20世紀(jì)70年代末期,國外開啟了對于存儲(chǔ)測試技術(shù)的研究,而國內(nèi)在1983年首次提出研究數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)測試方法,在80年代至90年代,中國研制成功存儲(chǔ)測試系統(tǒng)。但是到了今天,隨著人們對智能化的追求步伐越來越快,數(shù)據(jù)爆炸式增長,市場對大容量存儲(chǔ)器有了硬性需求,單個(gè)的存儲(chǔ)芯片已經(jīng)難以滿足設(shè)備運(yùn)行中大量數(shù)據(jù)流的讀取和儲(chǔ)存。于是,各大存儲(chǔ)設(shè)備廠別出心裁,推出了一種創(chuàng)新模式,也就是"疊加存儲(chǔ)"--將多個(gè)存儲(chǔ)器與邏輯芯片封裝在一起,形成單獨(dú)的芯片。一方面,在邏輯芯片的幫助下,存儲(chǔ)芯片可以完成較高速度的讀??;另一方面,多個(gè)存儲(chǔ)芯片疊加在一起,增大了存儲(chǔ)容量。但是,這種方法在滿足市場對存儲(chǔ)器性能要求的同時(shí),也對存儲(chǔ)器測試設(shè)備廠商也產(chǎn)生了一定的挑戰(zhàn)。
邁向中檔測試設(shè)備
據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì),2018年全球半導(dǎo)體測試設(shè)備銷售額約54億美元。中國大陸半導(dǎo)體測試設(shè)備市場空間或超8億美元,其中模擬測試機(jī)市場空間約4億~5億元。隨著中國集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,國產(chǎn)半導(dǎo)體測試設(shè)備技術(shù)不斷進(jìn)步,模擬、電源、存儲(chǔ)和分立器件測試機(jī)正逐步邁向海外市場,部分國產(chǎn)測試設(shè)備公司主動(dòng)向海外擴(kuò)張尋找新的增量。
半導(dǎo)體測試設(shè)備是半導(dǎo)體制造鏈中不可或缺的一環(huán)。按照層次的不同可以分為高、中、低三檔。高端產(chǎn)品主要針對高性能CPU,DSP,高速、大容量存儲(chǔ)器及高端SOC、ASIC電路;終端產(chǎn)品主要針對消費(fèi)類IC、通用類的存儲(chǔ)器、微控制器、數(shù)/?;旌螴C及不斷出現(xiàn)的SoC、ASIC類芯片;低檔產(chǎn)品是指一些獨(dú)特的數(shù)字測試系統(tǒng)。在這三類測試設(shè)備中,國內(nèi)目前主要偏重于低檔產(chǎn)品,但是隨著近幾年的發(fā)展,向中檔產(chǎn)品邁進(jìn)的趨勢越發(fā)明顯,在各路資金的支持下,國產(chǎn)中檔測試系統(tǒng)已經(jīng)研制成功,目前正進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段。
在中檔產(chǎn)品中,全球ATE設(shè)備的市場空間里,SoC測試機(jī)占比70%以上,存儲(chǔ)器測試機(jī)占比約20%,剩余10%為其他類型的測試機(jī)。愛德萬和泰瑞達(dá)是全球中高檔最大的自動(dòng)化測試設(shè)備(ATE)供應(yīng)商,共占全球市場份額80%~90%,在存儲(chǔ)器測試領(lǐng)域,兩者也是業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),中國的嘉合勁威在去年發(fā)布了自主研發(fā)的存儲(chǔ)顆粒測試設(shè)備--銀芯一號(hào)、二號(hào)。銀芯一號(hào)主要針對的是閃存的存儲(chǔ)顆粒,而銀芯二號(hào)主要針對固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)顆粒。
存儲(chǔ)器升級(jí),測試設(shè)備面對挑戰(zhàn)
但是,現(xiàn)在的存儲(chǔ)器測試設(shè)備與以往又有一些不同。產(chǎn)生變化的原因來自于存儲(chǔ)器近幾年的發(fā)展趨勢。例如Flash,大容量存儲(chǔ)成為了一種需求,市場對存儲(chǔ)芯片的消耗越來越客觀,為了迎合消費(fèi)者的需求,存儲(chǔ)廠商選擇將存儲(chǔ)器"封裝化"。
"許多個(gè)Flash一起封裝到一顆小芯片內(nèi),疊加到一起,既能產(chǎn)生高速接口,又能滿足容量的擴(kuò)充。例如,現(xiàn)在人們用手機(jī)拍照,你會(huì)發(fā)現(xiàn)有時(shí)拍完景色后,照片是慢慢的變?yōu)楦咔鍒D片的,但是當(dāng)Flash封裝到一起后,人們用手機(jī)拍照片,就可以在手機(jī)屏幕顯示出影像的同時(shí),快速地實(shí)現(xiàn)高清存儲(chǔ)。"泰瑞達(dá)(上海)有限公司中國區(qū)總經(jīng)理晏斌告訴《中國電子報(bào)》記者。
