挑戰(zhàn)傳統(tǒng)ATE，測試廠商發(fā)力半導(dǎo)體測試

作為專攻測試行業(yè)的媒體人，我喜歡經(jīng)常面對各個(gè)主要測試行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)層，探尋他們對整個(gè)測試市場發(fā)展的觀點(diǎn)和企業(yè)動向。坦白說，技術(shù)未動測試先行，這原本是測試測量存在的最基本價(jià)值，但是對有些應(yīng)用來說似乎并非如此，這個(gè)應(yīng)用具體到2017年就是半導(dǎo)體測試。

2017年春天開始，筆者有幸每個(gè)月接觸一家測試巨頭的高管，談?wù)?/span>2017中國市場的熱點(diǎn)時(shí)，半導(dǎo)體測試是被提及的最多的一個(gè)，也是最讓很多人意外的一個(gè)。畢竟相比于已經(jīng)熱得倦怠了的物聯(lián)網(wǎng)，火的快焦了的云技術(shù)，還有誰都不想錯(cuò)過的汽車電子，半導(dǎo)體測試絕對不是一個(gè)新話題，這是一個(gè)伴隨著半導(dǎo)體一同出現(xiàn)已經(jīng)年逾花甲的應(yīng)用領(lǐng)域了，但是2017年這個(gè)熱點(diǎn)在中國被諸多測試廠商頻繁提起，所不同的是，這次的關(guān)鍵點(diǎn)已經(jīng)不再是傳統(tǒng)的Fab和產(chǎn)線上的基臺測試，而是更貼近半導(dǎo)體設(shè)計(jì)者的半導(dǎo)體芯片性能測試。

中國政府對集成電路產(chǎn)業(yè)的大力扶持，讓這些測試企業(yè)看到了一個(gè)龐大的市場機(jī)遇，中國的半導(dǎo)體測試需求特別是芯片端的測試需求將在未來幾年持續(xù)兩位數(shù)的增長，測試復(fù)雜度也逐漸向國際領(lǐng)先水平靠近，這就產(chǎn)生海量的測試設(shè)備和測試系統(tǒng)需求。無論是泰克全球CEO還是是德科技中國區(qū)總裁，都將半導(dǎo)體測試列為其在中國市場四大熱門應(yīng)用之一，雖然實(shí)現(xiàn)的方式不同，但針對半導(dǎo)體測試優(yōu)化原有的測試設(shè)備和測試功能，成為兩大臺式儀器巨頭默契的選擇。

當(dāng)然，對半導(dǎo)體測試特別是復(fù)雜的混合信號SoC芯片測試來說，傳統(tǒng)的臺式儀器受到不少的局限，靈活性在其中顯得尤為重要，畢竟即使如愛德萬這樣的半導(dǎo)體測試巨頭，為了應(yīng)對更多的混合信號和物聯(lián)網(wǎng)半導(dǎo)體芯片測試需求，近兩年不斷推出模塊化的產(chǎn)品以提升測試設(shè)備的靈活性和針對性，降低客戶測試芯片的系統(tǒng)整體成本。不過相比上述幾家老牌測試巨頭，美國國家儀器（NI）在半導(dǎo)體測試方面的戰(zhàn)略顯得更具侵略性，他們基于PXI的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)（STS）將模塊化系統(tǒng)的優(yōu)勢發(fā)揮到極致，引導(dǎo)著半導(dǎo)體測試向全新的方向前進(jìn)。

半導(dǎo)體特別是芯片級測試的復(fù)雜度隨著芯片性能不斷強(qiáng)大和芯片組包含的功能越來越多呈級數(shù)級增加狀態(tài)，在這一前提下，半導(dǎo)體芯片的整體開發(fā)成本和研發(fā)時(shí)間中很大一部分被測試和驗(yàn)證所占據(jù)，如何能縮短芯片功能測試占據(jù)的時(shí)間和成本就變得非常具有市場價(jià)值。傳統(tǒng)ATE的測試覆蓋率通常無法滿足最新半導(dǎo)體設(shè)備的要求。通過將半導(dǎo)體行業(yè)成熟的數(shù)字測試模式引入到基于PXI開放平臺的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)(STS)中,并使用功能強(qiáng)大且人性化的編輯器和調(diào)試器進(jìn)行優(yōu)化，用戶可以利用先進(jìn)的PXI儀器來降低射頻和模擬IC的測試成本并提高吞吐量。

