ATE測(cè)試機(jī)是什么

根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，在全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)中，近年來(lái)前段晶圓加工設(shè)備部分，光刻、刻蝕、薄膜沉積設(shè)備各占約20%的市場(chǎng)；在檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，包括工藝過(guò)程控制、CP測(cè)試、FT測(cè)試等，其占整個(gè)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)空間的大致在15%~20%，其中半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備（包括ATE、探針臺(tái)、分選機(jī)）大概占比8%~10%。

半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備主要包括三類：ATE、探針臺(tái)、分選機(jī)。其中測(cè)試功能由測(cè)試機(jī)實(shí)現(xiàn)，而探針臺(tái)和分選機(jī)實(shí)現(xiàn)的則是機(jī)械功能，將被測(cè)晶圓/芯片揀選至測(cè)試機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，ATE大致占到半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備的2/3，探針臺(tái)和分選機(jī)合計(jì)占到半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備的1/3。

一、ATE測(cè)試機(jī)是什么

ATE（Automatic Test Equipment，自動(dòng)測(cè)試設(shè)備）是一種專門用于芯片測(cè)試的自動(dòng)化設(shè)備，它通過(guò)對(duì)芯片進(jìn)行各種測(cè)試，評(píng)估其性能、功能和可靠性，以確保芯片符合設(shè)計(jì)要求。在芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，ATE測(cè)試早已成為確保芯片質(zhì)量的關(guān)鍵手段，有助于發(fā)現(xiàn)和解決潛在的各種問(wèn)題。 其主要結(jié)構(gòu)和功能如下:

計(jì)算機(jī)主機(jī)Host：用于控制測(cè)試機(jī)以及與分選機(jī)通訊

主機(jī)架構(gòu)Main Frame：存放測(cè)試儀器、集成電源、測(cè)試板卡等等

測(cè)試頭Test Head：內(nèi)置測(cè)試板卡以及測(cè)試通道接口，另外對(duì)接探針臺(tái)和分選機(jī)

工作站W(wǎng)orkstation：供用戶加載/調(diào)試/執(zhí)行測(cè)試程序，存儲(chǔ)測(cè)試結(jié)果

支架Manipulator：允許測(cè)試頭與探針臺(tái)/分選機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)接與分離

近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的高速發(fā)展，ATE測(cè)試機(jī)也在不斷更新迭代，測(cè)試速度越來(lái)越快，測(cè)試頭越來(lái)越小，功能越來(lái)越強(qiáng)大。ATE測(cè)試在芯片設(shè)計(jì)中有著舉足輕重的作用。

提高芯片性能：通過(guò)ATE測(cè)試，可以對(duì)芯片的運(yùn)算速度、功耗等性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化，有助于提高芯片在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)，滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。

確保功能完整性：通過(guò)ATE測(cè)試，可以對(duì)芯片的各個(gè)功能模塊進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試，判斷其功能正常性，有助于確保芯片在各種工作狀態(tài)下正確執(zhí)行任務(wù)，降低故障率。

提升可靠性：通過(guò)ATE測(cè)試，可以對(duì)芯片進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行測(cè)試，模擬實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，評(píng)估其在各種惡劣環(huán)境下的可靠性，有助于發(fā)現(xiàn)并解決可能導(dǎo)致芯片失效的問(wèn)題，延長(zhǎng)芯片壽命。

檢測(cè)潛在缺陷：通過(guò)ATE測(cè)試，利用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡等設(shè)備，檢測(cè)芯片表面和內(nèi)部的缺陷，確保芯片的物理完整性，有助于在生產(chǎn)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除潛在的質(zhì)量隱患。

優(yōu)化設(shè)計(jì)迭代：通過(guò)ATE測(cè)試，可以實(shí)時(shí)掌握芯片的性能、功能和可靠性等，有助于工程師及時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化芯片性能，縮短設(shè)計(jì)周期。

降低生產(chǎn)成本：通過(guò)ATE測(cè)試，可以實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，減少人工操作，提高測(cè)試效率，此外，ATE測(cè)試可以集成多種測(cè)試功能，實(shí)現(xiàn)一站式芯片測(cè)試。

二、ATE測(cè)試機(jī)技術(shù)核心

從測(cè)試功能模塊、測(cè)試精度、響應(yīng)速度、應(yīng)用程序定制化和測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、采集和分析等衡量ATE測(cè)試機(jī)技術(shù)先進(jìn)性的關(guān)鍵指標(biāo)出發(fā)，得出ATE技術(shù)核心在于功能集成、精度、速度與可延展性。 功能集成：芯片集成度不斷提升，測(cè)試機(jī)所需測(cè)試的范圍也不斷擴(kuò)大，能夠覆蓋更大范圍的測(cè)試機(jī)更受客戶青睞；測(cè)試精度：ATE測(cè)試機(jī)精度影響對(duì)不符合要求產(chǎn)品的判斷，重要指標(biāo)包括測(cè)試電流、電壓、電容、時(shí)間量；先進(jìn)設(shè)備一般能夠在電流測(cè)量上能達(dá)到皮安（pA）量級(jí)的精度，在電壓測(cè)量上達(dá)到微伏（μV）量級(jí)的精度，在電容測(cè)量上能達(dá)到0.01皮法（pF）量級(jí)的精度，在時(shí)間量測(cè)量上能達(dá)到百皮秒（pS）。

響應(yīng)速度：半導(dǎo)體生產(chǎn)商為了提高出貨速度，會(huì)希望測(cè)試的時(shí)間越少越好，這就要求測(cè)試機(jī)的測(cè)試速度越快越好，先進(jìn)設(shè)備的響應(yīng)速度一般都達(dá)到了微秒級(jí)。 可延展性：ATE測(cè)試機(jī)價(jià)格投入較高，測(cè)試機(jī)能否根據(jù)需要靈活地增加測(cè)試功能、通道和工位數(shù)，降低客戶成本，成為大家關(guān)注的重點(diǎn)。

摩爾精英ATE測(cè)試設(shè)備，技術(shù)成熟，凝聚IDM近二十年花費(fèi)數(shù)億美金自主研發(fā)迭代的通用ATE測(cè)試設(shè)備成果，裝機(jī)量突破3,500臺(tái)，承擔(dān)內(nèi)部80%以上每年100億美金芯片的測(cè)試。

性能可靠，經(jīng)過(guò)了數(shù)百億顆芯片的大規(guī)模長(zhǎng)期量產(chǎn)驗(yàn)證，充分滿足中高端芯片測(cè)試需求，目前仍然持續(xù)服務(wù)IDM的在售產(chǎn)品的ATE測(cè)試。

通用性強(qiáng)，測(cè)試資源配置豐富，可覆蓋市面上多數(shù)種類的SOC芯片/PMIC芯片/數(shù)模混合芯片/射頻芯片測(cè)試。性價(jià)比高，同等產(chǎn)品可降低高達(dá)1/2以上測(cè)試費(fèi)用，以較低配置性能和造價(jià)國(guó)產(chǎn)化替換主流品牌中高端ATE。

審核編輯：黃飛