別再只盯著光刻機了！自動化測試對于芯片制造同樣重要

行業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，芯片行業(yè)的產(chǎn)值和營收一直在不斷提高，同時其地位受到大眾的關(guān)注。光刻機在芯片領(lǐng)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(zhì)量更有不容忽視的意義。

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(huán)節(jié)提出了更高的挑戰(zhàn)，對于測量和測試復雜度都有了更高的要求。

自動化測試設(shè)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(shù)性能。ATE設(shè)備大量應(yīng)用于晶圓生產(chǎn)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(yīng)用特殊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(shè)計要求，滿足相應(yīng)的交直流電氣性能以及相應(yīng)的規(guī)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(tǒng)板再到最終產(chǎn)品應(yīng)用，因此ATE設(shè)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(shè)備的價格不能太貴。高質(zhì)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(xù)的挑戰(zhàn)。

自動測試技術(shù)趨勢和挑戰(zhàn)主要集中在高性能計算、存儲器、模擬及射頻以及便攜產(chǎn)品四大板塊，體現(xiàn)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(chǎn)品

ASSP

ASSP（Application Specific Standard Products）意為專用標準產(chǎn)品，專用于特定應(yīng)用市場并銷售給多用戶的集成電路（IC）芯片，結(jié)合了模擬、數(shù)字以及混合信號產(chǎn)品，旨在執(zhí)行特定功能或功能集，并以現(xiàn)成的方式提供給產(chǎn)品和系統(tǒng)設(shè)計人員的各種公司。

ASSP最初被設(shè)計為僅供單個客戶使用的ASIC（Application Specific Integrated Circuit），最初的目的實現(xiàn)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(chǎn)品中，這可以顯著降低成本并使公司能夠更快地將產(chǎn)品推向市場。

產(chǎn)品分類

ASSP主要分為三類：PE（Pin Electronics）是一個發(fā)送/接收激勵的數(shù)字驅(qū)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(shù)的參數(shù)測量單元。

PE用于產(chǎn)生和接收DUT的數(shù)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(wěn)定地驅(qū)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(huán)境內(nèi)。

產(chǎn)品優(yōu)勢

ASSP在無需額外編程的情況下執(zhí)行某些預先分配的基本任務(wù)，對于客戶來說，可以顯著減少所需的產(chǎn)品設(shè)計投資量，加快最終產(chǎn)品上市時間的同時幫助控制成本。

在半導體產(chǎn)業(yè)的ATE測試市場，以前的信號鏈基本都是獨立且離散的，業(yè)內(nèi)領(lǐng)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(jié)合自身優(yōu)勢，將客戶的需求整合到一個芯片，比如將數(shù)字技術(shù)和模擬技術(shù)結(jié)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(shù)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(nèi)部所需的功耗。因此用ASSP后給ATE的設(shè)計帶來了不小的優(yōu)勢。

推薦的產(chǎn)品型號及解析

與ADI合作了三十多年的技術(shù)型授權(quán)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(yīng)用需求的解決方案，獲得了市場的認可。針對ADI的ASSP系列產(chǎn)品，世健結(jié)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(zhí)行驅(qū)動器、比較器和有源負載（DCL）、四象限單引腳參數(shù)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(tài)。

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(qū)動能力為 −1.5 V~+4.5 V，支持各種標準ATE及儀器儀表應(yīng)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(qū)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(nèi)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(chǎn)品包括所需的DAC電平、設(shè)置驅(qū)動放大器的可編程輸入、箝位和比較器電路，片內(nèi)集成用于DAC功能的失調(diào)和增益校正功能。既可實現(xiàn)高電流下的電壓范圍受裕量和最大功耗限制，也可實現(xiàn)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(shù)測量單元，包括四個獨立的通道，每個單引腳參數(shù)測量單元（PPMU）通道包括五個16位電壓輸出DAC，可設(shè)置驅(qū)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(qū)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(qū)動或測量條件、DAC電平和所選電流范圍。主要應(yīng)用于PPMU、DPS、連續(xù)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(huán)節(jié)至關(guān)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(zhàn)芯片自動測試的各種挑戰(zhàn)。