后端設(shè)備面臨更多挑戰(zhàn)，高性價(jià)比ATE聚焦中國

2004年6月B版
 
過去幾年半導(dǎo)體工業(yè)經(jīng)歷了一個(gè)前所未有的嚴(yán)冬，產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)不無例外地受到?jīng)_擊。泡沫時(shí)期擴(kuò)充的產(chǎn)能很長時(shí)間內(nèi)需要重新調(diào)整，各個(gè)半導(dǎo)體廠商不斷壓縮開支，無論是前端設(shè)計(jì)，還是后端測(cè)試和封裝市場(chǎng)都萎靡不振，ATE(自動(dòng)測(cè)試設(shè)備)廠商近幾年多半是愁云滿目。進(jìn)入2003年下半年以來，半導(dǎo)體市場(chǎng)開始明顯的復(fù)蘇，芯片需求量明顯放大，對(duì)于后端測(cè)試設(shè)備的需求量也大幅度上升。而通過最近在上海舉辦的SEMICON展會(huì)，幾乎所有的ATE巨頭都表現(xiàn)出對(duì)中國巨大的熱情，各家廠商盡顯其能，高性價(jià)比半導(dǎo)體測(cè)試解決方案聚焦中國市場(chǎng)。
 
市場(chǎng)轉(zhuǎn)好，挑戰(zhàn)尤存
根據(jù)市場(chǎng)分析公司VLSI Research最新的統(tǒng)計(jì)數(shù)字， 2003年ATE市場(chǎng)最大的贏家是Advantest(愛德萬)測(cè)試公司，2003年銷售額比2002年增長一倍以上。據(jù)Gartner/Dataquest公司預(yù)測(cè)，2004年ATE市場(chǎng)將達(dá)到34.5億美元，比2003年增長46.4%，而2003年ATE市場(chǎng)只有8.7%的增長幅度，為23.5億美元。比另外，隨著半導(dǎo)體供應(yīng)商財(cái)政狀況的轉(zhuǎn)好，更多地采用先進(jìn)半導(dǎo)體工藝，芯片的復(fù)雜程度和集成度進(jìn)一步提高，對(duì)于半導(dǎo)體測(cè)試的依賴程度也明顯加強(qiáng)。
在已經(jīng)結(jié)束的第一季度中，各個(gè)主要ATE廠商都取得了長足進(jìn)展。Teradyne 公司今年第一季度實(shí)現(xiàn)連續(xù)增長20%，達(dá)到4.3億美元，凈收入超過4000萬美元，達(dá)到該公司三年以來的最高值。據(jù)稱該公司的Catalyst 和 J750等產(chǎn)品已經(jīng)接近2000年前后的歷史峰值，而Tiger IntegraFLEX等測(cè)試設(shè)備受SoC、千兆以太網(wǎng)、家庭網(wǎng)絡(luò)和機(jī)頂盒等市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)也有良好的表現(xiàn)。

Teradyne公司主席兼CEO
George Chamillard先生
業(yè)內(nèi)人士分析，拉動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)增長的主要?jiǎng)恿碜杂跓o線通信、消費(fèi)類電子以及與寬帶技術(shù)相關(guān)的DSL等技術(shù)領(lǐng)域。就用戶端產(chǎn)品而言，這其中既有對(duì)于性能要求很高的通信設(shè)備，也有相對(duì)較低的消費(fèi)類電子產(chǎn)品。隨著集成度的提高，從前端的芯片設(shè)計(jì)，到后端的封裝制造復(fù)雜程度也在大幅度提高。目前不僅用于通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的基站等高端產(chǎn)品具有更高的速度和集成度，在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中應(yīng)用非常普遍的SoC以及SiP等產(chǎn)品復(fù)雜性也在提高。一些數(shù)百萬門，甚至上千萬門的芯片已經(jīng)問世，不斷給半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備提出挑戰(zhàn)。Teradyne公司主席兼CEO George Chamillard先生說：“電子產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)是體積更小、功能更多、性能更高，需要更小的電流和更高集成度的芯片。從早期的只有幾十個(gè)晶體管的IC發(fā)展到今天包含數(shù)百萬個(gè)，甚至上千萬個(gè)晶體管的SoC，對(duì)于半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備提出更大的挑戰(zhàn)，也促使ATE設(shè)備更加復(fù)雜。”

