简介
随着消费者对功能复杂的产品需求不断增加,导致了对通信、信息处理、游戏、视频、无线以及高性能总线等类型芯片的需求也不断增加,以便支持这些产品的需要。由于芯片的复杂度越来越高,销售价格的压力越来越大,半导体公司发现他们面临着更为严峻的挑战,就是在保证高品质的同时也要控制产品的成本。改进的测试仪结构,更先进的仪器以及增强的测试开发环境,能够达到更高的测试产能,保证更高的投资回报率。
为了应对这一挑战,领先的测试系统把高性能的系统架构和先进的测试仪器仪表结合在一起,组成一个高端的高产能自动测试设备。随着应用的不断变化,这种SOC测试仪不仅能降低测试成本还能提供未来芯片测试所需要的高复杂度和高适应能力,满足多代SOC芯片测试的要求,而且保证测试设备和资源的投资有足够的回报。
市场压力对测试的影响
随着SOC器件功能的不断完善,器件体积的逐渐缩小,以及新型材料和制造过程的改变,使得对于那些用于开发性测试和大量生产的复杂且多功能的测试设备需求也随之增长。从技术层面来看,芯片性能的提升、设计复杂度的增加、内嵌的IP等多方面的趋势都需要多种测试策略来对应,另外新出现的缺陷类型,也将挑战传统的测试方法。外加系统必须拥有高速连续总线和更加密集的内存来精确地测试器件。许多新一代的SOC器件有应用于混合信号和无线领域的趋势,而这两方面的应用也额外地增加了SOC的复杂程度。
产能增加的压力以及复杂SOC产品快速上市的压力,令所有的供应商都意识到,由于这些新的挑战使得他们的测试成本更加难于控制。这就迫使用户采用更高产能的自动测试设备来满足各种复杂芯片的测试要求。由于模拟,数字以及存储器等集成度的增加,最大化测试产能变得极为重要。并且还需要设备能快速地开发更为复杂的测试程序。有效的SOC测试平台必须提供高效的开发支持,才能提高测试程序开发和调试的效率。由于产品生命周期越来越短,短时间内开发出有效的测试程序的要求更加关键。先进的测试程序开发工具是加速产品上市降低成本的基本要素。
自动测试设备要有足够的灵活性和适应能力,才能满足SOC芯片类型的不断增加,这也是一个基本的要求。许多高量产芯片,不管是由IDM生产还是由OSAT生产,都是在不同的生产环境下来完成的,在这里生产和测试设备以及相关工作人员要处理多种多样的芯片产品。随着利润空间越来越小,测试设备必须要有较好的灵活性和较高的性价比,才能兼顾新产品或未来产品的测试需求。
测试策略
市场和产品的双重压力给批量生产的高性价比产品带来了很大的测试挑战。为了加速产品的量产同时尽可能地降低测试成本,以保证最小的资本投入和总体成本,IDM和OSAT厂商迅速地采取了措施来回应这些挑战,他们用高端的测试设备来测试复杂的芯片,用低成本测试设备来测试短期的低端的芯片。
表(略)
Mainframe自动测试设备一般会增加低利润空间芯片的测试成本。随着芯片复杂度和集成度持续增加,相应的也需要更加昂贵的测试系统来对应,半导体厂商会发现他们必须随着芯片复杂度的增加而持续地增加他们的资本投入。通常生产厂商会尽量采用高端的测试设备来测试中等复杂度的芯片,从而增加了测试的资本投入。
另一个方法是采用灵活配置的测试系统结构,来对应SOC芯片大范围的测试需求。在这种测试系统上,模块化的结构能为各种仪器子系统提供一个底层的基础,而各种仪器能够独立地处理信号,给出测试结果。由于这种架构的灵活性,生产厂商能够依靠一个低成本的基础平台来进行SOC的测试。随着被测产品和测试要求的变化,这一基础平台可以扩展其它的仪器子系统,再与高端的探针台或者机械手(handler)一起共同完成高量产的产品测试。
模块测试系统架构和可扩展的性能
传统SOC测试设备大都比较昂贵,而集成电路技术发展十分迅速,半导体公司和转包商所共同面临的问题就是:对于不能符合新一代产品所出现的测试要求的设备,不是升级就是替换掉。同时,这些新一代的产品要求更加精密复杂的测试设备。半导体制造商和转包商无法负担每代新产品对于设备重组的要求。所以如何调和高额成本与仪器更新换代之间的矛盾成为大部分生产商所头痛的问题。
而应对这些问题最好的方法就是使用单一的平台、模块化、开放式结构的测试系统,这样的系统能够提供高度的可升级性、工作性能以及高度的可变性,又具有相当低的成本。通过单一的平台、端对端的测试解决方案,把应对新的测试要求往上提升一个水平,从而可以使替换单一的模块胜于替换全部的系统,也使替换的成本、安装的时间、和员工训练的时间降到最低。提供最有效的方法使测试成本和替代现有设备的需求降到最低,迎合显现出的测试需要。
模块化测试系统基于单一的测试平台,提供端对端的测试解决方案,从调试和特征分析到量产。该模块化的方法可以将测试设备的成本降到最小,并且能保证连续的通过测试环境。同时也使客户可以快速改装他的系统从而应对测试条件下特殊器件的测试要求。该模块化的、单一的平台解决方案可以应对一些关键棘手的问题,如缩短产品开发周期对可升级测试能力的要求。作为新测试设备的开发,IDM
、Fabless 半导体公司和转包商可以只要为他们单一平台的系统购买新的模块就可以了,而不用再重组测试设备。缩短产品周期也要求测试公司在产品开发周期的时候和他们的半导体客户紧密工作。这样可以使测试公司更加迅速开发新器件测试能力的要求。
如Credence Sapphire测试平台系列是高性能价格敏感芯片测试的理想测试平台。对SOC测试来说,Sapphire S是一款完全可重新配置,可扩展的测试平台,能很容易地满足从DC到几G赫兹这一大范围的不同测试需求。由于在其通用测试头内,模拟和数字仪器的位置可以互换,Sapphire
S能满足最复杂的微处理器、芯片组,以及高端消费类和通信类芯片的测试需求。专利的源同步采样架构、DUT接受端的jitter tolearance测试等功能只是Sapphire
S与其它业界低成本高性能测试平台相比较时的诸多优势之一。
Sapphire D-10平台是一款革新的高产能、多功能的圆片和封装测试解决方案、它能支持200MHz的圆片测试和高并行度的并行测试。这款模块化,高灵活度的测试仪却只有一个很小的风冷测试头,能支持最多768个数字通道。相应的还有强大的高密度模拟和混合信号仪器,因而是复杂SOC芯片低成本测试的理想解决方案。
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