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

作為半導體產(chǎn)業(yè)的關鍵一環(huán)，ATE貫穿著半導體設計、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)?！靶酒呀?jīng)進入3nm時代，一顆芯片上承載的功能也越來越多，芯片工藝越來越復雜，這不僅意味著測試的復雜度成倍遞增，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、類型各異的半導體測試需求成為了業(yè)界亟待解決的新難題?！盇DI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇對此表示。作為在半導體領域深耕數(shù)十年的全球領先高性能半導體企業(yè)，ADI具有20多年的ATE行業(yè)經(jīng)驗，擁有深厚的技術積累，推出的多款解決方案獲得業(yè)界廣泛歡迎。

半導體產(chǎn)業(yè)鏈“承上啟下”，自動化測試設備很關鍵

在半導體產(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?！捌渲蠥TE測試屬于制造環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)從研發(fā)到量產(chǎn)至關重要的一環(huán)。越高端、功能越復雜的芯片對測試的依賴度越高，同時測試設備的各類先進功能對于5G、IoT和云計算等半導體廠商來說變得越來越重要?！辈陶裼顝娬{(diào)說。

依據(jù)半導體測試系統(tǒng)應用劃分，ATE應用的主要細分領域為存儲器、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，保證在相應的芯片制造中，產(chǎn)品符合客戶設計、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，在芯片設計及開發(fā)過程中需要進行充分的驗證和測試?！辈陶裼钪赋?。

從幾大關鍵測試維度入手，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，工藝和應用的復雜度不斷提升，半導體產(chǎn)業(yè)如果要做出好的產(chǎn)品，需要進一步重視“測試先行”。半導體工藝仍然在不斷演進，制造工藝的精細和芯片內(nèi)部結構的復雜度不斷提升，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這樣高復雜度芯片都要求進行逐年迭代，使得測試和驗證的復雜程度驟增，測試時間和成本也相應增加不少。

“半導體測試機市場競爭的關鍵在于測試廣度、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?。測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鍵要求，例如集成引腳電子/引腳驅(qū)動器以單封裝提供關鍵的測試應用解決方案，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置DAC進行控制?！搬槍鴥?nèi)的ATE市場應用，ADATE318和ADATE320目前應用較廣，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。”蔡振宇補充道。

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)的高功率參考設計，很好地滿足了大功率應用需求?！拔覀兎桨傅耐卣鼓芰Ψ浅Ｊ芸蛻魵g迎?！辈陶裼钔嘎兜?。

本土ATE發(fā)展面臨提速機遇，ADI中國發(fā)力助客戶成長

中國半導體行業(yè)正迎來新一輪發(fā)展機遇，市場對半導體的需求非常強勁，從而帶動一波從設計到半導體制造封測投資熱潮。在當下國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)鏈前端的制造、設計環(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Gartner公司預測，到2025年中國芯片測試服務市場將達到550億元人民幣。

目前，國內(nèi)的測試設備廠商已經(jīng)在功率器件、模擬電路等特定領域測試機中占據(jù)一席之地，并正在朝速度更快，復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)在模擬測試設備方面已有一定突破，面對日益擴大的中國半導體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，響應國內(nèi)半導體市場的創(chuàng)新需求，共同推動ATE產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展。”蔡振宇展望到。