ATE测试机的三个时代

半导体制造工艺不断演进，对ATE测试机的要求也越来越高。如果将1990年至2025年分为三个时代，每个时代中半导体芯片对ATE测试机的需求都有所不同。

近日，半导体测试厂商泰瑞达（TERADYNE）中国区销售副总经理黄飞鸿向集微网表示，在1990-2000年间，半导体主流工艺为350nm和130nm，当时SoC芯片功能越来越强，芯片上还集成了模拟功能，数据接口的传输率也在不断增加，而原始的ATE测试技术无法覆盖模拟和高速接口测试的需求，因此这个年代可以称之为“功能时代”，ATE测试机的设计研发需要满足当时功能日趋复杂的SoC芯片需求。

而在2000年-2015年间，黄飞鸿认为这是一个“资本效率时代”，随着半导体工艺从130nm不断下探至14nm，芯片尺寸越来越小，晶体管集成度越来越高，带来的挑战主要是测试时间非常长。功能时代的单工位测试已经无法满足现有需求，且测试成本也日益攀升。因此，ATE测试机的研发需要满足同测需求，同时做2工位、4工位、8工位的测试。

到2020年以后，半导体工艺进入到5nm、3nm及以下节点，黄飞鸿表示这对ATE测试机而言是一个“复杂性时代”，这个时代的消费类芯片生命周期普遍为2-3年，甚至有些AI芯片和AP芯片是逐年迭代，因此需要ATE测试机面临着不同领域、不同要求的复杂性调整。

综合来看，半导体工艺下探对ATE测试带来的挑战主要来自测试时间和wafer良率。黄飞鸿告诉集微网，测试时间的延长意味着测试成本的增加。而随着芯片越来越复杂，wafer的初次良率不断下降，失效的概率也在增加，因此需要测试更加准确。

面对不同程度的复杂挑战，泰瑞达推出了J750、UltraFLEX、UltraFLEXplus三大测试平台，以及统一兼容的软件平台IG-XL。另外，还有专门针对功率半导体芯片的Eagle测试平台。

据黄飞鸿介绍，J750主要针对偏简单的芯片，提供低成本的解决方案。UltraFLEX和新成员UltraFLEXplus则针对相对更为复杂的芯片，目前全球已经有近6000套UltraFLEX装机，IG-XL软件平台装机也超过1.2万套。在过去六年中，IG-XL连续被评为全球芯片行业排名第一的软件。黄飞鸿强调， 好的软件开发平台对于测试工程师尤为重要，其可以极大程度提高开发效率。

具体来看，UltraFLEX最小头是HD-12，这代表里面一共有12个插槽可以用来插数字板卡，再往上是24个插槽，36个插槽。黄飞鸿指出，原来一块数字板卡是256根数字通道，现在做到512根数字通道，这也是业界密度最高的板卡。从Q6到Q12到Q24，其实是根据客户不同的需求可以灵活的选择从小到大的配置，满足不同芯片多工位的测试需求。

UltraFLEXplus新一代平台结构紧凑，跟上一代UltraFLEX相比，集成度更好，且是全水冷系统。黄飞鸿指出，在UltraFLEXplus全新平台上，芯片测试接口板设计做了完全革命性的改进，采用Broadside技术，使接口板的应用区域更大，同时使接口板PCB层数做的更少。

UltraFLEXplus还有最重要的四大优势，一是使用统一IG-XL软件，二是使用PACE架构，分布式计算控制，算力下放，带来更高的处理效率。三是Broadside设计，除了接口板更大以外，所有排布都可以实现完全的对称。四是从上一代板卡到新一代板卡，无论是数据率，测量精准度，各方面指标都有极大的提升。

黄飞鸿透露，目前UltraFLEXplus的全球装机量也已经接近600台，短短一年半左右时间，这个新的平台也获得了主要客户的认可。