后端設備面臨更多挑戰(zhàn)，高性價比ATE聚焦中國
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過去幾年半導體工業(yè)經(jīng)歷了一個前所未有的嚴冬，產(chǎn)業(yè)鏈上的各個環(huán)節(jié)不無例外地受到?jīng)_擊。泡沫時期擴充的產(chǎn)能很長時間內(nèi)需要重新調(diào)整，各個半導體廠商不斷壓縮開支，無論是前端設計，還是后端測試和封裝市場都萎靡不振，ATE(自動測試設備)廠商近幾年多半是愁云滿目。進入2003年下半年以來，半導體市場開始明顯的復蘇，芯片需求量明顯放大，對于后端測試設備的需求量也大幅度上升。而通過最近在上海舉辦的SEMICON展會，幾乎所有的ATE巨頭都表現(xiàn)出對中國巨大的熱情，各家廠商盡顯其能，高性價比半導體測試解決方案聚焦中國市場。
市場轉好，挑戰(zhàn)尤存
根據(jù)市場分析公司VLSI Research最新的統(tǒng)計數(shù)字， 2003年ATE市場最大的贏家是Advantest(愛德萬)測試公司，2003年銷售額比2002年增長一倍以上。據(jù)Gartner/Dataquest公司預測，2004年ATE市場將達到34.5億美元，比2003年增長46.4%，而2003年ATE市場只有8.7%的增長幅度，為23.5億美元。比另外，隨著半導體供應商財政狀況的轉好，更多地采用先進半導體工藝，芯片的復雜程度和集成度進一步提高，對于半導體測試的依賴程度也明顯加強。
在已經(jīng)結束的第一季度中，各個主要ATE廠商都取得了長足進展。Teradyne 公司今年第一季度實現(xiàn)連續(xù)增長20%，達到4.3億美元，凈收入超過4000萬美元，達到該公司三年以來的最高值。據(jù)稱該公司的Catalyst 和 J750等產(chǎn)品已經(jīng)接近2000年前后的歷史峰值，而Tiger IntegraFLEX等測試設備受SoC、千兆以太網(wǎng)、家庭網(wǎng)絡和機頂盒等市場的驅(qū)動也有良好的表現(xiàn)。
Teradyne公司主席兼CEO
George Chamillard先生
業(yè)內(nèi)人士分析，拉動半導體產(chǎn)業(yè)增長的主要動力來自于無線通信、消費類電子以及與寬帶技術相關的DSL等技術領域。就用戶端產(chǎn)品而言，這其中既有對于性能要求很高的通信設備，也有相對較低的消費類電子產(chǎn)品。隨著集成度的提高，從前端的芯片設計，到后端的封裝制造復雜程度也在大幅度提高。目前不僅用于通信基礎設施建設的基站等高端產(chǎn)品具有更高的速度和集成度，在消費類電子產(chǎn)品中應用非常普遍的SoC以及SiP等產(chǎn)品復雜性也在提高。一些數(shù)百萬門，甚至上千萬門的芯片已經(jīng)問世，不斷給半導體測試設備提出挑戰(zhàn)。Teradyne公司主席兼CEO George Chamillard先生說：“電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢是體積更小、功能更多、性能更高，需要更小的電流和更高集成度的芯片。從早期的只有幾十個晶體管的IC發(fā)展到今天包含數(shù)百萬個，甚至上千萬個晶體管的SoC，對于半導體測試設備提出更大的挑戰(zhàn)，也促使ATE設備更加復雜。”
科利登系統(tǒng)公司
董事會主席兼首席執(zhí)行官
Graham J. Siddall 博士
復雜程度不斷提高的ATE設備一個直接結果是測試成本不斷提高，這部分成本按照慣例需要轉嫁到半導體廠商頭上。但過去幾年的半導體市場不景氣已經(jīng)使多數(shù)半導體廠商元氣大傷，無力承擔昂貴的ATE設備。因此，ATE市場出現(xiàn)的一個非常有趣的現(xiàn)象是，盡管芯片復雜程度在大幅度提高，測試設備越來越復雜，但測試設備的總體成本卻沒有相應提高?？评?Credence)系統(tǒng)公司董事會主席兼首席執(zhí)行官Graham J. Siddall 博士說：“過去五年來，ATE市場出現(xiàn)的最大變化之一是測試成本不斷提高。在2000年前后，大家愿意花300萬美元買一臺測試設備，但現(xiàn)在客戶對于一臺性能更高的設備卻只想支付100萬美元，這對于ATE產(chǎn)業(yè)提出了非常大的挑戰(zhàn)，如何把客戶的測試成本控制到最低至關重要。”
