半導體測試複雜性挑戰 泰瑞達的致勝之道 智慧應用 影音
DForum0402
ST Microsite

半導體測試複雜性挑戰 泰瑞達的致勝之道

  • 孫昌華台北

在過去幾十年的技術快速發展中,半導體產業實現了顯著的規模擴展和效率提升。在這一進程中,電晶體尺寸的不斷微縮成為了推動產業前進的核心技術。然而,隨著技術逼近2-3奈米等級的物理極限,再加上電氣化和效率的極致追求,現代的半導體晶片設計不僅在物理規模上更小,而且在複雜性上也達到了前所未有的高度。為了確保這些精密元件能夠正常運作並符合預期性能,展開一場應對複雜性的測試革命勢在必行。

泰瑞達亞太區銷售副總裁Richard Hsieh。泰瑞達

泰瑞達亞太區銷售副總裁Richard Hsieh。泰瑞達

能源效率革命與電氣化趨勢,重塑設計與測試新典範

自1990年代起,電晶體特徵尺寸已從當時的0.8微米迅速縮減至今天的2-3奈米節點。這樣的技術進步不僅提升了裝置的整合度和效能,也同時提高了測試的複雜度。泰瑞達亞太區銷售副總裁Richard Hsieh指出:「在這一發展歷程中,半導體測試設備歷經了三次重大變革:功能性時代、資本效率時代和複雜性時代。」

Semiconductor Test:A New Era of Complexity。泰瑞達

Semiconductor Test:A New Era of Complexity。泰瑞達

在最初的功能性時代,該產業的主要挑戰是應對數據傳輸率的快速成長和混合訊號CMOS技術的發展。如何在CMOS製程中製造出數位或「數位+混合訊號+RF」是一個很大的挑戰,尤其是功能上的挑戰。為此,從1990~2025年,泰瑞達推出了不同的設備平台,以追隨科技發展的腳步。令人驚訝的是,一些90年代推出的機台,尤其J750的部分,依然在市場中發光發熱。

進入資本效率時代,Richard指出:「測試產業是一個重資本投資的產業,要實現高回報,我們能做的就是提高設備的測試能力和利用率,增加資本效率,並保持長期的產品生命週期。」但這也會讓介面設計變得更加複雜,例如需要滿足DDR、PCI和USB等標準。這段時期的設計用於測(DFT)技術的創新,如掃描壓縮(Scan Comp)和內建自測試(BIST),以及環路測試(Loopback)的快速成長,都是為了實現更高的資本效率。

然而,現如今隨著市場應用的快速發展,從早期個人運算設備到如今的人工智慧(AI)、5G、物聯網,尤其是隨著新能源汽車在中國市場的快速增長,多樣化的市場需求對半導體晶片的性能提出了更高的標準。在全球科技快速演進的浪潮中,效率提升與電氣化已成為驅動市場需求成長的兩大核心力量。

Richard Hsieh認為,我們正處於一個複雜性飆升的新紀元。具體表現為:製造工藝正在從3奈米努力向1奈米跨越,電晶體計數的飛速成長,接口的複雜性阻礙並測數的進一步提升,複雜設備的市場週期壓縮,再加上AI、機器學習的集成、晶片的異構集成,以及如碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)和矽光子學(SiPh)等前瞻技術的湧現。所有這些新趨勢和發展都向測試設備提出了更高的要求,例如,在汽車產業中追求的是零品質缺陷(0 DPPM)。如何在保持高品質的同時縮短產品上市時間成為關鍵。

半導體測試作為半導體產業鏈中重要的一環,將繼續作為衡量晶片製程精度與創新能力的重要標尺,其進步與突破將對全球電子產業的發展起到決定性作用。是時候必須重新思考我們的測試方法了。在這個新的測試範式下,我們需要深入挖掘先進的測試方法,以應對日益複雜的晶片設計。此舉不僅包括對傳統測試策略的改進,更需要引入創新性的測試技術,以滿足半導體產業在技術發展中所面臨的新挑戰。

泰瑞達的半導體測試之道

為了應對這一複雜性,我們必須在測試流程中引入更為智慧化的手段,以便更全面地涵蓋晶片的各個方面。這包括透過先進的人工智慧和機器學習技術來優化測試演算法,提高測試的準確性和效率。同時,加強與製造流程的協同,確保測試策略與晶片設計的實際製造流程相適應,以最大程度地減少測試對生產週期的影響。

在這樣的背景下,全球領先的半導體測試設備供應商泰瑞達推出了革命性的FLEX Test策略。其核心是一款專門的軟體工具PortBridge,它就像是為IC設計和測試領域搭建了一座溝通的「橋樑」。IC設計師和DFT工程師現在可直接透過PortBridge與泰瑞達的測試設備連接,實現設計階段的ATE測試結果預覽,從而儘早進行良率和IP調試。

