5G,、人工智能、新能源等新技術(shù)的成熟驅(qū)動各行業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型落地,，從而持續(xù)推動全球半導(dǎo)體行業(yè)穩(wěn)步增長,。根據(jù)IC Insights半導(dǎo)體行業(yè)報告，預(yù)計2022年全球半導(dǎo)體總銷售額將再增長11%,，達到6806億美元的新紀錄,。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的持續(xù)繁榮也讓半導(dǎo)體自動測試設(shè)備（ATE）的市場規(guī)模隨之水漲船高，預(yù)計2028年將達到72億美元,。

ADI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇

作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵一環(huán),，ATE貫穿著半導(dǎo)體設(shè)計,、制造和封裝全環(huán)節(jié),，對產(chǎn)品良率的監(jiān)控及產(chǎn)品質(zhì)量的判斷至關(guān)重要。然而面對當今不斷變化的IC產(chǎn)業(yè),，ATE測試也面臨各種新的挑戰(zhàn),。“芯片已經(jīng)進入3nm時代,，一顆芯片上承載的功能也越來越多,，芯片工藝越來越復(fù)雜，這不僅意味著測試的復(fù)雜度成倍遞增,，也讓芯片的良率更依賴測試的高級功能,。如何才能快速且高效地完成新一代ATE方案的開發(fā)，以滿足市場對大量出貨,、類型各異的半導(dǎo)體測試需求成為了業(yè)界亟待解決的新難題,。”ADI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇對此表示,。作為在半導(dǎo)體領(lǐng)域深耕數(shù)十年的全球領(lǐng)先高性能半導(dǎo)體企業(yè),，ADI具有20多年的ATE行業(yè)經(jīng)驗，擁有深厚的技術(shù)積累,，推出的多款解決方案獲得業(yè)界廣泛歡迎,。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈“承上啟下”，自動化測試設(shè)備很關(guān)鍵

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中,，一顆芯片的生命周期開始于對市場需求的分析,，跟隨著產(chǎn)品的定義、設(shè)計和制造,，封裝完成以后交付到終端消費者手中,，在整個流程中需要經(jīng)過多次測試,。“其中ATE測試屬于制造環(huán)節(jié),，是實現(xiàn)從研發(fā)到量產(chǎn)至關(guān)重要的一環(huán),。越高端、功能越復(fù)雜的芯片對測試的依賴度越高,，同時測試設(shè)備的各類先進功能對于5G,、IoT和云計算等半導(dǎo)體廠商來說變得越來越重要?！辈陶裼顝娬{(diào)說,。

依據(jù)半導(dǎo)體測試系統(tǒng)應(yīng)用劃分，ATE應(yīng)用的主要細分領(lǐng)域為存儲器,、SoC,、模擬、數(shù)字,、分立器件和RF測試機等,，無論哪種應(yīng)用，ATE通常都需要完成芯片的功能測試,、直流參數(shù)測試以及交流功能測試等工作,，其原理是通過對芯片施加輸入信號，采集被檢測芯片的輸出信號與預(yù)期值進行比較,，判斷芯片在不同工作條件下功能和性能的有效性,，保證在相應(yīng)的芯片制造中，產(chǎn)品符合客戶設(shè)計,、制造要求以及市場需求,。

ATE系統(tǒng)

由于測試方案的優(yōu)劣直接影響到良率和測試成本。有資料顯示,，芯片缺陷相關(guān)故障對成本的影響從IC級別的數(shù)十美元,，到模塊級別的數(shù)百美元，乃至應(yīng)用端級別的數(shù)千美元,?！澳壳靶酒_發(fā)周期縮短，對于流片的成功率要求非常高,，任何一次失敗,，對企業(yè)而言都是無法承受的。因此,，在芯片設(shè)計及開發(fā)過程中需要進行充分的驗證和測試,。”蔡振宇指出。

從幾大關(guān)鍵測試維度入手,，打造穩(wěn)定高效的ATE產(chǎn)品方案

隨著摩爾定律不斷發(fā)展,，工藝和應(yīng)用的復(fù)雜度不斷提升，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)如果要做出好的產(chǎn)品,，需要進一步重視“測試先行”,。半導(dǎo)體工藝仍然在不斷演進，制造工藝的精細和芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度不斷提升,，一片芯片上承載的功能越來越多,，芯片上的晶體管集成度越來越高，產(chǎn)品迭代速度也越來越快,，甚至很多像AI,、GPU和AP這樣高復(fù)雜度芯片都要求進行逐年迭代，使得測試和驗證的復(fù)雜程度驟增,，測試時間和成本也相應(yīng)增加不少,。