另外，在摩爾定律規(guī)律下快速發(fā)展的半導體技術也對測試設備提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。ATE廠商一方面需要降低測試設備的成本，另一方面還要針對快速發(fā)展的半導體技術使測試設備有同步的更新?lián)Q代速度，這也從另外一個角度加大了半導體供應商的負擔。Advantest(蘇州)公司ATE部副總經(jīng)理Y. Moriya表示：“半導體技術變化、發(fā)展速度之快，使ATE廠商不斷開發(fā)出新一代的ATE設備，以滿足半導體測試不斷提高的要求，但半導體市場更需要成本越來越低，價位越來越合理的測試方案。”尤其對于一些業(yè)務不斷變化的客戶，如何有效利用現(xiàn)有的測試手段服務于新增業(yè)務是ATE廠商正在積極面對的問題。
Advantest(蘇州)公司
ATE部副總經(jīng)理
Y. Moriya
可配置測試平臺幫助客戶降低成本？
針對不斷攀升的測試成本，半導體測試設備廠商也在不斷作出努力，降低成本，減輕對于測試用戶的壓力。成立于2002年的半導體測試聯(lián)盟(The Semiconductor Test Consortium, STC)去年曾經(jīng)向外界公布了開放式測試架構規(guī)范的第一個草案版本OpenSTAR(Open Semiconductor Test Architecture)。STC最初由日本自動測試設備廠商Advantest公司和半導體巨頭Intel發(fā)起，提出該倡議據(jù)稱當初是出于對日益復雜的SoC系統(tǒng)和不斷攀升的測試成本考慮。STC的目標是ATE產(chǎn)業(yè)能夠采用一個范圍廣泛的開放標準。
4月19日，STC宣布又有一些全球著名的半導體廠商加入，新加盟的半導體廠商包括美國模擬器件公司(ADI)、富士通(Fujitsu)、飛利浦(Philips)半導體、瑞薩(Renesas Technology)以及Toshiba等半導體廠商，加上原來的發(fā)起廠商Intel和Motorola(已經(jīng)改名為Freescale Semiconductor)可見STC在半導體廠商中的影響力在進一步加強。STC秘書長(Secretary and Administrator)Fred Bode表示：“由于半導體技術和芯片復雜程度不斷提高，半導體測試面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。這些半導體廠商意識到STC在提供靈活、高性價比測試方案中發(fā)揮的巨大作用。”市場分析人士認為，STC倡導的OPENSTAR單一可配置、開放測試平臺的確可以幫助用戶降低成本，在此平臺基礎上的測試方案無論是軟件還是硬件都具有高度可互操作性，并有利于客戶在一個平臺的基礎上實現(xiàn)對不斷增加的業(yè)務進行擴展。目前STC成員已經(jīng)包括超過25個半導體、生產(chǎn)設備以及測試廠商，吸引更多的半導體廠商加入是STC的最終目的，更多半導體廠商加入這一聯(lián)盟也將促使其他ATE廠商加入該聯(lián)盟。
但由于各家公司情況不同，對于STC自然有不同的理解和支持程度。但由于半導體廠商日益關心測試成本，看來開放的測試平臺已經(jīng)是大勢所趨，業(yè)內(nèi)分析人士認為，廣泛采納OPENSTAR只是時間問題。Teradyne公司仍有多個成功的平臺，其中包括該公司在2002年推出的一個可擴展、可配置的測試方案：Integra Flex。Agilent Technologies公司的93000 SoC系列產(chǎn)品是面向SoC測試的高端可擴展、可配置的測試方案，可對應用于移動設備、機頂盒、家庭娛樂、WLAN等應用領域的半導體產(chǎn)品提供高性價比解決方案。作為STC的發(fā)起人之一，Advantest公司目前正在提供符合OpenSTAR規(guī)范的測試產(chǎn)品，Moriya表示，在OpenSTAR平臺下，半導體廠商即使在目標器件有所改變時也無須購買新的測試設備，可擴展、可配置的測試方案能夠滿足用戶現(xiàn)在以及將來對于高性價比測試方案的需求。