這種存儲(chǔ)器變化趨勢既能解決高速接口,又能滿足擴(kuò)大容量,但是卻對存儲(chǔ)器設(shè)備制造廠商帶來了許多挑戰(zhàn)。晏斌告訴記者,在單獨(dú)芯片上封裝到一起的,不僅僅有多個(gè)Flash,還有除了存儲(chǔ)器之外的其他芯片。例如,邏輯芯片以及控制芯片。"因?yàn)镕lash是疊加在一起的,就需要存儲(chǔ)器控制芯片來進(jìn)行存儲(chǔ)位置的管理。這就意味著,存儲(chǔ)設(shè)備在進(jìn)行檢測的時(shí)候,代碼算法不能像以前一樣只進(jìn)行存儲(chǔ)器的檢測,還要對相應(yīng)的邏輯芯片、控制芯片等進(jìn)行檢測,這就不是單單的存儲(chǔ)檢測了。"晏斌說。
"以前的設(shè)備,我們只要測試Flash就可以。加入邏輯芯片后,檢測設(shè)備須進(jìn)行兩次檢測。第一次檢測Flash是否質(zhì)量過關(guān),第二次檢測高速,也就是邏輯芯片和控制芯片的性能是否過關(guān),這使存儲(chǔ)測試設(shè)備廠商需要一筆很大的投資。"晏斌說。
除此之外,晏斌還表示,目前的技術(shù),兩道測試還無法進(jìn)行同時(shí)監(jiān)控,如果兩者之間出現(xiàn)交互問題,是無法檢測出來的。"這是很大的挑戰(zhàn)。我們必須有一種新的機(jī)器,能夠同時(shí)檢測兩者。泰瑞達(dá)經(jīng)過很多努力,才能夠使得基材在老的測試設(shè)備上進(jìn)行簡單的升級(jí),來同時(shí)完成對存儲(chǔ)芯片的檢測以及對邏輯芯片、控制芯片的檢測。"晏斌說。
"從Flash的角度來說,這種封裝在一起的辦法會(huì)是一種趨勢,未來的封裝也會(huì)多樣化,各種器件或許都會(huì)加入其中,這對存儲(chǔ)設(shè)備檢測廠商來說,既是趨勢,也是挑戰(zhàn)。"晏斌說。
順應(yīng)趨勢,本土廠商需要抓住機(jī)遇
目前國內(nèi)嘉合勁威推出的存儲(chǔ)顆粒測試設(shè)備銀芯一號(hào)和銀芯二號(hào)的檢測過程包括基礎(chǔ)測試、DC測試(開短路測試、漏電測試、IDD測試等)、功能測試/模擬測試、速度測試、老化測試等,尚無對存儲(chǔ)控制芯片以及邏輯芯片的測設(shè)功能,國內(nèi)廠商雖在低端產(chǎn)品上布局很多,但是中端產(chǎn)品的測試設(shè)備,例如存儲(chǔ)器的測試以及疊加Flash的測試設(shè)備還需要進(jìn)一步發(fā)展。
隨著國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(大基金)的推動(dòng)、科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的提升、政策扶持力度的加強(qiáng),國產(chǎn)存儲(chǔ)品牌開始嶄露頭角,本土的存儲(chǔ)封裝測試設(shè)備也開始萌芽,這無疑將給國產(chǎn)存儲(chǔ)行業(yè)帶來發(fā)展機(jī)會(huì)。一方面,國際ATE龍頭在技術(shù)方面以及市場拓展方面均面臨平臺(tái)期。另一方面,本土晶圓廠商、封測廠商發(fā)展迅速,尤其是2019年會(huì)有很多本土晶圓產(chǎn)品推向市場,為本土測試設(shè)備業(yè)創(chuàng)造重大崛起機(jī)會(huì)。此外,終端消費(fèi)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入變革期,測試需求逐漸趨向多元化,對客戶的服務(wù)將會(huì)更加細(xì)分,這就容易衍生出很多細(xì)小的領(lǐng)域,為國內(nèi)測試設(shè)備廠提供更多的機(jī)遇。
進(jìn)入2019年,全球半導(dǎo)體市場進(jìn)入轉(zhuǎn)折期,雖然成長速度要較2018年緩慢很多,但是在中國整個(gè)大環(huán)境的作用下,中國廠商有機(jī)會(huì)出現(xiàn)逆市增長,尤其是存儲(chǔ)器測試設(shè)備廠商。但是存儲(chǔ)器測試設(shè)備廠商發(fā)展離不開整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的共同努力,作為半導(dǎo)體制造過程中的重要一環(huán),存儲(chǔ)器測試設(shè)備廠商仍需要與伙伴精誠合作,共同發(fā)展。(記者 顧鴻儒)
轉(zhuǎn)自:中國電子報(bào)
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