一、ATE测试机现状
晶圆测试和成品检测主要用到自动化测试系统(Automatic Test Equipment,ATE,又称为测试机)、分选机和探针台三种设备,其中ATE测试机是检测设备中最重要的设备类型,价值量占比约为63%:根据数据显示,2018年国内ATE测试机、分选机和探针台市占率分别为63.1%、17.4%和15.2%,其它设备占4.3%。
2018年国内晶圆测试和成品检测设备市场占比情况
ATE测试机的检测内容主要为功能和电参数检测:ATE测试机通过计算机自动控制,能够自动完成对半导体的测试,加快检测电学参数的速度,降低芯片测试成本,主要测试内容为半导体器件的电路功能、电性能参数,具体涵盖直流参数(电压、电流)、交流参数(时间、占空比、总谐波失真、频率等)、功能测试等。
ATE测试机、分选机、探针台设备对比
二、ATE测试机技术核心
衡量ATE测试机技术先进性的关键指标:主要包括测试功能模块、测试精度、响应速度、应用程序定制化和测试数据存储、采集和分析等,其技术核心在于功能集成、精度、速度与可延展性。
功能集成:芯片集成度不断提升,测试机所需测试的范围也不断扩大,能够覆盖更大范围的测试机更受客户青睐;测试精度:ATE测试机精度影响对不符合要求产品的判断,重要指标包括测试电流、电压、电容、时间量;响应速度:下游客户为提高出货速度对测试时间要求越来越高,响应速度快的设备;可延展性:ATE测试机价格投入较高,可灵活增加测试功能、提升通道数和工位数的设备能够极大地降低客户成本。
衡量ATE测试机技术先进性的关键指标
三、ATE测试机细分领域
ATE细分领域多元,市场需求存在差异:不同类型芯片的测试需求的侧重点不同,ATE根据下游应用可细分为存储器、SoC、模拟/混合类和功率测试机等;全球ATE市场以存储器和SoC测试为主,国内模拟/混合测试、数字测试等领域仍存较大市场空间。
模拟/混合类测试机:主要针对以模拟信号电路为主、数字信号为辅的半导体而设计的自动测试系统,被测电路主包括电源管理器件、高精度模拟器件、数据转换器、汽车电子及分立器件等。其中模拟信号是指是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号,或在一段连续的时间间隔内,其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号;数字信号是指人们抽象出来的时间上不连续的信号,其幅度的取值是离散的,且幅值被限制在有限个数值之内。模拟/混合类测试机技术难度整体不高,代表企业为国外泰瑞达、国内华峰测控、长川科技和上海宏测。
模拟/混合类测试机测试对象、技术参数及主要玩家
SoC测试机:主要针对以SoC芯片的测试系统,SoC芯片即系统级芯片(System on Chip),通常可以将逻辑模块、微处理器MCU/微控制器CPU内核模块、数字信号处理器DSP模块、嵌入的存储器模块、外部进行通讯的接口模块、含有ADC/DAC的模拟前端模块、电源管理模块PMIC等集成在一起,设计和封装难度高于普通数字和模拟芯片,SoC测试机被测芯片可以是微处理器MCU、CPU、通信芯片等纯数字芯片或数模混合/数字射频混合芯片,测试引脚数可达1000以上,对信号频率要求较高尤其是数字通道测试频率要求较高。目前市场上代表企业为泰瑞达、爱德万和华峰测控。
SoC测试机测试对象、技术参数及主要玩家