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Trends und Anforderungen im Bereich SoC Test

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Wer bei den Zukunftsthemen mitreden will, spricht über Big Data und künstliche Intelligenz, es geht um Industrie 4.0 und autonomes Fahren. Realität wird dies alles, wenn die Chips noch viel leistungsfähiger werden als heute. Advantest ist weltweiter Hersteller von automatischen Testsystemen für die Halbleiterindustrie. Mit diesen Halbleitertestgeräten sichert das Unternehmen die reibungslose Funktion der Halbleiterchips, verkürzt Produktionszyklen und senkt Entwicklungs- und Herstellungskosten zukunftsweisender Endgeräte. Die Redaktion der EPP führte ein Gespräch mit den Mitarbeitern von Advantest Europe GmbH Matthias Stahl, Business Development Manager, SoC Test Business Group und Dieter Ohnesorge, Product Marketing RF Solutions, um mehr über Trends und Zukunftslösungen zu erfahren.

Wo sehen Sie die Chancen und Herausforderungen bezüglich IoT im Bereich Test?

Viele IoT Produkte werden in hohen Stückzahlen produziert, wobei die Herstellungskosten möglichst niedrig gehalten werden müssen. Das gilt ebenso für die verbauten Chips, die meist von erheblicher Komplexität sind, sprich beispielsweise mit Mikrocontroller ADCs/DACs oder RF Funktion ausgestattet sind.

Das Testsystem muss daher für Digital, RF, Analog und Power Tests konfigurierbar sein, um verschiedenste IoT Bauteile testen zu können. Desweiteren soll das Testsystem über einen hohen Durchsatz und sehr gute Multisitefähigkeiten verfügen, welche es erlauben, große Stückzahlen kostengünstig zu testen. Eine einfache und unkomplizierte Testentwicklung ist ebenso von Bedeutung, da IoT Devices auch von kleineren Unternehmen mit wenig Testerfahrung entwickelt werden.

Welche Trends beeinflussen gerade den Markt, speziell die Elektronikfertigung?

In puncto Technologietrend ist die Tendenz zu kleineren Halbleiterstrukturen ungebrochen. 7 nm und kleiner ist die Entwicklungstendenz. Als Folge davon sinken die Betriebsspannungen in den Chips immer weiter. Genauigkeitsanforderungen steigen und parametrische Tests erfordern eine DC Genauigkeit im mV Bereich.

Desweiteren fassen die Chiphersteller zunehmend mehrere Chips mit verschiedenen Funktionen in einem Gehäuse zusammen. Das führt dazu, dass die einzelnen Chips vollständig getestet werden müssen, bevor sie zusammengefügt werden, da sie anschließend nicht mehr gut zugänglich sind. Stichwort „Known good die“. Das erfordert neue Teststrategien, bei denen mehr auf Die-Level getestet wird.

Sprechen wir über Anwendungstrends, umfassen diese zum einen High Performance Computing: Das umfasst Mikroprozessoren, GPUs und spezielle Chips für AI (Artificial Intelligence) Anwendungen, um ein paar Beispiele zu nennen. Aus Testsicht sind dies komplexe Digitalchips. Besondere Herausforderungen ergeben sich aus der hohen Leistungsaufnahme während des Tests. Die Power Supplies müssen mehrere 100A mit schneller Reaktion auf Lastwechsel liefern. Gleichzeitig haben diese Chips oft viele Highspeed Digital Interfaces. Der Tester muss also gleichzeitig auch mit hochintegrierten Highspeed-Karten konfiguriert werden können, um die große Anzahl schneller Signale testen zu können.

Zum anderen sind die Automotive Anwendungen ein weiterer wachsender Bereich. Autonomes Fahren ist ein Anwendungsbereich der oben genannten AI Chips. Der Elektronikanteil im Auto nimmt ständig zu. Die Testanforderungen sind sehr vielfältig und durch die höheren Spannungen im Bordnetz und zahlreichen Regularien zum Teil deutlich anders als bei Konsumerprodukten. ‚Zero Defect Quality‘ definiert hohe Anforderungen an die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Chips und somit auch in Bezug auf Test und Testsystem.

Wo liegen die Herausforderungen im Bereich der Halbleiter, wo im RF-Test?

Der Trend zu 5G bringt zusätzlich den Test sehr hoher Frequenzen bis zu maximal 72 GHz mit sich. Dazu wird es immer wichtiger, mehre TX/RX Pfade im Bauteil gleichzeitig testen zu können. Die Parallelisierung nimmt zu und der Tester muss über entsprechend viele unabhängige Ressourcen verfügen, wie zum Beispiel die Wave Scale RF Karte für die V93000 Plattform. Das Interfacing zum Device ist bei diesen Frequenzen nicht trivial. Als Hersteller müssen wir eine Lösung zu annehmbaren Kosten anbieten, die kein spezielles Expertenwissen erfordert.

Welchen USP bieten Sie Ihren Kunden?

Mit der V93000 bietet Advantest eine skalierbare Plattform, die für alle genannten Anwendungen konfiguriert werden kann. Die Systeme können mit Digital, RF, Analog und Power Testmodulen bestückt werden, sodass die verschiedensten Bauteiltypen getestet werden können. Für viele Funktionen gibt es Lizenzen. Man kann beispielsweise für ein einfaches Bauteil zunächst eine Lizenz für eine geringe Memorygröße erwerben, um somit die Kosten für das Testsystem zu reduzieren. Sofern später ein komplexer Baustein mehr Speicher benötigen sollte, kann eine weitere Lizenz problemlos dazu gekauft werden. Die Fähigkeiten des Testers werden somit erweitert, ohne dass irgendwelche Hardwareänderungen erforderlich sind. Diese Modularität und Skalierbarkeit bietet unseren Kunden für fast jede Applikation ein optimales Preis-/Performance-Verhältnis.

Wir sehen uns als innovatives Unternehmen in der Testbranche. Unsere Hardware ist sehr hoch integriert, durchgängig wassergekühlt und damit temperaturstabil, zuverlässig, genau, sehr leise und somit auch in Laborumgebungen einsetzbar. Technologische Fortschritte bringen stets neue Anforderungen an das Testsystem mit sich, sodass wir uns darauf konzentrieren, immer leistungsfähigere Systeme zu attraktiven Preisen und mit höheren Kundenutzen zu entwickeln und anzubieten.

Vielen Dank für Ihre Zeit.

www.advantest.com



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