后端設(shè)備面臨更多挑戰(zhàn),高性價(jià)比ATE聚焦中國(guó)
過(guò)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(wú)例外地受到?jīng)_擊。泡沫時(shí)期擴(kuò)充的產(chǎn)能很長(zhǎng)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(wú)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(lái),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(guò)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(guó)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(guó)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(ài)德萬(wàn))測(cè)試公司,2003年銷售額比2002年增長(zhǎng)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(zhǎng)46.4%,而2003年ATE市場(chǎng)只有8.7%的增長(zhǎng)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(zhǎng)足進(jìn)展。Teradyne 公司今年第一季度實(shí)現(xiàn)連續(xù)增長(zhǎng)20%,達(dá)到4.3億美元,凈收入超過(guò)4000萬(wàn)美元,達(dá)到該公司三年以來(lái)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(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?lái)自于無(wú)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(wàn)門,甚至上千萬(wàn)門的芯片已經(jīng)問(wèn)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(shuō):“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(wàn)個(gè),甚至上千萬(wàn)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(guò)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?,無(wú)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(lái)越復(fù)雜,但測(cè)試設(shè)備的總體成本卻沒(méi)有相應(yīng)提高??评?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(shuō):“過(guò)去五年來(lái),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(wàn)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(wàn)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(lái)越低,價(jià)位越來(lái)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(wèn)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(guó)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(lái)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(zhǎng)(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(lái)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(wú)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(guò)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(lái)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(wèn)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(lè)、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(wú)須購(gòu)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(lái)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(guò)大規(guī)模并購(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)Modulation Instruments公司,通過(guò)采用無(wú)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(gòu)了許多公司,擁有許多不同的平臺(tái)。從長(zhǎng)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(shuō)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(gòu)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(guó)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(guò)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(lái)說(shuō)也是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。
Teradyne 公司主席兼CEO George Chamillard先生說(shuō):“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(lái)幾年時(shí)間將有25%的芯片在中國(guó)封裝或制造,中國(guó)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(guó)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力,滿足全球市場(chǎng)的需求。”無(wú)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(shuō):“中國(guó)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(lái)滿足新的商業(yè)環(huán)境下亞太地區(qū)的客戶需求。”他還說(shuō):“對(duì)于中國(guó)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(wú)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(wú)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(wú)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(wú)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(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)的測(cè)試過(guò)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(lái)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(lái)評(píng)估正在開發(fā)的設(shè)計(jì)方案,而是通過(guò)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(guó)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(wàn)通、威宇科技和中芯國(guó)際等一批在中國(guó)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(shuō),“安捷倫是中國(guó)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(jī)。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(guó)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(guó)本地市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體芯片需求量復(fù)合年增長(zhǎng)率可達(dá)17%。目前已經(jīng)有統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明,中國(guó)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(wú)疑是市場(chǎng)的寵兒。■
評(píng)論