對于最近幾年通過大規(guī)模并購快速擴張的Credence公司，測試平臺可能比較多。Credence公司在2003年并購了Optonics公司，該公司的先進高速光電IR探測成像技術為科利登(Credence)公司的工程驗證測試系統(tǒng)增加了獨立的診斷檢測能力；在2003年并購了SZ Testsysteme AG and SZ Testsysteme GmbH公司，加強了在高級模擬器件，電源器件，汽車芯片和通信器件等方面的測試方案； Credence公司在2001年并購Integrated Measurement Systems(IMS)公司，新增的一系列通用的高性能的工程驗證測試系統(tǒng)，用于復雜電子器件的驗證和特征測試；2000年Credence公司并購Modulation Instruments公司，通過采用無線器件的調(diào)制矢量網(wǎng)絡分析(MVNA)技術，該公司為第三代(3G)移動通信器件提供高性價比的混合信號/射頻(RF)測試方案。在短短的幾年之內(nèi)消化吸收如此多的測試平臺的確不是一件易事，但Credence公司CEO Graham Siddall曾經(jīng)表示，Credence公司收購了許多公司，擁有許多不同的平臺。從長期發(fā)展的眼光看，平臺的合并不可避免，但這也并不是說單一平臺是唯一成功的方式。但外界一般認為，如果Credence計劃中的對NPTest并購得以順利實現(xiàn)，Credence公司可以利用NPTest的可配置測試平臺拓展高端測試設備市場。
中國市場得到ATE廠商的關注
ATE產(chǎn)業(yè)需要面對的另一個挑戰(zhàn)是市場在地域上的轉移。在目前全球半導體市場，半導體芯片中有超過40%消耗在亞洲，巨大的芯片需求量也在促使半導體廠商將更多的設計和制造轉移到亞太地區(qū)。這對于習慣于歐美和日本等成熟市場的ATE廠商來說也是一個不小的挑戰(zhàn)。
Teradyne 公司主席兼CEO George Chamillard先生說：“在上個世紀八十年代，全球半導體市場只集中在北美、日本和歐洲三個區(qū)域，但短短十幾年時間，全球半導體市場發(fā)生了巨大變化。未來幾年時間將有25%的芯片在中國封裝或制造，中國已成為全球市場的重要組成部分，Teradyne公司為適應這種轉變正在增大在中國的設計和生產(chǎn)能力，滿足全球市場的需求。”無論從整體規(guī)模，還是從公司效益，本地半導體工業(yè)的發(fā)展還未達到成熟階段，更需要低成本的測試方案和更高的技術支持。Credence系統(tǒng)公司Graham J. Siddall 博士說：“中國本地的半導體廠商和電子產(chǎn)品制造商多以消費類電子產(chǎn)品為主，這些產(chǎn)品更加注重性能價格比。Credence系統(tǒng)公司的低成本測試解決方案即是未來滿足新的商業(yè)環(huán)境下亞太地區(qū)的客戶需求。”他還說：“對于中國本地為數(shù)眾多的IC設計公司，Credence也有相應的服務項目，可以為規(guī)模大小不等的本地設計公司提供許多軟件方面的服務，把測試服務的觸角延伸到從設計、封裝到生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)。”
在本次Semicon展會期間，Credence系統(tǒng)公司展出了ASL3000RF、Personal Kals2(PK2)和Octet等適合于本地客戶的測試解決方案。其中ASL3000RF系統(tǒng)是為滿足下一代無線設備技術上和經(jīng)濟上的要求而設計，包括802.11無線局域網(wǎng)標準(WLAN)和第三代(3G)移動通訊服務。它的特點是采用了科利登(Credence)公司專利的調(diào)制矢量網(wǎng)絡分析(MVNA)技術，該技術允許使用寬帶數(shù)字調(diào)制信號進行S參數(shù)的測量，并且使無線應用測試的精確度得到了顯著的改進。另外ASL 3000RF還具有靈活和可擴展的系統(tǒng)結構，允許客戶對系統(tǒng)進行模擬、數(shù)字能力的擴展和升級，并加強RF儀器以應對新型無線器件和應用的測試。Personal Kals2是專為先進NVM(非易失存儲器)器件設計的第一臺工程測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)能使工程師在他們的工作平臺上快速地設計開發(fā)調(diào)試器件，簡化測試程序的編寫。在Kalos交互測試環(huán)境(KITE)軟件的幫助下，用戶還可以編寫功能更強大的測試軟件，調(diào)試NVM器件，分析測試數(shù)據(jù)。測試程序在PK2上開發(fā)驗證之后，可以直接移植到K2系統(tǒng)上以備大批量生產(chǎn)測試使用。而Octet則是該公司針對高量產(chǎn)產(chǎn)品測試系統(tǒng)制造的中價格最低廉的一款。Octet提供的多址支持和模擬設備安裝軟件的自動化減少了軟件開發(fā)時間，多種數(shù)字數(shù)據(jù)頻率和每管腳獨立的數(shù)字信號處理模擬結構使客戶可以進行多種類型器件的并行測試，提高產(chǎn)能。據(jù)稱Octet系統(tǒng)的顯著特色之一是采用了科利登(Credence)公司的專利技術—嵌入式溫度穩(wěn)定技術(ETS)，這一技術使Octet采用風冷就能保持系統(tǒng)溫度的穩(wěn)定，降低在設備和基礎設施方面投入的成本。
