ATE機(jī)臺(tái)哪家強(qiáng)？

ATE的基本概念

ATE是Automatic Test Equipment的縮寫，翻譯過來也就是自動(dòng)化測試設(shè)備。在所有電子元器件的生產(chǎn)制造流程里面，都存在去偽存真的需要。為了實(shí)現(xiàn)去偽存真的過程，就需要各種測試設(shè)備，ATE就是這樣的設(shè)備。

ATE是一種由高性能計(jì)算機(jī)控制的測試儀器的集合體，是由測試儀和計(jì)算機(jī)組合而成的測試系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)通過運(yùn)行測試程序的指令來控制測試硬件。

ATE測試系統(tǒng)最基本的要求，是可以快速且可靠地重復(fù)一致的測試結(jié)果，即速度、可靠性和穩(wěn)定性。為保持正確性和一致性，ATE測試設(shè)備需要進(jìn)行定期校準(zhǔn)，用以保證信號(hào)源和測量單元的精度。

ATE機(jī)臺(tái)通過計(jì)算機(jī)編程取代人工勞動(dòng)，自動(dòng)化地完成測試序列。ATE的應(yīng)用場合涵蓋集成電路整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，主要包括了芯片的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、晶圓制造相關(guān)的測試以及封裝完成后的成品測試。

ATE機(jī)臺(tái)的內(nèi)部資源

ATE機(jī)臺(tái)內(nèi)部通常包含電源板卡、數(shù)字板卡、模擬板卡、支持板卡共4種類型的資源。

電源板卡主要用來給待測芯片(device under test，簡稱DUT) 供電，同時(shí)還可以針對(duì)某個(gè)電源域進(jìn)行Power Short測試、漏電流測試等。

數(shù)字板卡主要用來實(shí)現(xiàn)芯片數(shù)字電路部分的測試，包括DC參數(shù)測試和基于DFT的功能測試等。

模擬板卡主要用來實(shí)現(xiàn)芯片模擬電路部分的測試，包括模擬參數(shù)測試，例如上升時(shí)間、延遲時(shí)間、電壓過沖等。

支持板卡包括一些電源轉(zhuǎn)換電路以及內(nèi)部校準(zhǔn)使用的電路等，主要用來給其他類型的板卡供電并支持其實(shí)現(xiàn)內(nèi)部校準(zhǔn)功能。

數(shù)字板卡和電源板卡是ATE機(jī)臺(tái)使用最多的兩種資源。數(shù)字I/O通道（數(shù)字板卡內(nèi)部的資源）承擔(dān)了相對(duì)復(fù)雜的工作，可以抓取功能測試向量詳細(xì)的失效位置。DC電源看起來比較簡單，但在實(shí)際的大功耗芯片測試中，電源起到非常重要的作用。因?yàn)樗鼪Q定了測試質(zhì)量，最終測試的良率也與電源的實(shí)際性能息息相關(guān)。

對(duì)于復(fù)雜的供電問題，利用模塊化的供電策略可以降低多相位復(fù)雜供電的困擾。通過靈活地分配ATE機(jī)臺(tái)的測試資源，將電源拆解成一個(gè)個(gè)小的電源模塊，任意組合成小的單元模塊給芯片不同的電源域供電，同時(shí)還可以利用冗余的電源模塊來幫助已經(jīng)預(yù)設(shè)好的模塊降低供電壓力。

例如一個(gè)需要30A的VDD引腳，如果ATE機(jī)臺(tái)每個(gè)電源通道支持5A的輸出能力，可以組合6個(gè)這樣的單元來供電，同時(shí)利用冗余的供電單元與前面的6個(gè)單元組合在一起降低供電壓力。此外還可以利用軟件編程的方式設(shè)定上電次序、軟啟動(dòng)等，從而降低外圍供電電路的復(fù)雜度。

ATE機(jī)臺(tái)分類?

ATE機(jī)臺(tái)主要分為數(shù)字電路測試系統(tǒng)、模擬電路測試系統(tǒng)、存儲(chǔ)器測試系統(tǒng)以及混合信號(hào)電路測試系統(tǒng)四大類。

其中數(shù)字電路測試系統(tǒng)主要用來測試數(shù)字邏輯芯片，例如CPU、GPU、AI芯片等，代表機(jī)臺(tái)有93K/Ultra-FLEX等。

模擬電路測試系統(tǒng)主要用來測試模擬芯片，例如電源管理芯片和信號(hào)鏈芯片等，代表機(jī)臺(tái)有ETS364/ETS88等。

存儲(chǔ)器測試系統(tǒng)主要用來測試存儲(chǔ)器芯片，例如DRAM、SRAM、NOR Flash和NAND Flash芯片等，代表機(jī)臺(tái)有T2000/T58xx等。

混合信號(hào)電路測試系統(tǒng)主要用來測試混合信號(hào)芯片，例如MCU芯片、ADC和DAC等信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片，代表機(jī)臺(tái)有J750/I-FLEX/S200等。

ATE機(jī)臺(tái)供應(yīng)商?

