2020北京微電子國際研討會暨IC WORLD學術會議在北京召開，

本次會議以“開創(chuàng)芯啟程，領跑芯未來”為主題。在“新一代存儲器技術及應用發(fā)展”研討專題論壇上，武漢精鴻電子技術有限公司副總經理鄧標華發(fā)表了以《存儲器芯片測試技術及國產化機遇》為題的主題報告。

本次報告主要從三個方面分析了存儲器芯片測試設備的市場狀況，即發(fā)展現狀、技術挑戰(zhàn)和國產機遇。

發(fā)展現狀：測試設備同樣面臨“卡脖子”難題

據鄧標華介紹，存儲器戰(zhàn)略產業(yè)主要有存儲器顆粒、嵌入式存儲器、存儲器模組和泛存儲器產品，而存儲器制造工藝主要有Design House、IDM和Package Test等。一般而言，后道制程工藝后，都必須進行功能測試、性能檢測，功能測試一般指的是晶圓測試、老化測試和最終測試，性能測試主要指直流參數測試和交流參數測試。

鄧標華表示，對IC芯片測試的要求是快速、準確、非破壞，而芯片測試的重要作用就是工藝控制和良率管理。

在談及國內測試設備的現狀時，鄧標華說，與制造設備一樣，測試設備同樣是制約我國IC制造產業(yè)的“卡脖子”難題。中芯國際、長江存儲等最先進節(jié)點的生產線上，目前尚無任何一臺國產存儲器后道測試設備。

據鄧標華介紹，目前存儲器測試設備主要分為CP Tester、B/I Tester、FT Tester和SLT Tester，其中CP Tester占57.69%。根據SEMI預測數據，2019年全球半導體設備市場526.9億美元，其中中國市場占比22.2%。測試設備占據半導體設備投資在8.3%左右，其中泰瑞達和愛德萬分別占中國集成電路測試機市場份額的46.7%、35.3%，合計占比達到82%，而在全球范圍，兩家公司更是壟斷85%以上市場，基本涵蓋所有存儲器產品種類和測試流程。

技術挑戰(zhàn)：四大挑戰(zhàn)亟需解決

面對這樣的國內外市場“卡脖子”問題，鄧標華表示，存儲器芯片測試設備主要存在四大技術挑戰(zhàn)，即“并測數：不斷增加”、“信號互連：速率不斷提升”、“器件特性：測試項復雜度不斷增加”、“熱設計：功率密度不斷增加”。

據鄧標華介紹，CP并測數提升到1000多。為滿足memory速率和并測數提升的需求，Probe由懸臂式正逐漸向MEMS演進。MEMS pin數由6000到45000到70000未來可支持pin數高達17W+，支持高速，為將來存儲器主流針卡。而在工藝上，由于存儲芯片尤其多IO，密pitch Pad，對平坦度精度要求高，未來激光加工為主流。另外，由于高昂的材料成本，復雜的結構設計，在PCB互連方面，已逐漸被高速線纜替代。而高速同軸線纜，具有可靈活配置IO資源，良好的結構導向容差和高速性能等特點，成為存儲器測試中主流互連方式。

在信號互連面臨的挑戰(zhàn)主要是SI設計挑戰(zhàn)和PI設計挑戰(zhàn)。

SI設計挑戰(zhàn)：速率變高→非理想傳輸線效應→反射和損耗劇增→信號完整性的難度增大

PI設計挑戰(zhàn)：動態(tài)負載增加→電源網絡噪聲增加→系統時序margin減小

據鄧標華介紹，存儲器關鍵特性測試主要有低成本、高效，靈活的控制器測試和高性能、高帶寬三個方面的特點。

而在自動化整機和熱設計方面則講究DUT溫度均勻性、板級散熱（高功率）和系統級散熱（高密度）三個關鍵要素：高并測數、多槽位插板帶來的DUTs溫度均勻性挑戰(zhàn)；大于1kW高功率單板的散熱挑戰(zhàn)，避免出現熱點；高密系統級散熱以及液冷系統帶來的漏液風險和可靠性挑戰(zhàn)。

鄧標華認為，存儲器芯片測試設備在BI老化測試、SLT系統測試、FT封裝測試、CP晶圓測試四個方面的技術現狀主要有幾個需要解決的問題。1、BI老化測試：并測數高，測試速率低，以BIST為主，高溫高速的老化測試設備缺乏；2、SLT系統測試：標準控制接口，模塊化設計，集成度高；3、FT封裝測試：測試精度高，功能全，并測數少；4、CP晶圓測試：探針主流采用接觸式，集成度和效率低。這四種工藝分別對應的設備是動態(tài)老化測試設備、全自動系統級測試解決方案設備、封裝后測試的主要設備和Memory封裝前晶圓性能檢測主要設備。

鄧標華表示，目前存儲器芯片測試設備的技術發(fā)展趨勢主要有：接口速率不斷提高（M-PHY4.0/PCIE5.0/ DDR5） 和讀寫性能的提升（MRAM/PRAM）；存儲容量不斷提升（TLC/QLC，128/192層）；AI 在快速分析測試結果中的應用；以MEMS Probe為主，支持10w級以上的pin；部分場景BI與FT的設備融合；高可靠性、穩(wěn)定性、一致性的整機。

國產機遇：武漢精鴻相關技術領域已超對標產品

在談及國產化機遇時，鄧標華表示，存儲器制造代表我國國家信息安全和經濟發(fā)展的重大戰(zhàn)略產業(yè)。而存儲器測試設備是制約我國存儲器制造業(yè)快速發(fā)展的“卡脖子”難題。存儲器測試設備的加速升級是亟需解決的重點。武漢精鴻正是在此背景下新成立，專注于存儲器芯片測試設備的廠商。目前武漢精鴻已經在存儲測試設備領域的各個方面展開布局。

據鄧標華介紹，武漢精鴻是一家中韓合資的企業(yè)，依托國內上市公司精測電子的資金和技術支持，目前已投資約3億元，專注于芯片后道電測試和存儲器/SoC芯片測試。不僅如此，武漢精鴻基于韓國公司在該領域的先進技術和華中科技大學存儲器芯片測試研究中心合作，在產學研的前沿技術領域深度配合，經過消化吸收，已經實現技術轉移，獨立開發(fā)。

據了解，目前，韓國存儲器ATE測試設備各項性能指標均達到國際先進水平，產品已大批量應用于韓國Samsung/Hynix產線，成熟穩(wěn)定。武漢精測顯示面板測試設備在測試信號和電源設計領域有豐富的應用經驗。武漢精鴻電子存儲器BI設備現已批量供貨給長江存儲。

據鄧標華介紹，武漢精鴻在BI測試、CP/FT測試已經基本實現小批量產，短期內可實現規(guī)模量產。

最后，鄧標華表示，武漢精鴻在Burn-in這個領域已經走得比較靠前，相關產品已經實現量產，目前已經交付長江存儲，也取得了很好的反饋。在其他相關技術所取的成就方面，武漢精鴻目前在并測數方面已經取得一定成果，比如最新開發(fā)的CP測試設備，相關指標已經超過對標產品，主要原因是單板設計方面做了很大的改良。在整機散熱方面，通過實驗室的仿真改良，也有機會在該領域有所斬獲。而在信號互連方面，目前也在加大研發(fā)，爭取在該領域有所突破。
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