安捷倫科技則展示了為系統(tǒng)芯片 (SOC)、閃存和參數(shù)測試提供的新型測試解決方案。其中Agilent 93000 SOC系列據(jù)稱是業(yè)內(nèi)增長速度最快、成本最低、可擴充的單一平臺，全球已經(jīng)安裝了750多套系統(tǒng)。Agilent 93000 SOC系列測試設備主要面對SOC測試中遇到的性能和成本挑戰(zhàn)，應用于超高速數(shù)字信號、混合信號和RF等領域。Agilent 4070系列主要面向高精度DC測量、電容測量、內(nèi)存電池測試和其它高頻應用領域，具有低成本優(yōu)勢和高度可靠性。
安捷倫新推出的適用于存儲器和邏輯器件測試的Agilent Versatest V4000系統(tǒng)，是一套完整的單一平臺系統(tǒng)，可服務于從工程開發(fā)到大批量生產(chǎn)的完整流程。它對V4100和V4400中采用的測試技術進行相應調(diào)整，在一個緊湊、低噪聲、經(jīng)濟的系統(tǒng)中提供了同等的測試性能。V4000使得用戶能夠測試各種應用，包括手機、個人數(shù)字助理和MP3播放器中使用的閃存、DRAM、SRAM、嵌入式內(nèi)存和純邏輯模塊。
據(jù)介紹，V4000提供了全部100-MHz的性能和獨立的64條I/O通道，保證其應用程序全面兼容所有Versatest系列產(chǎn)品。由于這種兼容能力，在V4000上開發(fā)的測試程序可以直接轉移到用于量產(chǎn)的其他Versatest基臺上，提供從工程到量產(chǎn)的關聯(lián)性及可重復性。
在半導體測試領域，工程師遇到的挑戰(zhàn)是繁瑣而冗長的測試過程、成本高昂的測試程序開發(fā)時間，這給產(chǎn)品開發(fā)進度和控制成本的要求帶來更大壓力。據(jù)稱V4000不再依賴昂貴、大規(guī)模的全功能實驗室和生產(chǎn)測試系統(tǒng)來評估正在開發(fā)的設計方案，而是通過使用與生產(chǎn)測試系統(tǒng)相同的Site模塊和軟件，使工程師能夠在桌面上或在分布式工作環(huán)境中開發(fā)測試腳本，而不會降低性能和兼容性。
安捷倫科技副總裁兼自動測試事業(yè)部單芯片系統(tǒng)業(yè)務部門總經(jīng)理Tom Newsom
市場人士認為，安捷倫公司測試平臺正在試圖整合中國的半導體供應鏈，把設計公司的數(shù)據(jù)整合到制造商，將生產(chǎn)和測試更加緊密地結合。該公司已經(jīng)有大唐、海爾、六合萬通、威宇科技和中芯國際等一批在中國半導體市場舉足輕重的客戶。安捷倫科技副總裁兼自動測試事業(yè)部單芯片系統(tǒng)業(yè)務部門總經(jīng)理Tom Newsom說，“安捷倫是中國集成電路行業(yè)發(fā)展中的關鍵合作伙伴，我們提供了杰出的測試解決方案和服務，改善了廣大客戶的商業(yè)業(yè)績。從開發(fā)測試系統(tǒng)和工程解決方案到教育服務，我們提供了優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，實現(xiàn)了廣大客戶要求的經(jīng)濟效益。”
目前中國本地市場的半導體芯片需求量呈現(xiàn)逐年上升態(tài)勢，根據(jù)市場分析公司Databeans的預測，2003年到2009年期間，中國本地市場對半導體芯片需求量復合年增長率可達17%。目前已經(jīng)有統(tǒng)計數(shù)字表明，中國正在成為全球最大的芯片封裝基地，隨著芯片的集成度和復雜程度的提高，設計、制造和封裝等對測試設備的依賴程度也在加強，滿足客戶升級和擴展需求的高性價比半導體測試解決方案無疑是市場的寵兒?！?/span>
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