多维度入手打造稳定高效的自动测试设备，迎接集成电路融合时代的机遇与挑战

作为半导体产业的关键一环，ATE贯穿着半导体设计、制造和封装全环节，对产品良率的监控及产品质量的判断至关重要。然而面对当今不断变化的IC产业，ATE测试也面临各种新的挑战。“芯片已经进入3nm时代，一颗芯片上承载的功能也越来越多，芯片工艺越来越复杂，这不仅意味着测试的复杂度成倍递增，也让芯片的良率更依赖测试的高级功能。如何才能快速且高效地完成新一代ATE方案的开发，以满足市场对大量出货、类型各异的半导体测试需求成为了业界亟待解决的新难题。”ADI中国区工业市场总监蔡振宇对此表示。作为在半导体领域深耕数十年的全球领先高性能半导体企业，ADI具有20多年的ATE行业经验，拥有深厚的技术积累，推出的多款解决方案获得业界广泛欢迎。

依据半导体测试系统应用划分，ATE应用的主要细分领域为存储器、SoC、模拟、数字、分立器件和RF测试机等，无论哪种应用，ATE通常都需要完成芯片的功能测试、直流参数测试以及交流功能测试等工作，其原理是通过对芯片施加输入信号，采集被检测芯片的输出信号与预期值进行比较，判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性，保证在相应的芯片制造中，产品符合客户设计、制造要求以及市场需求。

ATE系统

由于测试方案的优劣直接影响到良率和测试成本。有资料显示，芯片缺陷相关故障对成本的影响从IC级别的数十美元，到模块级别的数百美元，乃至应用端级别的数千美元。“目前芯片开发周期缩短，对于流片的成功率要求非常高，任何一次失败，对企业而言都是无法承受的。因此，在芯片设计及开发过程中需要进行充分的验证和测试。”蔡振宇指出。

面对这些挑战，测试设备开发商亟需稳定的ATE解决方案，还期待有着高质量的测试覆盖率，能够支持更多通道，在单位时间内测试尽可能多的单元。ADI推出了ATE ASSP（专用标准产品），涵盖了先进的集成式引脚电子器件(PE)、器件电源(DPS)和参数测量单元 (PMU)等产品，以低功耗、高集成度等优势进一步帮助客户提升ATE机台的性能以及降低其成本。

“针对通用的ATE应用，信号链比较类似，我们已通过集成的方式将一些功能集中起来，从而降低客户的设计难度，这是ADI做ASSP的一个主要原因。此外，ATE测试需要支持多通道，多通道并行测试时提高了测试的复杂度，需要更好性能芯片去满足客户测试机台的需求。”蔡振宇这样解释ADI在ATE领域做ASSP方案的考量，“ADI的ASSP把很多功能集成到一个芯片里，能够进一步帮客户降低测试机台的成本，提高测量密度。我们用到的多模封装相较分立器件方案也可以进一步帮助客户降低成本和功耗。”

其中，PE用于产生激励待测物的信号，以此获取待测物的反馈，所以PE芯片要求具备更高的精度。同时，集成度也是对方案的关键要求，例如集成引脚电子/引脚驱动器以单封装提供关键的测试应用解决方案，包括数字驱动和比较功能、有源负载和每引脚参数测量单元，这些单元通过电平设置DAC进行控制。“针对国内的ATE市场应用，ADATE318和ADATE320目前应用较广，数据速率可从600MHz到1.6GHz。其中，ADATE318比较适合数字芯片、存储器、混合信号测试等，ADATE320的数据速率则会更高一些，更适合高速芯片的测试。”蔡振宇补充道。

PMU和DPS产品则用于提供灵活的电压和电流源/测量功能，以满足各种成本敏感型测试应用需求。其中PMU的作用是驱动电流进入器件而去量测电压或者为器件加上电压而去量测产生的电流，它的集成度、测量精度和通道数是通常评估的几个重要维度。ADI的AD5522就是一款高性能、高集成度参数测量单元，包括四个独立的通道。每个单引脚参数测量单元(PPMU)通道包括五个16位电压输出DAC，可设置驱动电压输入、箝位输入和比较器输入（高和低）的可编程输入电平。

DPS用于为待测物提供可编程的电源，通常是大电流和高电压，例如高性能、高集成度器件电源AD5560提供可编程的驱动电压和测量范围。该产品包括所需的DAC电平，用以设置驱动放大器的可编程输入，还包括箝位和比较器电路、片内集成用于DAC功能的失调和增益校正功能。

然而，很多时候确定性性能的单一方案很难满足多样性的市场需求，产品方案设计的拓展能力很重要，例如随着越来越多的功率或者电源的芯片测试需求远高于AD5560提供的25V电压和1.2A电流的范围，客户可以将多颗AD5560通过GaN模式级联以获得更大的输出电流。此外，ADI中国应用开发团队还基于AD5522拓展开发出了250W (±50V、5A)的高功率参考设计，很好地满足了大功率应用需求。“我们方案的拓展能力非常受客户欢迎。”蔡振宇透露道。

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