“半導(dǎo)體測試機市場競爭的關(guān)鍵在于測試廣度、測試精度,、測試速度,，以及測試機的延展性上。測試機的測試覆蓋范圍越廣,，能夠測試的項目越多,，就越受客戶青睞,?！辈陶裼钪赋觥y試精度的重要指標包括測試電流,、電壓,、電容、時間量等參數(shù)的精度,，先進設(shè)備一般能夠在電流測量上能達到皮安（pA）量級的精度,，在電壓測量上達到微伏（μV）量級的精度，在電容測量上能達到0.01皮法（pF）量級的精度,，在時間量測量上能達到百皮秒（pS）,。測試機的延展性則主要體現(xiàn)在能否根據(jù)需要靈活地增加測試功能、通道和工位數(shù),。

面對這些挑戰(zhàn),，測試設(shè)備開發(fā)商亟需穩(wěn)定的ATE解決方案，還期待有著高質(zhì)量的測試覆蓋率,，能夠支持更多通道,，在單位時間內(nèi)測試盡可能多的單元。ADI推出了ATE ASSP（專用標準產(chǎn)品），涵蓋了先進的集成式引腳電子器件(PE),、器件電源(DPS)和參數(shù)測量單元 (PMU)等產(chǎn)品,，以低功耗、高集成度等優(yōu)勢進一步幫助客戶提升ATE機臺的性能以及降低其成本,。

其中,，PE用于產(chǎn)生激勵待測物的信號，以此獲取待測物的反饋,，所以PE芯片要求具備更高的精度,。同時，集成度也是對方案的關(guān)鍵要求,，例如集成引腳電子/引腳驅(qū)動器以單封裝提供關(guān)鍵的測試應(yīng)用解決方案,，包括數(shù)字驅(qū)動和比較功能、有源負載和每引腳參數(shù)測量單元,，這些單元通過電平設(shè)置DAC進行控制,。“針對國內(nèi)的ATE市場應(yīng)用,，ADATE318和ADATE320目前應(yīng)用較廣,，數(shù)據(jù)速率可從600MHz到1.6GHz。其中,，ADATE318比較適合數(shù)字芯片,、存儲器、混合信號測試等,，ADATE320的數(shù)據(jù)速率則會更高一些,，更適合高速芯片的測試?！辈陶裼钛a充道,。

然而，很多時候確定性性能的單一方案很難滿足多樣性的市場需求,，產(chǎn)品方案設(shè)計的拓展能力很重要,，例如隨著越來越多的功率或者電源的芯片測試需求遠高于AD5560提供的25V電壓和1.2A電流的范圍，客戶可以將多顆AD5560通過GaN模式級聯(lián)以獲得更大的輸出電流,。此外,，ADI中國應(yīng)用開發(fā)團隊還基于AD5522拓展開發(fā)出了250W (±50V、5A)的高功率參考設(shè)計,，很好地滿足了大功率應(yīng)用需求,。“我們方案的拓展能力非常受客戶歡迎,?！辈陶裼钔嘎兜馈?/p>

本土ATE發(fā)展面臨提速機遇，ADI中國發(fā)力助客戶成長

中國半導(dǎo)體行業(yè)正迎來新一輪發(fā)展機遇,，市場對半導(dǎo)體的需求非常強勁,，從而帶動一波從設(shè)計到半導(dǎo)體制造封測投資熱潮。在當下國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈前端的制造,、設(shè)計環(huán)節(jié)對國內(nèi)ATE需求將得到顯著提升,，豐富的產(chǎn)業(yè)鏈客戶也有助于國內(nèi)ATE需求的穩(wěn)健攀升。市場調(diào)研機構(gòu)Gartner公司預(yù)測,，到2025年中國芯片測試服務(wù)市場將達到550億元人民幣,。

目前，國內(nèi)的測試設(shè)備廠商已經(jīng)在功率器件,、模擬電路等特定領(lǐng)域測試機中占據(jù)一席之地,，并正在朝速度更快，復(fù)雜度更高的測試機產(chǎn)品發(fā)力,，相信在不久的將來,，會有越來越多的國產(chǎn)測試機出現(xiàn)在芯片測試線上?！皣鴥?nèi)在模擬測試設(shè)備方面已有一定突破,，面對日益擴大的中國半導(dǎo)體ATE市場，ADI愿意與本土的ATE廠商緊密合作,，以本地決策和中國速度,，響應(yīng)國內(nèi)半導(dǎo)體市場的創(chuàng)新需求，共同推動ATE產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展,?！辈陶裼钫雇健?/p>