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2023-04-12 15:58:54
別再只盯著光刻機了！自動化測試對于芯片制造同樣重要
2023-04-12 15:58:54 來源: 電子創新網
行業調研數據顯示，芯片行業的產值和營收一直在不斷提高，同時其地位受到大眾的關注。光刻機在芯片領域當然獨占鰲頭，但一顆芯片的成功不只取決于光刻部分，測試對芯片的質量更有不容忽視的意義。
(資料圖片)
不論是更小尺寸的芯片，還是時下火熱的chiplet方式的芯片，都對于芯片測試環節提出了更高的挑戰，對于測量和測試復雜度都有了更高的要求。
自動化測試設備（ATE）
ATE（Automatic Test Equipment）主要是用于自動化和簡化驗證被測物（DUT）的功能和參數性能。ATE設備大量應用于晶圓生產和封裝的過程中，比如通過對晶圓上的所有單獨集成電路應用特殊測試模式來測試它們是否存在功能缺陷（Probe Test）。
還有就是當芯片完成封裝之后，要驗證該芯片是否符合設計要求，滿足相應的交直流電氣性能以及相應的規范（Final Test）。上面的這些測試完成之后，芯片才會到后面的模塊化/系統板再到最終產品應用，因此ATE設備在IC測試中扮演非常重要的角色。
對于市場來說，IC制造商期望降低測試成本，因此就要求ATE設備的價格不能太貴。高質量的測試要求高覆蓋率，大批量并行測試也要求更高的通道密度、更低的單位成本以及功耗，而測試成本并不遵循摩爾定律，因此降低測試成本是未來持續的挑戰。
自動測試技術趨勢和挑戰主要集中在高性能計算、存儲器、模擬及射頻以及便攜產品四大板塊，體現在增加吞吐量、降低測試成本、提高功率密度和要求更高的測試速度及帶寬，而ADI在上述的每一個方向均有完善的布局。
ADI 的自動化測試產品
ASSP
ASSP（Application Specific Standard Products）意為專用標準產品，專用于特定應用市場并銷售給多用戶的集成電路（IC）芯片，結合了模擬、數字以及混合信號產品，旨在執行特定功能或功能集，并以現成的方式提供給產品和系統設計人員的各種公司。
ASSP最初被設計為僅供單個客戶使用的ASIC（Application Specific Integrated Circuit），最初的目的實現后ASIC便可逐步作為ASSP廣泛銷售，其他制造商也可以將它們整合到自己的產品中，這可以顯著降低成本并使公司能夠更快地將產品推向市場。
產品分類
ASSP主要分為三類：PE（Pin Electronics）是一個發送/接收激勵的數字驅動/接收裝置、DPS（Device Power Supply或Programmable Power Supplies）是給被測物（DUT）按需供電的可編程電源、PMU（Parametric Measurement Unit）是主要給被測物（DUT）測量電氣參數的參數測量單元。
PE用于產生和接收DUT的數字信號，擁有高時域精度和高工作頻率，比如對于ADI來說頻率在10MHz~X GHz，并且每個測試機的通道多、集成度高。
PMU用于輸出和測量電壓和電流，需要較高的測力和測量精度，一般來說電流范圍高達100 mA，電壓范圍高達25V。
DPS是給被測物（DUT）按需供電的可編程電源，其實DPS和PMU比較類似，但其對電壓輸出和測量電流的能力相對更高，需要良好的測量精度并支持更高的電流，比如DPS最高可以到安培（A）級別，但是DPS需要能夠穩定地驅動更高的電容負載，保證被測物（DUT）工作在一個正常的電壓電流環境內。
產品優勢
ASSP在無需額外編程的情況下執行某些預先分配的基本任務，對于客戶來說，可以顯著減少所需的產品設計投資量，加快最終產品上市時間的同時幫助控制成本。
在半導體產業的ATE測試市場，以前的信號鏈基本都是獨立且離散的，業內領先的高性能模擬集成電路制造商ADI看到了ATE測試的一些共性需求，結合自身優勢，將客戶的需求整合到一個芯片，比如將數字技術和模擬技術結合，做出了一些專門針對整個ATE測試市場的ASSP。
