集微網報道，測試裝置主要用于半導體制造過程中檢測晶片性能與缺陷，幾乎每一步主要工藝完成後都需要進行，貫穿于整個半導體生産的始末。
面對飛速前進中的半導體工藝技術，超長“待機”服務的半導體測試裝置要如何始終走在被測晶片的前面？随着半導體工藝的不斷更新和下遊應用的日益複雜，與半導體産業密不可分的測試的角色也在不斷豐富和深化。
“承上啟下”：不斷深化的測試角色
根據不同類型晶片的測試需求的側重點，半導體測試機主要細分領域為存儲器、SoC、模拟、數字、分立器件和 RF測試機。從全球範圍來看，ATE市場以存儲器和SoC測試占據絕大部分。而國内在模拟測試、分立器件測試等領域仍然有良好的市場空間。其中，SoC 測試機主要針對SoC 晶片（System on Chip）即系統級晶片設計的測試系統；存儲測試機主要針對存儲器進行測試，一般通過寫入一些資料之後在進行讀回、校驗進行測試。其中，SoC 與存儲測試機難度最高，同時在結構占比上也是測試機中占比最大的部分，在全球和國内市場均在 70%左右占比。比如全球ATE頭部廠商愛德萬測試2020年年報披露，2020财年實作營收25.52億美元，SoC晶片測試和存儲器晶片測試業務占公司總收入比重81%，其中SoC晶片測試占 57%，存儲器晶片測試占24%，其在中國大陸及台灣市場的銷售額超過60%。
半導體測試機通常要“超長”待機服務于産業，時間跨度往往以10年為次元計算。過去幾十年來，從技術層面看，半導體測試産業已經很久沒有大革新了。但如今随着5G、大資料、人工智能、自動駕駛等新興市場的崛起，半導體産業正被衆多驅動力推動着進入高速發展階段。晶片已經進入融合時代，直接變化就是，一顆晶片上承載的功能越來越多，晶片工藝越來越複雜，這不僅意味着測試的複雜度也将成倍遞增，也讓晶片的良率更依賴測試的進階功能。
“傳統測試廠商扮演的角色是告訴你某顆晶片好不好，但這一單一角色顯然已遠不能滿足當下的需求。”愛德萬測試（中國）業務發展進階經理葛樑日前對集微網指出，“現在測試裝置需要提供的不隻是晶片好不好，更要提供好到什麼程度，不好到什麼程度，問題在哪裡，以及如何改進。”
測試在整個價值鍊條所起的作用随着産業技術的進步正不斷發生改變。事實上，随着晶片技術工藝複雜度的提升，測試之于整個産業鍊越來越具有承上啟下的作用，角色也不斷豐富、深化。“從測試這個點上來看，同樣要往産業鍊左邊、右邊都能拓展開，向右能幫助到後面系統級的應用，同時向左也能幫助到前面的生産工藝、設計等。”葛樑解釋。
值得注意的是， “Shift Left”是近年來整個半導體産業開始不斷讨論的理念。該詞起源于軟體行業，是指在開發流程的早期發現并修複錯誤，而不是在釋出後的測試期間再發現錯誤，因為在釋出後修複這些問題的成本要高出100倍。而半導體行業的這一成本顯然更高。具體到半導體測試這一點上，同樣也需要這一概念。
具體來看，面向右邊的應用端，晶片做出來以後是要裝到系統裡面去使用，就要進一步測試在系統中的表現是否良好。而有些時候，某顆晶片或者系統剛測出來時是好的，但是其中可能有些潛在的因素導緻它在後面的可靠性不是很高，通過測試還要進一步提供其使用壽命、可靠性程度等，這些也是要通過測試被篩選出來，尤其是在車載晶片領域，可靠性是最關鍵的因素。
面向産業鍊的左邊，測試則要回報，IC設計的部分是否足夠好？IC設計是否能提供足夠的測試通路能力？生産端是否有工藝上的問題？而産業鍊的後段如何對前段的設計、生産工藝、封裝工藝等有所幫助，也是目前産業界十分重視的部分。
越高端、越複雜的晶片對測試的依賴度越高，同時測試裝置的進階功能對于5G、IoT和雲計算等半導體廠商來說變得越來越重要。半導體測試裝置廠商（ATE）的角色也随着産業的發展而不斷蛻變更新。目前，在全球的ATE市場格局上，泰瑞達、愛德萬形成了SoC測試、存儲器測試、模拟信号測試、數模混合信号測試等全面的産品系列，同時對5G、AI、物聯網等新興趨勢進行了積極開釋出局，代表着行業前沿的水準。
以愛德萬測試為例，過去六十多年來就在不斷深化其最為測試廠商的角色——從最初的晶片級測試到系統級測試再延伸至端到端測試，愛德萬測試一直“在不斷進化的半導體價值鍊中追求顧客價值。”
目前，愛德萬測試的産品已經全面覆寫從晶圓光刻測試到系統級測試再延伸至端到端測試，可以覆寫包括存儲器、SoC、LCD 晶片、MCU以及傳感器IC等幾乎所有的測試。