全球前兩大ATE機(jī)臺(tái)供應(yīng)商分別是美國的泰瑞達(dá)和日本的愛德萬，兩家企業(yè)全球市場占有率加起來超過80%。尤其是在高端芯片領(lǐng)域，兩家企業(yè)市場占有率更是超過90%，處于壟斷地位。

如下圖所示，杰哥列舉了前兩大ATE機(jī)臺(tái)供應(yīng)商的代表產(chǎn)品?？梢钥闯觯瑑杉移髽I(yè)在邏輯芯片和混合芯片領(lǐng)域都各有千秋。但是在模擬芯片領(lǐng)域，泰瑞達(dá)處于絕對(duì)優(yōu)勢地位；在存儲(chǔ)器芯片領(lǐng)域，愛德萬又處于絕對(duì)優(yōu)勢地位。

國內(nèi)主要的ATE廠商包括華峰測控、長川科技、興森科技以及勝達(dá)克等。這些企業(yè)經(jīng)過多年的研發(fā)和積累，已經(jīng)逐步取得了一些突破。尤其是在中低端ATE機(jī)臺(tái)領(lǐng)域，國內(nèi)市場占有率已經(jīng)接近20%。

華峰測控的主力產(chǎn)品STS系列主要對(duì)標(biāo)泰瑞達(dá)的ETS系列，一般用于電源管理芯片、模擬開關(guān)等信號(hào)鏈類模擬芯片的測試，預(yù)計(jì)2024年擁有年產(chǎn)200臺(tái)SOC測試機(jī)的能力。

長川科技的主力產(chǎn)品CTT系列也是對(duì)標(biāo)泰瑞達(dá)的ETS系列，CTT系列先后經(jīng)歷了CTT3600、CTT3280 和CTT3320，可分別實(shí)現(xiàn)4 工位、8 工位和32 工位測試。近年來長川科技的數(shù)字測試機(jī)D9000已經(jīng)研發(fā)成功并等待批量出貨。

聯(lián)動(dòng)科技的主力產(chǎn)品包含QT9000、QT8000以及QT7000系列，分別針對(duì)大規(guī)模集成電路、數(shù)?；旌闲盘?hào)芯片以及模擬芯片。QT6000和QT4000系列分別針對(duì)半導(dǎo)體分立器件。聯(lián)動(dòng)科技是國內(nèi)ATE機(jī)臺(tái)廠商中產(chǎn)品線最全的，涵蓋了從高端到中低端的全套解決方案。

勝達(dá)克的主力產(chǎn)品包含S200系列和SR20系列。其中S200對(duì)標(biāo)泰瑞達(dá)的J750系列，主要用來測試混合信號(hào)芯片或者一些低端的處理器芯片。SR20系列主要針對(duì)射頻芯片，可以測試從直流（0Hz）到87GHz射頻信號(hào)的獨(dú)特射頻自動(dòng)化測試設(shè)備（ATE），包括測試從LTE、WiFi、藍(lán)牙到毫米波雷達(dá)等不同的應(yīng)用。

ATE機(jī)臺(tái)的配套軟件

我們以全球前兩大ATE供應(yīng)商的主流機(jī)臺(tái)為例，來介紹下ATE機(jī)臺(tái)配套的軟件。

J750系列是全球裝機(jī)量最多的ATE機(jī)臺(tái)，主要應(yīng)用于混合信號(hào)芯片以及低頻數(shù)字邏輯芯片的測試。J750配套的軟件叫IG-XL，是一款基于微軟Excel框架開發(fā)的編程軟件，運(yùn)行在Windows環(huán)境下，使用的編程語言是Excel VBA。

杰哥之前在外企做MCU芯片的時(shí)候，用過5年多的J750，對(duì)IG-XL非常熟。這個(gè)軟件最大的優(yōu)勢是容易上手，即便沒有任何編程語言基礎(chǔ)也能很快入門。比較適合作為編程小白轉(zhuǎn)行做ATE測試的第一款軟件來學(xué)習(xí)。

IG-XL最大的缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差，尤其是在工程師開發(fā)調(diào)試的過程中，Excel軟件崩掉導(dǎo)致程序卡死的情況經(jīng)常出現(xiàn)。杰哥剛開始用IG-XL調(diào)試程序的時(shí)候就被坑過。那時(shí)候還沒養(yǎng)成修改完程序就保存的習(xí)慣，結(jié)果由于程序卡死導(dǎo)致調(diào)試了一下午的代碼沒保存，浪費(fèi)了不少時(shí)間！

Ultra-FLEX機(jī)臺(tái)是泰瑞達(dá)面對(duì)高端芯片量產(chǎn)測試退出的解決方案，全球裝機(jī)量超過2000臺(tái)。蘋果公司是Ultraflex最大的客戶，基本上所有的iphone手機(jī)CPU芯片都是在ultraflex上測試的。

Ultraflex配套的軟件也是IG-XL，與J750相比只是不同的版本。軟件框架和編程語言都是一樣的。由于機(jī)臺(tái)硬件資源不同，兩種版本的IG-XL軟件在庫函數(shù)和測試模板上區(qū)別較大，Ultraflex對(duì)應(yīng)的IG-XL軟件功能要更強(qiáng)大一些。

93K是全球裝機(jī)量最多的高端ATE機(jī)臺(tái)，主要應(yīng)用于數(shù)字邏輯芯片的測試。93K的配套軟件叫Smartest，是一款運(yùn)行中Linux操作系統(tǒng)下的編程軟件，使用的編程需要是C/C++。

杰哥跳槽到AI芯片公司后用過兩年時(shí)間的93K，后來由于業(yè)務(wù)需要公司又轉(zhuǎn)到Ultraflex上了。但是從個(gè)人角度看，杰哥其實(shí)更喜歡用93K以及對(duì)應(yīng)的smartest軟件。首先，smartest軟件運(yùn)行在Linux系統(tǒng)上，所以它的穩(wěn)定性非常好，很少出現(xiàn)卡死的問題。其次，smartest流程圖樣式的測試flow看起來非常清楚明了，尤其是當(dāng)測試程序有較多分支的時(shí)候，這個(gè)優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。

杰哥認(rèn)為Smartest軟件唯一的缺點(diǎn)就是上手比較難，學(xué)習(xí)成本會(huì)高一些。Linux操作系統(tǒng)需要按照指令操作，對(duì)于新手來說需要較長的時(shí)間學(xué)習(xí)和熟悉。