摩尔定律如何影响芯片测试产业？
日前，泰瑞达中国区销售副总经理黄飞鸿结合芯片测试市场的发展趋势，介绍了泰瑞达最新的UltraFLEXplus系列产品，该产品可显著加速芯片的测试流程和效率。
摩尔定律给芯片测试也带来了挑战
众所周知，随着摩尔定律的不断演进，芯片工艺尺寸越来越小，功能也越来越复杂，这种趋势不但给设计和制造带来了挑战，而对于测试来说，同样如此。
黄飞鸿表示，复杂度的提高势必会增加测试时间，首先是随着芯片晶体管数量的增加，对芯片进行校准、修复和测试所需的步骤，也有所增加。其次，则是如果测试要覆盖更多的晶体管，满足最低质量标准所需的故障覆盖率也成为了一个巨大挑战。
所有这些额外的测试都必须在合理的量产成本之内。尽管这一挑战对于设备制造商而言，并不新鲜，但其实现方式已经发生了变化。
黄飞鸿举例道，伴随着CMOS工艺的演进，ATE测试机也在不断进行着革新。比如在20世纪90年代，随着SoC芯片集成度越来越高，芯片集成了更多模拟及电源部分，并且数据接口的传输率不断提高，这时支持高速模拟混合信号测试的机台便孕育而生。
而到了2000年之后，随着芯片的复杂度进一步加剧，芯片测试也成为所有人共同关心的重要话题，同时也成为芯片成本中的重要支出。为此，业界开发了各种测试方法，诸如SCAN测试，BIST测试，JTAG，ATPG的各种DFT方法。但只有这样还不够，90年代，一个测试机台只能一次测试一个器件，于是供应商们纷纷提供支持多工位并行的机台，以提高测试效率。
在2020年之后进入深纳米级时，DFT技术已经无法跟上晶体管的增长幅度，同时机台工位数也不允许无限制扩大。而同时，随着竞争的加剧，产品的上市周期要求不断缩短的同时，生命周期也在缩短。因此在这一系列要求的叠加下，测试产业进入到“复杂性时代”。
如图所示，测试时间在显著提升，并且各种校准和修复的时间已经占测试时间的一半以上。
同时，黄飞鸿还表示，复杂性还体现在良率方面，随着晶圆尺寸越来越大，良率随之下降，而到了车规级产品中，测试要更为严苛。
以泰瑞达的产品为例，目前从晶圆到产品的整个过程中，要包括wafer测试、封装测试以及系统测试等，减少测试时间和成本，已不光是测试设备及OSAT所关心的，而是全芯片产业链共同关心的话题。
泰瑞达的应对之道
作为全球主要的ATE供应商，泰瑞达提供了包括芯片、系统、无线、存储等多种测试解决方案。而针对SoC测试，泰瑞达也有包括专注于消费级SoC市场的UltraFLEX一列以及专注于汽车等高功率/模拟市场的Eagle产品家族。
2020年，UltraFLEXplus上市，迄今已获得了超600台的装机量，应用于五个主要OSAT厂商和两个代工厂中。而其上一代UltraFLEX总装机容量更是超过了5000台。黄飞鸿则总结了全新一代UltraFLEXplus的优势，具体如下：
1.满足复杂时代的测试需求
UltraFLEXplus 增加了工位数，并通过减少多工位测试时间开销来提高并行测试效率，从而满足测试需求。减少测试单元的数量可以最大程度降低总制造成本，测试单元的减少可以转化为更少的探针台和分选器、更低的设备功率和更少的操作人员。
如图所示，UltraFLEXplus支持更多的site count。
泰瑞达还通过第三代板卡和全新的测试接口板 (DIB) 架构提高了测量的准确性和一致性。此外，得益于高度可扩展和可升级的的架构，测试设备的寿命进一步延长，客户可以继续从原有投资中获益。
2.提高生产效率
UltraFLEXplus 引入了创新的 PACE运行架构，以最小的工程量创造出最高的测试单元产能。 PACE 取得这一成果，得益于分布式多控制器 (DMC) 架构，以及板卡硬件数据带宽的提高。 多核系统控制器能够保持板卡高效、协调工作，从而提高系统产能。 增加工位数提高生产效率，以及改进并行测试效率，让制造商能够减少 15%-50% 的测试单元部署。
PACE总线架构下，通过与主机多通道互联，实现更高的带宽
3.Broadside应用接口
UltraFLEXplus 上的“Broadside”应用接口简化了 DIB 布线设计，并改善工位间结果一致性，从而加快上市时间。 与传统的 ATE 相比，Broadside DIB 结构，将板卡较原先结构旋转了 90 度，因此板卡的资源，能够向芯片区域并行传送。 这意味着每个工位，都能够获得与之匹配的信号传输路径。除了接口板的应用区域更大之外，还可以使接口板PCB层数更少，从而优化电源和信号的完整性。通过简化原本复杂的 DIB布局，实现更快的上市时间、更多的工位数和更高的PCB良率。
如图所示，UltraFLEXplus是两边对称的电源布线，更加对称。
4.IG-XL 软件的延续性
泰瑞达一直采用IG-XL作为其所有SoC机台的统一开发平台，方便客户的测试程序开发工作。据悉，IG-XL至今已有超过一万名相关编程人员，并连续六年被客户评为行业第一编程平台。
黄飞鸿表示，结合第三代数字板卡与IG-XL软件，可以将工程开发时间缩短20%以上。
如何应对缺货危机
对于如今席卷全球的缺货话题，也蔓延到了机台厂商中。黄飞鸿则表示，对于泰瑞达而言，无论是缺芯还是疫情等，相对受影响都较小。首先是公司已经在去年提前备货。此外生产环节，为了满足亚洲市场尤其是中国市场的需求，泰瑞达的产品都是在苏州伟创力进行生产，因此并没有受到任何疫情影响。根据黄飞鸿介绍，目前泰瑞达产品的交付周期为20周左右，而目前业界平均水平是40-52周。
