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ATE測試機的三個時代

集微網消息,半導體制造技術不斷演進,對ATE測試機的要求也越來越高。如果将1990年至2025年分為三個時代,每個時代中半導體晶片對ATE測試機的需求都有所不同。

ATE測試機的三個時代

近日,半導體測試廠商泰瑞達(TERADYNE)中國區銷售副總經理黃飛鴻向集微網表示,在1990-2000年間,半導體主流工藝為350nm和130nm,當時SoC晶片功能越來越強,晶片上還內建了模拟功能,資料接口的傳輸率也在不斷增加,而原始的ATE測試技術無法覆寫模拟和高速接口測試的需求,是以這個年代可以稱之為“功能時代”,ATE測試機的設計研發需要滿足當時功能日趨複雜的SoC晶片需求。

而在2000年-2015年間,黃飛鴻認為這是一個“資本效率時代”,随着半導體工藝從130nm不斷下探至14nm,晶片尺寸越來越小,半導體內建度越來越高,帶來的挑戰主要是測試時間非常長。功能時代的單工位測試已經無法滿足現有需求,且測試成本也日益攀升。是以,ATE測試機的研發需要滿足同測需求,同時做2工位、4工位、8工位的測試。

到2020年以後,半導體工藝進入到5nm、3nm及以下節點,黃飛鴻表示這對ATE測試機而言是一個“複雜性時代”,這個時代的消費類晶片生命周期普遍為2-3年,甚至有些AI晶片和AP晶片是逐年疊代,是以需要ATE測試機面臨着不同領域、不同要求的複雜性調整。

綜合來看,半導體工藝下探對ATE測試帶來的挑戰主要來自測試時間和wafer良率。黃飛鴻告訴集微網,測試時間的延長意味着測試成本的增加。而随着晶片越來越複雜,wafer的初次良率不斷下降,失效的機率也在增加,是以需要測試更加準确。

面對不同程度的複雜挑戰,泰瑞達推出了J750、UltraFLEX、UltraFLEXplus三大測試平台,以及統一相容的軟體平台IG-XL。另外,還有專門針對功率半導體晶片的Eagle測試平台。

據黃飛鴻介紹,J750主要針對偏簡單的晶片,提供低成本的解決方案。UltraFLEX和新成員UltraFLEXplus則針對相對更為複雜的晶片,目前全球已經有近6000套UltraFLEX裝機,IG-XL軟體平台裝機也超過1.2萬套。在過去六年中,IG-XL連續被評為全球晶片行業排名第一的軟體。黃飛鴻強調, 好的軟體開發平台對于測試工程師尤為重要,其可以極大程度提高開發效率。

具體來看,UltraFLEX最小頭是HD-12,這代表裡面一共有12個插槽可以用來插數字闆卡,再往上是24個插槽,36個插槽。黃飛鴻指出,原來一塊數字闆卡是256根數字通道,現在做到512根數字通道,這也是業界密度最高的闆卡。從Q6到Q12到Q24,其實是根據客戶不同的需求可以靈活的選擇從小到大的配置,滿足不同晶片多工位的測試需求。

ATE測試機的三個時代

UltraFLEXplus新一代平台結構緊湊,跟上一代UltraFLEX相比,內建度更好,且是全水冷系統。黃飛鴻指出,在UltraFLEXplus全新平台上,晶片測試接口闆設計做了完全革命性的改進,采用Broadside技術,使接口闆的應用區域更大,同時使接口闆PCB層數做的更少。

UltraFLEXplus還有最重要的四大優勢,一是使用統一IG-XL軟體,二是使用PACE架構,分布式計算控制,算力下放,帶來更高的處理效率。三是Broadside設計,除了接口闆更大以外,所有排布都可以實作完全的對稱。四是從上一代闆卡到新一代闆卡,無論是資料率,測量精準度,各方面名額都有極大的提升。

黃飛鴻透露,目前UltraFLEXplus的全球裝機量也已經接近600台,短短一年半左右時間,這個新的平台也獲得了主要客戶的認可。

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