科利登系統(tǒng)公司
董事會(huì)主席兼首席執(zhí)行官
Graham J. Siddall 博士
復(fù)雜程度不斷提高的ATE設(shè)備一個(gè)直接結(jié)果是測(cè)試成本不斷提高，這部分成本按照慣例需要轉(zhuǎn)嫁到半導(dǎo)體廠商頭上。但過去幾年的半導(dǎo)體市場(chǎng)不景氣已經(jīng)使多數(shù)半導(dǎo)體廠商元?dú)獯髠瑹o力承擔(dān)昂貴的ATE設(shè)備。因此，ATE市場(chǎng)出現(xiàn)的一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象是，盡管芯片復(fù)雜程度在大幅度提高，測(cè)試設(shè)備越來越復(fù)雜，但測(cè)試設(shè)備的總體成本卻沒有相應(yīng)提高。科利登(Credence)系統(tǒng)公司董事會(huì)主席兼首席執(zhí)行官Graham J. Siddall 博士說：“過去五年來，ATE市場(chǎng)出現(xiàn)的最大變化之一是測(cè)試成本不斷提高。在2000年前后，大家愿意花300萬美元買一臺(tái)測(cè)試設(shè)備，但現(xiàn)在客戶對(duì)于一臺(tái)性能更高的設(shè)備卻只想支付100萬美元，這對(duì)于ATE產(chǎn)業(yè)提出了非常大的挑戰(zhàn)，如何把客戶的測(cè)試成本控制到最低至關(guān)重要。” 
另外，在摩爾定律規(guī)律下快速發(fā)展的半導(dǎo)體技術(shù)也對(duì)測(cè)試設(shè)備提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。ATE廠商一方面需要降低測(cè)試設(shè)備的成本，另一方面還要針對(duì)快速發(fā)展的半導(dǎo)體技術(shù)使測(cè)試設(shè)備有同步的更新?lián)Q代速度，這也從另外一個(gè)角度加大了半導(dǎo)體供應(yīng)商的負(fù)擔(dān)。Advantest(蘇州)公司ATE部副總經(jīng)理Y. Moriya表示：“半導(dǎo)體技術(shù)變化、發(fā)展速度之快，使ATE廠商不斷開發(fā)出新一代的ATE設(shè)備，以滿足半導(dǎo)體測(cè)試不斷提高的要求，但半導(dǎo)體市場(chǎng)更需要成本越來越低，價(jià)位越來越合理的測(cè)試方案。”尤其對(duì)于一些業(yè)務(wù)不斷變化的客戶，如何有效利用現(xiàn)有的測(cè)試手段服務(wù)于新增業(yè)務(wù)是ATE廠商正在積極面對(duì)的問題。

