存儲(chǔ)器升級(jí),測試設(shè)備面對挑戰(zhàn)

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取;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)?！碧┤疬_(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?！耙?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?！斑@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)?！标瘫笳f。

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。