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5G、成熟的人工智能、新能源等新技術(shù)推動各行業(yè)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型，從而不斷推動全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步增長。IC Insights據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)報道，預(yù)計2022年全球半導(dǎo)體總銷售額將增長11%，達(dá)到6806億美元的新紀(jì)錄。半導(dǎo)體行業(yè)的持續(xù)繁榮也使半導(dǎo)體自動測試設(shè)備（ATE）市場規(guī)模隨之上升Infineon代理預(yù)計2028年船高將達(dá)到72億美元。

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ATE系統(tǒng)

由于測試方案的優(yōu)缺點直接影響良率和測試成本。數(shù)據(jù)顯示，芯片缺陷相關(guān)故障對成本的影響IC數(shù)十美元的級別，數(shù)百美元的模塊級別，甚至數(shù)千美元的應(yīng)用端級別。目前芯片開發(fā)周期縮短，對流片成功率要求很高，企業(yè)無法承受任何失敗。因此，在芯片設(shè)計和開發(fā)過程中需要充分的驗證和測試。蔡振宇指出。

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

隨著摩爾定律的不斷發(fā)展，工藝和應(yīng)用的復(fù)雜性不斷提高，半導(dǎo)體行業(yè)要想生產(chǎn)出好的產(chǎn)品，就需要進(jìn)一步重視測試第一。半導(dǎo)體工藝仍在進(jìn)化，制造工藝的細(xì)化和芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不斷提高，芯片上的功能越來越多，芯片上的晶體管集成越來越高，產(chǎn)品迭代越來越快，甚至很多AI、GPU和AP這種高復(fù)雜度芯片需要逐年迭代，使測試和驗證的復(fù)雜性急劇增加，測試時間和成本也相應(yīng)增加。

半導(dǎo)體測試機市場競爭的關(guān)鍵在于測試廣度、精度、速度和延展性。測試機的測試覆蓋范圍越廣，能測試的項目越多，越受客戶青睞。蔡振宇指出。測試精度的重要指標(biāo)包括測試電流、電壓、電容、時間量等參數(shù)的精度。先進(jìn)的設(shè)備通常可以在電流測量中實現(xiàn)皮安（pA）在電壓測量電壓測量上達(dá)到微伏（μV）在電容測量方面，量級精度可達(dá)0.01皮法（pF）量級精度可以在時間測量上達(dá)到百皮秒（pS）。測試機的延展性主要體現(xiàn)在測試功能、通道和工位數(shù)能否根據(jù)需要靈活增加。

面對這些挑戰(zhàn)，測試設(shè)備開發(fā)商迫切需要穩(wěn)定ATE解決方案還期期待著高質(zhì)量的測試覆蓋率，可以支持更多的渠道，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(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)涵蓋先進(jìn)的集成引腳電子設(shè)備(PE)、器件電源(DPS)以及參數(shù)測量單元 (PMU)以低功耗、高集成高低功耗、高集成度等產(chǎn)品ATE降低機器性能和成本。

引腳電子設(shè)備、設(shè)備電源和參數(shù)測量單元的功能和性能定位

針對通用ATE應(yīng)用程序和信號鏈相似。我們通過集成集中了一些功能，以降低客戶的設(shè)計難度。ADI做ASSP主要原因之一。此外，ATE測試需要支持多通道，多通道并行測試提高了測試的復(fù)雜性，需要更好的性能芯片來滿足客戶測試機的需求。蔡振宇這樣解釋ADI在ATE領(lǐng)域做ASSP考慮計劃，ADI的ASSP將許多功能集成到芯片中，可以進(jìn)一步降低測試機的成本，提高測量密度。與分立設(shè)備方案相比，我們使用的多模包裝可以進(jìn)一步幫助客戶降低成本和功耗。”