Advantest(蘇州)公司
ATE部副總經(jīng)理
Y. Moriya
 
可配置測(cè)試平臺(tái)幫助客戶降低成本？
針對(duì)不斷攀升的測(cè)試成本，半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備廠商也在不斷作出努力，降低成本，減輕對(duì)于測(cè)試用戶的壓力。成立于2002年的半導(dǎo)體測(cè)試聯(lián)盟(The Semiconductor Test Consortium, STC)去年曾經(jīng)向外界公布了開放式測(cè)試架構(gòu)規(guī)范的第一個(gè)草案版本OpenSTAR(Open Semiconductor Test Architecture)。STC最初由日本自動(dòng)測(cè)試設(shè)備廠商Advantest公司和半導(dǎo)體巨頭Intel發(fā)起，提出該倡議據(jù)稱當(dāng)初是出于對(duì)日益復(fù)雜的SoC系統(tǒng)和不斷攀升的測(cè)試成本考慮。STC的目標(biāo)是ATE產(chǎn)業(yè)能夠采用一個(gè)范圍廣泛的開放標(biāo)準(zhǔn)。
4月19日，STC宣布又有一些全球著名的半導(dǎo)體廠商加入，新加盟的半導(dǎo)體廠商包括美國模擬器件公司(ADI)、富士通(Fujitsu)、飛利浦(Philips)半導(dǎo)體、瑞薩(Renesas Technology)以及Toshiba等半導(dǎo)體廠商，加上原來的發(fā)起廠商Intel和Motorola(已經(jīng)改名為Freescale Semiconductor)可見STC在半導(dǎo)體廠商中的影響力在進(jìn)一步加強(qiáng)。STC秘書長(Secretary and Administrator)Fred Bode表示：“由于半導(dǎo)體技術(shù)和芯片復(fù)雜程度不斷提高，半導(dǎo)體測(cè)試面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。這些半導(dǎo)體廠商意識(shí)到STC在提供靈活、高性價(jià)比測(cè)試方案中發(fā)揮的巨大作用。”市場(chǎng)分析人士認(rèn)為，STC倡導(dǎo)的OPENSTAR單一可配置、開放測(cè)試平臺(tái)的確可以幫助用戶降低成本，在此平臺(tái)基礎(chǔ)上的測(cè)試方案無論是軟件還是硬件都具有高度可互操作性，并有利于客戶在一個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)不斷增加的業(yè)務(wù)進(jìn)行擴(kuò)展。目前STC成員已經(jīng)包括超過25個(gè)半導(dǎo)體、生產(chǎn)設(shè)備以及測(cè)試廠商，吸引更多的半導(dǎo)體廠商加入是STC的最終目的，更多半導(dǎo)體廠商加入這一聯(lián)盟也將促使其他ATE廠商加入該聯(lián)盟。
但由于各家公司情況不同，對(duì)于STC自然有不同的理解和支持程度。但由于半導(dǎo)體廠商日益關(guān)心測(cè)試成本，看來開放的測(cè)試平臺(tái)已經(jīng)是大勢(shì)所趨，業(yè)內(nèi)分析人士認(rèn)為，廣泛采納OPENSTAR只是時(shí)間問題。Teradyne公司仍有多個(gè)成功的平臺(tái)，其中包括該公司在2002年推出的一個(gè)可擴(kuò)展、可配置的測(cè)試方案：Integra Flex。Agilent Technologies公司的93000 SoC系列產(chǎn)品是面向SoC測(cè)試的高端可擴(kuò)展、可配置的測(cè)試方案，可對(duì)應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備、機(jī)頂盒、家庭娛樂、WLAN等應(yīng)用領(lǐng)域的半導(dǎo)體產(chǎn)品提供高性價(jià)比解決方案。作為STC的發(fā)起人之一，Advantest公司目前正在提供符合OpenSTAR規(guī)范的測(cè)試產(chǎn)品，Moriya表示，在OpenSTAR平臺(tái)下，半導(dǎo)體廠商即使在目標(biāo)器件有所改變時(shí)也無須購買新的測(cè)試設(shè)備，可擴(kuò)展、可配置的測(cè)試方案能夠滿足用戶現(xiàn)在以及將來對(duì)于高性價(jià)比測(cè)試方案的需求。
對(duì)于最近幾年通過大規(guī)模并購快速擴(kuò)張的Credence公司，測(cè)試平臺(tái)可能比較多。Credence公司在2003年并購了Optonics公司，該公司的先進(jìn)高速光電IR探測(cè)成像技術(shù)為科利登(Credence)公司的工程驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)增加了獨(dú)立的診斷檢測(cè)能力；在2003年并購了SZ Testsysteme AG and SZ Testsysteme GmbH公司，加強(qiáng)了在高級(jí)模擬器件，電源器件，汽車芯片和通信器件等方面的測(cè)試方案； Credence公司在2001年并購Integrated Measurement Systems(IMS)公司，新增的一系列通用的高性能的工程驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)，用于復(fù)雜電子器件的驗(yàn)證和特征測(cè)試；2000年Credence公司并購Modulation Instruments公司，通過采用無線器件的調(diào)制矢量網(wǎng)絡(luò)分析(MVNA)技術(shù)，該公司為第三代(3G)移動(dòng)通信器件提供高性價(jià)比的混合信號(hào)/射頻(RF)測(cè)試方案。在短短的幾年之內(nèi)消化吸收如此多的測(cè)試平臺(tái)的確不是一件易事，但Credence公司CEO Graham Siddall曾經(jīng)表示，Credence公司收購了許多公司，擁有許多不同的平臺(tái)。從長期發(fā)展的眼光看，平臺(tái)的合并不可避免，但這也并不是說單一平臺(tái)是唯一成功的方式。但外界一般認(rèn)為，如果Credence計(jì)劃中的對(duì)NPTest并購得以順利實(shí)現(xiàn)，Credence公司可以利用NPTest的可配置測(cè)試平臺(tái)拓展高端測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)。
 
