ATE测试机的三个时代

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集微网消息,半导体制造工艺不断演进,对ATE测试机的要求也越来越高。如果将1990年至2025年分为三个时代,每个时代中半导体芯片对ATE测试机的需求都有所不同。

近日,半导体测试厂商泰瑞达(TERADYNE)中国区销售副总经理黄飞鸿向集微网表示,在1990-2000年间,半导体主流工艺为350nm和130nm,当时SoC芯片功能越来越强,芯片上还集成了模拟功能,数据接口的传输率也在不断增加,而原始的ATE测试技术无法覆盖模拟和高速接口测试的需求,因此这个年代可以称之为“功能时代”,ATE测试机的设计研发需要满足当时功能日趋复杂的SoC芯片需求。

而在2000年-2015年间,黄飞鸿认为这是一个“资本效率时代”,随着半导体工艺从130nm不断下探至14nm,芯片尺寸越来越小,晶体管集成度越来越高,带来的挑战主要是测试时间非常长。功能时代的单工位测试已经无法满足现有需求,且测试成本也日益攀升。因此,ATE测试机的研发需要满足同测需求,同时做2工位、4工位、8工位的测试。

到2020年以后,半导体工艺进入到5nm、3nm及以下节点,黄飞鸿表示这对ATE测试机而言是一个“复杂性时代”,这个时代的消费类芯片生命周期普遍为2-3年,甚至有些AI芯片和AP芯片是逐年迭代,因此需要ATE测试机面临着不同领域、不同要求的复杂性调整。

综合来看,半导体工艺下探对ATE测试带来的挑战主要来自测试时间和wafer良率。黄飞鸿告诉集微网,测试时间的延长意味着测试成本的增加。而随着芯片越来越复杂,wafer的初次良率不断下降,失效的概率也在增加,因此需要测试更加准确。

面对不同程度的复杂挑战,泰瑞达推出了J750、UltraFLEX、UltraFLEXplus三大测试平台,以及统一兼容的软件平台IG-XL。另外,还有专门针对功率半导体芯片的Eagle测试平台。

据黄飞鸿介绍,J750主要针对偏简单的芯片,提供低成本的解决方案。UltraFLEX和新成员UltraFLEXplus则针对相对更为复杂的芯片,目前全球已经有近6000套UltraFLEX装机,IG-XL软件平台装机也超过1.2万套。在过去六年中,IG-XL连续被评为全球芯片行业排名第一的软件。黄飞鸿强调, 好的软件开发平台对于测试工程师尤为重要,其可以极大程度提高开发效率。

具体来看,UltraFLEX最小头是HD-12,这代表里面一共有12个插槽可以用来插数字板卡,再往上是24个插槽,36个插槽。黄飞鸿指出,原来一块数字板卡是256根数字通道,现在做到512根数字通道,这也是业界密度最高的板卡。从Q6到Q12到Q24,其实是根据客户不同的需求可以灵活的选择从小到大的配置,满足不同芯片多工位的测试需求。

UltraFLEXplus新一代平台结构紧凑,跟上一代UltraFLEX相比,集成度更好,且是全水冷系统。黄飞鸿指出,在UltraFLEXplus全新平台上,芯片测试接口板设计做了完全革命性的改进,采用Broadside技术,使接口板的应用区域更大,同时使接口板PCB层数做的更少。

UltraFLEXplus还有最重要的四大优势,一是使用统一IG-XL软件,二是使用PACE架构,分布式计算控制,算力下放,带来更高的处理效率。三是Broadside设计,除了接口板更大以外,所有排布都可以实现完全的对称。四是从上一代板卡到新一代板卡,无论是数据率,测量精准度,各方面指标都有极大的提升。

黄飞鸿透露,目前UltraFLEXplus的全球装机量也已经接近600台,短短一年半左右时间,这个新的平台也获得了主要客户的认可。

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Oliver

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