测试成本–半导体测试最大的障碍

前言

半导体测试产品提供商面临的一些最大挑战已经存在数十年了:测试成本,提高测试程序的质量以及不妨碍设计人员的生产率,这些仍将是需要克服的主要障碍。如今,随着越来越复杂的设备的出现,测试设备提供商需要不断创新并满足当今快速发展的需求。半导体测试领域还面临着其他挑战。移动电子推动了对更小的半导体节点的需求,而其他现代因素(例如云利用率,人工智能和5G)都给测试人员带来了自身的困难。

半导体测试的挑战

        有机构对几家领先的半导体测试供应商进行了调查,了解他们认为这一领域最大的挑战是什么,以及他们的公司正在做什么来克服这些挑战。他们这样说:

Advantest营销传播副总裁judydavies:

“移动电子产品需求的激增,推动了向小型半导体产品方向发展的趋势。7纳米及更小的设计节点是目前发展的趋势。结果,芯片的工作电压继续下降。因此,精度要求变得至关重要,而参数测试现在要求直流精度在毫伏范围内。与此同时,云计算、大数据和人工智能(AI)也在不断增加对服务器和数据中心的需求,这些都需要高带宽和高密度的存储设备。我们预计,随着数字转型的推进,对海量数据存储、计算能力增强和高速通信的需求将继续增长。因此,客户对小型节能集成电路的需求越来越高,半导体的可靠性也越来越受到重视。这提高了测试标准,为测试仪市场带来了新的挑战和机遇。在高性能计算领域,我们正在使用微处理器、gpu和用于人工智能应用的特殊芯片。这些都是复杂的数字芯片。

Pickering销售和市场总监Bob Stasonis:

“就像过去一样,这很可能是测试的成本。多年来,半导体公司不得不购买价值数百万美元的测试系统,而这些系统可能在一两年内就过时了。半导体制造商正转向Pickering这样的公司寻求成本更低的解决方案,以满足他们的需求。”

Marvin Test Solutions市场总监Mike Dewey:

“最大的挑战是测试成本。设备成本的持续下降,反过来又要求测试成本降低,只是为了保持测试成本百分比不变。此外,供应商正在寻求降低测试成本,这给测试工程部门(和测试设备供应商)带来了更大的压力,要求他们创建成本更低的解决方案。诸如多站点的测试方法可以帮助降低测试成本,但是这些解决方案都有自己的成本,这会限制多站点测试的总体成本降低效益。我们认为,专注、开放式架构的测试解决方案能够显著降低测试成本,尤其是对于传感器等MEMS设备,使用高成本的ATE确实不符合此类设备的成本模型或测试需求。”

Astronics高级营销经理Anil Bhalla:

“当今半导体测试领域的最大挑战是,较低的技术节点、先进的封装趋势以及设备的复杂性正在驱动新的故障机制。我们从客户那里看到的是,当前的测试方法需要不断发展以跟上步伐。系统级测试是一种行之有效的方法来捕捉这些新的故障,我们看到这种趋势正在扩展到新的市场。

在ITC参展

Pickering 40-50-298型精密可编程电阻模块

        总部设在英国的Pickering在ITC展示了其最新的高密度PXI和USB /以太网LXI交换和模拟解决方案,连同它的信号路由软件一起。该公司最新的高密度模块化LXI以太网Reed继电器矩阵,最初设计用于在晶圆和封装级别测试半导体,结合了Pickering最新的LXI机箱及其新的插件矩阵。该范围包括四个模型,这些矩阵达到1536×4,以128为增量,768×8,以64为增量,384×16,以32为增量,192×32,以32为增量。它允许用户指定任意多个(最多六个)或尽可能少的插件,并且可以在必要时现场升级机箱以扩展矩阵。另一个关键特性是,超过1500个继电器可以被同时关闭,以满足参数测试的特定条件。

        同时,Pickering公司的BRIC超高密度大型PXI矩阵模块是一个强大的1A/20W开关模块,具有多达4096个交叉点。根据Pickering的说法,新一代1Amp PXI矩阵的密度是任何竞争对手的两倍。它有两个、四个或八个插槽的PXI大小,使一个完整的功能性ATE系统能够安装在一个3U PXI机箱中,并允许成本更低的8槽或14槽PXI机箱。

        最后,但并非最不重要的是,它的40-297型和40-298型精密可编程电阻器模块是为需要精确模拟电阻传感器的应用而设计的简单解决方案。这两个系列包括每个平台50个型号配置,并提供PCI形式/规格。40-297使用机电继电器提供更高的热稳定性,而40-298使用簧片继电器,其继电器寿命比40-297大几个数量级,建议用于需要长期支持的应用。每个版本都为用户提供通道计数、范围和设置分辨率的选择。

        Stanonis表示,Pickering几乎解决了其设备的所有常见类型的设备应用,因为该公司与客户合作设计模块,最直接地满足了客户的需求。斯坦诺尼斯说:“我们认为,换电测试应该符合DUT的要求,而不是相反。”。

Marvin Test Solution的TS-960e测试系统

测试成本--半导体测试最大的障碍

        在ITC,测试解决方案展示其基于PXI的TS-960e测试系统,用于数字和混合信号测试应用,以及基于PXI的金属氧化物(MOX)气体传感器测试解决方案,该解决方案为这些基于MEMs的设备提供了经济高效的生产测试解决方案。

        Marvin的产品和系统组合基于PXI架构,它为用户提供了一个灵活和开放的架构,用于从半导体器件测试到完整的系统测试等一系列功能测试应用。“我们的软件和硬件产品是专门为自动化功能测试解决方案的一部分而构建和设计的,”杜威在谈到MTS时说,“这些产品是专门为ATE应用而设计的,其重点是基于PXI的开放架构提供紧凑、高密度和性能测试能力。此外,由于我们所有的测试系统都是基于PXI的,我们的客户可以灵活地使用MTS和其他PXI的仪器来扩展和修改我们的测试系统,以满足当前和未来的测试需求

 

Marvin Test Solution的双腔MOX测试系统

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        在软件方面,Marvin的ATEasy测试执行和测试开发软件包括一整套用于程序开发、部署和生产测试的工具和功能。由于其开放的体系结构,几乎任何基于Windows的编程语言都可以与测试执行程序集成,从而使测试工程师能够灵活地使用基于图形和文本的编程环境。此外,MTS还通过增加ICEasy测试套件扩展了其半导体软件工具组合。该套件包括一个用于创建测试程序和描述设备的测试开发工具库(包括Shmoo和I-V绘图)、用于将STIL、WGL、VDC/EVCD和ATP文件导入并转换为MTS数字仪器文件格式的软件工具集,以及数字波形编辑/显示工具。

展望

        从这些领先的半导体测试供应商的评论中可以看出,测试成本是大多数(可能不是全部)的首要考虑因素。令人鼓舞的是,这些供应商正在坚定地应对成本挑战,无论是通过推出新产品,如Marvin Test Solution的MOX气体传感器测试解决方案,还是Pickering 40-50-298型精密可编程电阻模块,或者指导工作,比如在未来展会上的技术会议上展示,并告诉其他工程师如何正确调整他们的测试程序。半导体测试公众号上有更多相关知识!

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