中國市場(chǎng)得到ATE廠商的關(guān)注
ATE產(chǎn)業(yè)需要面對(duì)的另一個(gè)挑戰(zhàn)是市場(chǎng)在地域上的轉(zhuǎn)移。在目前全球半導(dǎo)體市場(chǎng)，半導(dǎo)體芯片中有超過40%消耗在亞洲，巨大的芯片需求量也在促使半導(dǎo)體廠商將更多的設(shè)計(jì)和制造轉(zhuǎn)移到亞太地區(qū)。這對(duì)于習(xí)慣于歐美和日本等成熟市場(chǎng)的ATE廠商來說也是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。
Teradyne 公司主席兼CEO George Chamillard先生說：“在上個(gè)世紀(jì)八十年代，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)只集中在北美、日本和歐洲三個(gè)區(qū)域，但短短十幾年時(shí)間，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)發(fā)生了巨大變化。未來幾年時(shí)間將有25%的芯片在中國封裝或制造，中國已成為全球市場(chǎng)的重要組成部分，Teradyne公司為適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變正在增大在中國的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力，滿足全球市場(chǎng)的需求。”無論從整體規(guī)模，還是從公司效益，本地半導(dǎo)體工業(yè)的發(fā)展還未達(dá)到成熟階段，更需要低成本的測(cè)試方案和更高的技術(shù)支持。Credence系統(tǒng)公司Graham J. Siddall 博士說：“中國本地的半導(dǎo)體廠商和電子產(chǎn)品制造商多以消費(fèi)類電子產(chǎn)品為主，這些產(chǎn)品更加注重性能價(jià)格比。Credence系統(tǒng)公司的低成本測(cè)試解決方案即是未來滿足新的商業(yè)環(huán)境下亞太地區(qū)的客戶需求。”他還說：“對(duì)于中國本地為數(shù)眾多的IC設(shè)計(jì)公司，Credence也有相應(yīng)的服務(wù)項(xiàng)目，可以為規(guī)模大小不等的本地設(shè)計(jì)公司提供許多軟件方面的服務(wù)，把測(cè)試服務(wù)的觸角延伸到從設(shè)計(jì)、封裝到生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)。”
在本次Semicon展會(huì)期間，Credence系統(tǒng)公司展出了ASL3000RF、Personal Kals2(PK2)和Octet等適合于本地客戶的測(cè)試解決方案。其中ASL3000RF系統(tǒng)是為滿足下一代無線設(shè)備技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的要求而設(shè)計(jì)，包括802.11無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(WLAN)和第三代(3G)移動(dòng)通訊服務(wù)。它的特點(diǎn)是采用了科利登(Credence)公司專利的調(diào)制矢量網(wǎng)絡(luò)分析(MVNA)技術(shù)，該技術(shù)允許使用寬帶數(shù)字調(diào)制信號(hào)進(jìn)行S參數(shù)的測(cè)量，并且使無線應(yīng)用測(cè)試的精確度得到了顯著的改進(jìn)。另外ASL 3000RF還具有靈活和可擴(kuò)展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，允許客戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模擬、數(shù)字能力的擴(kuò)展和升級(jí)，并加強(qiáng)RF儀器以應(yīng)對(duì)新型無線器件和應(yīng)用的測(cè)試。Personal Kals2是專為先進(jìn)NVM(非易失存儲(chǔ)器)器件設(shè)計(jì)的第一臺(tái)工程測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)能使工程師在他們的工作平臺(tái)上快速地設(shè)計(jì)開發(fā)調(diào)試器件，簡化測(cè)試程序的編寫。在Kalos交互測(cè)試環(huán)境(KITE)軟件的幫助下，用戶還可以編寫功能更強(qiáng)大的測(cè)試軟件，調(diào)試NVM器件，分析測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試程序在PK2上開發(fā)驗(yàn)證之后，可以直接移植到K2系統(tǒng)上以備大批量生產(chǎn)測(cè)試使用。而Octet則是該公司針對(duì)高量產(chǎn)產(chǎn)品測(cè)試系統(tǒng)制造的中價(jià)格最低廉的一款。Octet提供的多址支持和模擬設(shè)備安裝軟件的自動(dòng)化減少了軟件開發(fā)時(shí)間，多種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)頻率和每管腳獨(dú)立的數(shù)字信號(hào)處理模擬結(jié)構(gòu)使客戶可以進(jìn)行多種類型器件的并行測(cè)試，提高產(chǎn)能。據(jù)稱Octet系統(tǒng)的顯著特色之一是采用了科利登(Credence)公司的專利技術(shù)—嵌入式溫度穩(wěn)定技術(shù)(ETS)，這一技術(shù)使Octet采用風(fēng)冷就能保持系統(tǒng)溫度的穩(wěn)定，降低在設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施方面投入的成本。
安捷倫科技則展示了為系統(tǒng)芯片 (SOC)、閃存和參數(shù)測(cè)試提供的新型測(cè)試解決方案。其中Agilent 93000 SOC系列據(jù)稱是業(yè)內(nèi)增長速度最快、成本最低、可擴(kuò)充的單一平臺(tái)，全球已經(jīng)安裝了750多套系統(tǒng)。Agilent 93000 SOC系列測(cè)試設(shè)備主要面對(duì)SOC測(cè)試中遇到的性能和成本挑戰(zhàn)，應(yīng)用于超高速數(shù)字信號(hào)、混合信號(hào)和RF等領(lǐng)域。Agilent 4070系列主要面向高精度DC測(cè)量、電容測(cè)量、內(nèi)存電池測(cè)試和其它高頻應(yīng)用領(lǐng)域，具有低成本優(yōu)勢(shì)和高度可靠性。
安捷倫新推出的適用于存儲(chǔ)器和邏輯器件測(cè)試的Agilent Versatest V4000系統(tǒng)，是一套完整的單一平臺(tái)系統(tǒng)，可服務(wù)于從工程開發(fā)到大批量生產(chǎn)的完整流程。它對(duì)V4100和V4400中采用的測(cè)試技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，在一個(gè)緊湊、低噪聲、經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)中提供了同等的測(cè)試性能。V4000使得用戶能夠測(cè)試各種應(yīng)用，包括手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理和MP3播放器中使用的閃存、DRAM、SRAM、嵌入式內(nèi)存和純邏輯模塊。
據(jù)介紹，V4000提供了全部100-MHz的性能和獨(dú)立的64條I/O通道，保證其應(yīng)用程序全面兼容所有Versatest系列產(chǎn)品。由于這種兼容能力，在V4000上開發(fā)的測(cè)試程序可以直接轉(zhuǎn)移到用于量產(chǎn)的其他Versatest基臺(tái)上，提供從工程到量產(chǎn)的關(guān)聯(lián)性及可重復(fù)性。
在半導(dǎo)體測(cè)試領(lǐng)域，工程師遇到的挑戰(zhàn)是繁瑣而冗長的測(cè)試過程、成本高昂的測(cè)試程序開發(fā)時(shí)間，這給產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度和控制成本的要求帶來更大壓力。據(jù)稱V4000不再依賴昂貴、大規(guī)模的全功能實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)來評(píng)估正在開發(fā)的設(shè)計(jì)方案，而是通過使用與生產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)相同的Site模塊和軟件，使工程師能夠在桌面上或在分布式工作環(huán)境中開發(fā)測(cè)試腳本，而不會(huì)降低性能和兼容性。