這樣做的好處就是，提高了ATE多通道測試的通道數用于并行測試，同時也增加了IC復雜度拓展了特定的測試功能，與分立式解決方案相比每通道成本更低，同時也降低了每通道在芯片內部所需的功耗。因此用ASSP后給ATE的設計帶來了不小的優勢。
推薦的產品型號及解析
與ADI合作了三十多年的技術型授權代理商Excelpoint世健多年來基于ADI的高性能芯片，打造了多個貼近客戶應用需求的解決方案，獲得了市場的認可。針對ADI的ASSP系列產品，世健結合當前市場，重點推薦了以下型號。
ADATE320
ADATE320（PE）是一款完整的單芯片ATE解決方案，用于執行驅動器、比較器和有源負載（DCL）、四象限單引腳參數測量單元（PPMU）的引腳電子功能。提供三種有源模式：高、低和端接模式以及高阻抗抑制狀態。
ADATE320可用作雙通道單端引腳電子通道或單差分通道，有每通道高速窗口比較器和可編程閾值差分比較器，還集成校準功能以支持精確的電平編程。開路驅動能力為 ?1.5 V~+4.5 V，支持各種標準ATE及儀器儀表應用。
ADATE320提供兩種版本：標準版本具有輸出擺幅為250 mV的高速比較器輸出；ADATE320-1具有400 mV輸出擺幅。
AD5560
AD5560（DPS）是一款高性能、高集成度器件電源，提供精確可編程的驅動電壓和測量范圍。支持多種可編程測量電流范圍，包括五種內部固定范圍和兩種分別提供最高1.2 A和500 mA電流的外部可選范圍（EXTFORCE1和EXTFORCE2）。
該產品包括所需的DAC電平、設置驅動放大器的可編程輸入、箝位和比較器電路，片內集成用于DAC功能的失調和增益校正功能。既可實現高電流下的電壓范圍受裕量和最大功耗限制，也可實現1.2 A以上的電流范圍或高電流與高電壓組合，同時也支持開漏報警輸出和開爾文報警。
AD5522
AD5522（PMU）是一款高性能、高集成度參數測量單元，包括四個獨立的通道，每個單引腳參數測量單元（PPMU）通道包括五個16位電壓輸出DAC，可設置驅動電壓輸入、箝位輸入和比較器輸入（高和低）的可編程輸入電平。
提供五個±5 μA~±80 mA的可編程驅動和測量電流范圍，滿量程電壓范圍為-16.25V~+ 22.5V。每通道提供比較器輸出以便測試和表征器件功能，可通過控制寄存器更改驅動或測量條件、DAC電平和所選電流范圍。主要應用于PPMU、DPS、連續性和泄漏測試以及SMU精密測量等。
綜上所述，Excelpoint世健認為，ATE對于芯片的整個制造環節至關重要，而來自ADI的ASSP能夠降低ATE的成本及功耗，幫助ATE更好地迎戰芯片自動測試的各種挑戰。
關于世健——亞太區領先的元器件授權代理商
世健是完整解決方案的供應商，為亞洲電子廠商包括原設備生產商（OEM）、原設計生產商（ODM）和電子制造服務提供商（EMS）提供優質的元器件、工程設計及供應鏈管理服務。多次被權威雜志和行業機構列入全球領先分銷商榜單。
世健與供應商及電子廠商緊密協作，為新的科技與趨勢作出定位，并幫助客戶把這些最先進的科技揉合于他們的產品當中。世健分別在新加坡、中國及越南設有研發中心，專業的研發團隊不斷創造新的解決方案，幫助客戶提高成本效益并縮短產品上市時間。世健研發的完整解決方案及參考設計可應用于工業、無線通信及消費電子等領域。
世健擁有超過35年歷史、逾700名員工，業務擴展至亞太區的49個城市和地區，遍及新加坡、馬來西亞、泰國、越南、中國、印度、印度尼西亞、菲律賓及澳大利亞等十多個國家。1993年，世健在香港設立區域總部——世健系統（香港）有限公司，正式開始發展中國業務。目前，世健在中國擁有十多家分公司和辦事處，遍及中國主要大中型城市。憑借專業的研發團隊、頂尖的現場應用支持以及豐富的市場經驗，世健在中國業內享有領先地位。
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