NI在半導(dǎo)體測試方面很早就有相關(guān)的產(chǎn)品，只不過早期都是跟客戶共同開發(fā)相應(yīng)的測試系統(tǒng)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的ATE無法滿足模擬和射頻及混合信號芯片的多種測試需求，如果要測試需要高昂的成本并且涉及到復(fù)雜而巨大的測試設(shè)備，這對于半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)企業(yè)來說顯然是個(gè)矛盾的選擇，借助NI在PXI方面的經(jīng)驗(yàn)，半導(dǎo)體芯片廠與NI共同在PXI的平臺上進(jìn)行相應(yīng)的測試系統(tǒng)的研發(fā)，解決了采用傳統(tǒng)具有封閉結(jié)構(gòu)的ATE無法實(shí)現(xiàn)的的功能，這對于RF和混合信號測試尤其重要，因?yàn)樽钚掳雽?dǎo)體技術(shù)要求的測試覆蓋率往往超越了傳統(tǒng)ATE所能提供的。

當(dāng)然，并不是每個(gè)客戶都具有自己搭建測試系統(tǒng)的能力，而且測試系統(tǒng)搭建之后，對后期的運(yùn)作和技術(shù)支持都是個(gè)不小的現(xiàn)實(shí)問題，在這一基礎(chǔ)上，NI推出了相應(yīng)的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)（STS），可以提供給不同類型客戶，滿足其各種半導(dǎo)體測試的需求。NI STS結(jié)合了TestStand測試管理軟件和LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，具有一組針對半導(dǎo)體生產(chǎn)環(huán)境的豐富功能，包括可定制的操作界面、分選機(jī)/探針集成、具有引腳-通道映射且以設(shè)備為中心的編程、標(biāo)準(zhǔn)測試數(shù)據(jù)格式（STDF）報(bào)告以及集成式多點(diǎn)支持。

成本效益是NI吸引半導(dǎo)體測試客戶的最大亮點(diǎn)，NI基于PXI的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)(STS)通過在半導(dǎo)體生產(chǎn)測試環(huán)境中引入NI和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PXI模塊降低了射頻和混合信號設(shè)備的測試成本。與傳統(tǒng)半導(dǎo)體自動化測試設(shè)備(ATE)相比，NI STS前沿用戶正在獲益于降低的生產(chǎn)成本和提高的吞吐量，并且可使用相同的硬件和軟件工具中進(jìn)行特征性測試和生產(chǎn)。特別是對于混合信號測試，基于PXI的NI STS相比傳統(tǒng)ATE，以非常低的成本提供了最佳測試覆蓋率。據(jù)NI大中華區(qū)技術(shù)經(jīng)理Fred介紹，NI半導(dǎo)體測試系統(tǒng)(STS)的開放式PXI架構(gòu)提供了客戶所需的靈活性，借助該架構(gòu)，客戶能夠重新配置和擴(kuò)展測試平臺來滿足不斷提高的性能需求，而且可以沿用原有的投資設(shè)備，而不需要像傳統(tǒng)ATE系統(tǒng)那樣，除了得淘汰舊設(shè)備之外除了需要淘汰舊設(shè)備之外，隨著測試系統(tǒng)持續(xù)改良，通常還需要高成本、大規(guī)模的測試車間重新啟動作業(yè)。

目前，NI的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)主要針對芯片設(shè)計(jì)客戶，特別是針對射頻模擬、MEMS、SSD和傳感器等領(lǐng)域推出了相應(yīng)的解決方案，而NI的STS不僅可以單獨(dú)幫助客戶解決相應(yīng)的測試問題，還可以發(fā)揮PXI靈活可擴(kuò)展的特點(diǎn)，可以與傳統(tǒng)的ATE測試設(shè)備協(xié)同工作，不僅保持了客戶原有的投資，還能借助PXI平臺快速而便宜的擴(kuò)展更多全新的芯片測試的需求。