安捷倫科技副總裁兼自動(dòng)測(cè)試事業(yè)部單芯片系統(tǒng)業(yè)務(wù)部門總經(jīng)理Tom Newsom
市場(chǎng)人士認(rèn)為，安捷倫公司測(cè)試平臺(tái)正在試圖整合中國的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，把設(shè)計(jì)公司的數(shù)據(jù)整合到制造商，將生產(chǎn)和測(cè)試更加緊密地結(jié)合。該公司已經(jīng)有大唐、海爾、六合萬通、威宇科技和中芯國際等一批在中國半導(dǎo)體市場(chǎng)舉足輕重的客戶。安捷倫科技副總裁兼自動(dòng)測(cè)試事業(yè)部單芯片系統(tǒng)業(yè)務(wù)部門總經(jīng)理Tom Newsom說，“安捷倫是中國集成電路行業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵合作伙伴，我們提供了杰出的測(cè)試解決方案和服務(wù)，改善了廣大客戶的商業(yè)業(yè)績。從開發(fā)測(cè)試系統(tǒng)和工程解決方案到教育服務(wù)，我們提供了優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了廣大客戶要求的經(jīng)濟(jì)效益。”
目前中國本地市場(chǎng)的半導(dǎo)體芯片需求量呈現(xiàn)逐年上升態(tài)勢(shì)，根據(jù)市場(chǎng)分析公司Databeans的預(yù)測(cè)，2003年到2009年期間，中國本地市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體芯片需求量復(fù)合年增長率可達(dá)17%。目前已經(jīng)有統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，中國正在成為全球最大的芯片封裝基地，隨著芯片的集成度和復(fù)雜程度的提高，設(shè)計(jì)、制造和封裝等對(duì)測(cè)試設(shè)備的依賴程度也在加強(qiáng)，滿足客戶升級(jí)和擴(kuò)展需求的高性價(jià)比半導(dǎo)體測(cè)試解決方案無疑是市場(chǎng)的寵兒?！?/span>