ATE數(shù)字測量信號鏈的基本框圖

其中，PE為了獲得待測物體的反饋，用于產(chǎn)生激勵待測物體的信號PE芯片需要更高的精度。同時，集成度也是解決方案的關(guān)鍵要求。例如，集成引腳電子/引腳驅(qū)動器提供關(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(fù)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(jìn)行控制。針對國內(nèi)ATE市場應(yīng)用，ADATE318和ADATE320目前應(yīng)用廣泛，數(shù)據(jù)速率可達(dá)600MHz到1.6GHz。其中，ADATE318更適合數(shù)字芯片、存儲器、混合信號測試等，ADATE320的數(shù)據(jù)速率會更高，更適合高速芯片的測試。蔡振宇補充道。

ADATE3xx框圖及參數(shù)

針對更高速芯片的測量要求，ADATE334提供雙通道單封裝的關(guān)鍵測試應(yīng)用，集成校準(zhǔn)寄存器專用16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)在高精度所需的所有直流電平都可以在高精度和低功耗下支持2.3GHz~4.6Gbps。“未來ADI的PE芯片將繼續(xù)向兩個方向發(fā)展，即更高速度的產(chǎn)品研發(fā)和更多的渠道密度集成產(chǎn)品。蔡振宇描繪ADI PE關(guān)鍵演進(jìn)路線圖。

PMU和DPS該產(chǎn)品用于提供靈活的電壓和電流源/測量功能，以滿足各種成本敏感測試應(yīng)用的需要。其中PMU其功能是驅(qū)動電流進(jìn)入裝置并測量電壓或測量裝置加電壓產(chǎn)生的電流。其集成度、測量精度和通道數(shù)是通常評估的幾個重要維度。ADI的AD5522是一種高性能、高集成度參數(shù)測量單元，包括四個獨立通道。每個單引腳參數(shù)測量單元(PPMU)該通道包括個16位電壓輸出DAC，可設(shè)置驅(qū)動電壓輸入、位置輸入和比較器輸入(高低)的可編程輸入電平。

高功率DPS／SMU產(chǎn)品方案（±50V，5A；支持4象限V/I）

然而，在許多情況下，確定性能的單一方案很難滿足多樣化的市場需求。產(chǎn)品方案設(shè)計的擴展能力非常重要。例如，隨著功率或電源芯片測試需求的增加，AD5560提供的25V電壓和1.2A在電流范圍內(nèi)，客戶可以使用多個電流AD5560通過GaN模式級聯(lián)獲得更大的輸出電流。此外，ADI基于中國的應(yīng)用開發(fā)團隊AD5522發(fā)展250W (±50V、5A)高功率參考設(shè)計很好地滿足了大功率應(yīng)用的需求。我們計劃的擴展能力非常受客戶歡迎。蔡振宇透露道。

本土ATE發(fā)展面臨機遇，ADI中國幫助客戶成長

中國半導(dǎo)體行業(yè)迎來了新一輪的發(fā)展機遇，市場對半導(dǎo)體的需求非常強勁，從而推動了從設(shè)計到半導(dǎo)體制造的投資熱潮。國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈前端的制造設(shè)計環(huán)節(jié)ATE需求將顯著改善，豐富的產(chǎn)業(yè)鏈客戶也將有助于國內(nèi)ATE需求穩(wěn)步上升。市場調(diào)研機構(gòu)Gartner該公司預(yù)測，到2025年，中國芯片測試服務(wù)市場將達(dá)到550億元。

目前，國內(nèi)測試設(shè)備制造商在功率設(shè)備、模擬電路等特定領(lǐng)域占據(jù)了一席之地，并正朝著更快、更復(fù)雜的測試產(chǎn)品努力。我相信在不久的將來，越來越多的國內(nèi)測試機將出現(xiàn)在芯片測試線上。中國在模擬測試設(shè)備方面取得了一些突破，面對中國半導(dǎo)體的不斷擴大ATE市場，ADI愿意和本地人在一起ATE廠家緊密合作，響應(yīng)國內(nèi)半導(dǎo)體市場的創(chuàng)新需求，以當(dāng)?shù)貨Q策和中國速度共同推動ATE產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展。蔡振宇展望。