速接口不仅需“传得快”，更需“传得对”。协议一致性测试确保芯片遵循PCIe、USB-IF或CXL联盟规范：
- 使用协议分析仪捕获链路训练过程；
- 验证LTSSM状态机是否符合标准流程；
- 检查TLP包头校验、ACK/NAK机制是否正常。
小贴士：PCIe 6.0引入PAM4与FEC，传统NRZ测试方法不再适用，需升级测试平台支持新调制格式。
3. 接收端容限测试（Receiver Stress Testing）
模拟最恶劣信道条件，验证芯片在高抖动、低信噪比下的纠错能力：
- 通过Keysight M8040A等设备注入随机/确定性抖动；
- 测试FEC开启前后BER变化；
- 验证Link Training在受损信道下的自适应能力。
测试难点与行业趋势
- 探针与夹具影响不可忽略：高频下，测试夹具本身可能引入寄生效应，需采用去嵌（De-embedding）技术校正；
- 自动化测试需求激增：AI芯片动辄数百个高速通道，人工调试效率低下，亟需自动化脚本与测试平台集成；
- 硅前-硅后协同验证：通过IBIS-AMI模型在设计阶段预判SI问题，缩短流片后调试周期。
总结
5G与AI芯片的高速接口是性能与可靠性的关键交汇点。面对PAM4、CXL、PCIe 6.0等新技术带来的测试复杂度，半导体行业必须构建覆盖信号完整性、协议合规性与接收容限的全栈测试能力。唯有通过高精度仪器、先进算法与标准化流程，才能确保芯片在真实应用场景中稳定高效运行。
深圳晟安检测专注于半导体高速接口与信号完整性测试服务，具备PCIe 5.0/6.0、USB4、CXL等最新标准的完整测试能力，配备Keysight、Tektronix等高端测试平台，为5G通信、AI加速、自动驾驶等领域的芯片企业提供一站式检测与验证解决方案。