透過在晶片生命週期各個關鍵階段引入靈活的測試步驟,FLEX Test策略不僅拓寬了測試的涵蓋範圍,降低了缺陷的漏檢率,也顯著加速了產量學習曲線,進而優化了製造過程。這種策略有效縮短了從晶圓測試到最終系統級測試每個環節的反饋週期,並迅速定位問題所在,從而削減了返工成本和推遲上市的風險。

FLEX Test。泰瑞達

FLEX Test。泰瑞達

策略有了,那麼,在當今快速發展的電力半導體市場中,半導體測試工具需要滿足哪些條件呢?這需要了解企業的核心訴求:現今產業內的半導體企業普遍面臨減少工程工作量、降低失敗的機率、滿足未來需求、增加平台的測試涵蓋率。因此,半導體測試也應從這些方面逐一擊破。

MST Roadmap Goals。泰瑞達

MST Roadmap Goals。泰瑞達

減少工程工作量:透過增強開發工具來提高測試工程的生產力,從而更快地實現產品上市。

降低失敗的機率:制定嚴格的警報系統和可控、可預測的過度過程以確保產品品質。

滿足未來需求:透過投資新技術,擴大設備涵蓋範圍。

增加平台的測試涵蓋率:透過提高站點可擴展性,增加儀器密度和功率通道的可用性來提高生產量。

在具體測試的工作方面,泰瑞達有著一系列測試平台,包括功率測試的ETS Platforms、用於邏輯測試的J750 Platform、高階UltraFLEXplus Platforms、儲存機器Magnum系列和系統級測試機台SLT Platforms等,它們構成了一個強大的技術陣列,可以很好的應對當下乃至未來半導體測試的需求。System Level Test(SLT)在處理一些高階流程測試上的獨到之處,SLT很好的解決了一些ATE設備所無法涵蓋的高階流程,或者是因為一些設備成本太高,SLT則可以幫助用戶轉到最終端的系統端測試。

值得一提的是,在整個晶片測試的不同階段,要分析大量的數據並進行零缺陷測試,離不開強大的軟體支援。在早期的設計階段,像PortBridge這樣的EDA軟體可以用作早期的裝置偵錯;在整個開發和發布的流程中,泰瑞達有IG-XL、Oasis的軟體工具來保證測試程式品質的可靠性。

FLEX Test策略+強大的測試設備陣列+可靠性和易用性軟體的支持,是泰瑞達贏下當今複雜晶片測試的致勝法寶。這不僅彰顯了泰瑞達對半導體市場脈動的掌握,更是其在半導體領域長遠趨勢預見與策略布局的體現。

價值至上,泰瑞達贏得半導體測試市場的「致勝法寶」

作為業界領先的自動測試設備供應商,泰瑞達透過專注於「Value」——即價值創造——確保了其在產業內的領先地位。這包含多個層面:第一是上市時間(Time to Market/TTM),快速協助客戶的產品上市;第二,能夠即時生產(Time-to-Production/TTP)和即時量產(Time-to-Volume/TTV);第三,大量生產之後能不能即時回本(Time-to-cost/TTC)。透過不斷提高測試的效率,降低成本,泰瑞達旨在為客戶帶來更大的價值,幫助客戶增加競爭力優勢。

要實現這些價值目標,「產品領導力、卓越的營運、親密的客戶關係」是泰瑞達的能量來源。

Teradyne Value。泰瑞達

Teradyne Value。泰瑞達

產品領導力:泰瑞達的產品矩陣涵蓋了從系統單晶片(SOC)、電源(Power)、記憶體到系統級測試(SLT)到的全方位解決方案,每項技術的進步都是對客戶承諾的堅持和市場領導地位的鞏固。

卓越的營運:透過如IG-XL和J750等系統的營運效率,泰瑞達展現了其在提供高品質服務和產品方面的專業能力。透過跨部門合作,維持財務健康,以及積極的研發投入,公司能夠快速回應市場變化。

客戶親密度:透過與客戶的緊密合作,深入理解客戶的需求,公司透過一站式服務、應用支援、銷售支援和服務支援等方式加強與客戶的互動,從而為客戶創造更多的核心價值和差異化優勢。

正是這種以價值為核心的經營哲學,讓泰瑞達過去60年來屹立不搖。泰瑞達對價值的不懈追求,不僅在產品和服務上得到了體現,更在其文化和每一次創新中得到了傳承。展望未來,泰瑞達將繼續以價值為導向,為客戶、為股東、為整個半導體產業創造更大的價值,並繼續領航半導體測試的未來。

寫在最後

在全球半導體產業這一宏大舞台上,並非僅泰瑞達這樣的測試設備供應商在努力砥礪前進。從基礎的材料供應鏈到精密的設備製造,再到創新的設計理念與先進的晶圓生產製程,每一個環節都在同心協力,共同應對複雜的新時代所帶來的挑戰與機遇。在這個過程中,全球化的合作與創新的共享機制,成為了推動半導體產業持續進步的雙驅動力。