測試永遠走在晶片前面
對于測試廠商而言，不是追趕市場趨勢，更多是要去預言下一代趨勢。因為測試儀器必須走在被測試的晶片前面。
而如何讓待機周期超長的測試機可以始終走在前面？那就意味着高端測試機必須向可擴充性測試平台方向發展，靈活性、相容性和可擴充性是關鍵的能力。在單一平台上，通過硬體闆卡和軟體工具的演進和拓展，不斷提高其測試能力和應用範圍，以面對新的需求，并最大程度上保護使用者在裝置和技術能力上的投入。
例如，愛德萬測試的V93000測試機于1999年最初上市。20多年來，它依舊保持着穩定的銷售出貨。但它早已不是20多年前的那台測試機，至今它已經曆了Single Density、 Pin Scale、 Smart Scale、EXA Scale四代更新，以滿足不斷發展的測試需求，同時依然保持其軟硬體的使用者接口方式。
“我們通常會往前多看5年，晶片技術發展的跨代周期一般是5年。那麼就要知道，5年之後的晶片需要什麼樣的能力？需要測試什麼？” 葛樑強調，而要切準方向，就必須和産業鍊上的企業緊密溝通合作，“很多研發思路和方案其實是和産業鍊客戶互相激蕩産生的。”
集微網了解到，愛德萬測試制定新産品方向和政策的時候，通常采取一種“通專結合”的方式，也就是通用方案和專用方案相結合的模式。以存儲器晶片為例，大部分的存儲器晶片都是通用類晶片，通常公司在釋出下一代存儲測試産品前都會與全球幾大存儲器的上司廠商做重複溝通，了解他們的需求，以保證下一代産品的公共性，這是“通”的部分；但同時也會考慮各個客戶獨有的需求以及各家的測試成本，去做一些定制化的方案。但是，通和專之間有時候是會轉化的。當幾家上司廠商在比較早期的時候就采納了某一種方案，接下去很可能整個市場也都會遵循這一模式，那麼一些專用的定制化方案就可能慢慢也轉變成被市場接受的通用方案。
協同開發推出解決方案逐漸成為測試廠商和産業鍊上下有合作的主流方向。半導體測試機需配套晶片的測試需求，與IC 設計廠商進行聯合開發，基于長期的開發合作，測試機廠商也能夠進一步積累大量專利與研發經驗，與合作的設計公司形成默契合作并逐漸建立生态。
是以，早期綁定IC設計廠商進行聯合開發的測試機廠商，往往擷取訂單的機率更大，一旦進入設計公司合作體系，将擁有顯著的客戶資源壁壘與産業協同壁壘。
後摩爾時代，“測試先行”重要性凸顯
但事實上，對于IC廠商而言，與測試廠商在早起就綁定聯合開發測試方案，同樣越來越關鍵。以前可能大多數人會認為，晶片測試是客戶把産品設計出來以後才能跟測試廠商來談測試方案，但現在的情況更趨于，當他們有了一個基本的想法雛形時，就最好開始和測試廠商做深入溝通，這樣才能確定他們的産品在設計出來或者是設計過程中，就可以建立起相應的測試方案，可以逐漸地去驗證。
測試的價值最主要展現在上市時間（Time-to-Market）和成品率提升（Yield Improvement）兩個方面。檢測裝置自身不會改變晶圓或晶片的質地，但是經過優化的測試方法，可以在具有高測試覆寫率的前提下，控制成本并降低在最終客戶那裡的DPPM（Defective Parts Per Million），減少退貨率。
而随着産業走入晶片融合時代，工藝和應用的複雜度不斷提升之下，半導體産業如果要做出好的産品，需要進一步重視“測試先行”。特别是到了後摩爾時代，在工藝制程沒法更進一步提升的情況下，先進封裝成為業界重視的一大方向，2.5D封裝、3D封裝、SiP等這都對晶圓級測試提出了更高的要求，這也進一步凸顯測試先行的重要性。
因為，傳統來講，一塊晶片通常在晶圓級測試層面測得比較簡單，在封裝完成後會測試得比較完整。但現在，由于先進封裝的複雜度大大提升，裡面可能會涉及包括存儲、CPU、GPU等一堆晶片，而且都是價格不菲，但凡其中有一顆不好的晶片，就有可能拖累其他所有的晶片。因而在先進封裝時代，很多測試需要提前，比如原來在後面的系統級測試可能要提前到晶圓級層面就要做，來保證整體的良率。
同時，随着技術的融合發展，半導體産業價值鍊之間的邊界也趨于模糊化。測試廠商和半導體客戶之間更趨于一種“你中有我、我中有你”的狀态，需要在很早期的階段就來共同合作研發測試方案，包括整個測試流程的設計、機台裝置的調整等等。
無疑，無論從産品技術或是市場布局兩個次元來看，半導體測試的發展曆程與全球半導體産業緊密相連。晶片技術越來越複雜，也意味着測試技術還有更多成長發展的空間。