一文揭秘ATE测试机，深入了解芯片测试！

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根据SEMI数据，在全球半导体设备市场中，近年来前段晶圆加工设备部分，光刻、刻蚀、薄膜沉积设备各占约20%的市场；在检测设备领域，包括工艺过程控制、CP测试、FT测试等，其占整个半导体设备市场空间的大致在15%~20%，其中半导体测试设备（包括ATE、探针台、分选机）大概占比8%~10%。

半导体测试设备主要包括三类：ATE、探针台、分选机。其中测试功能由测试机实现，而探针台和分选机实现的则是机械功能，将被测晶圆/芯片拣选至测试机进行检测。根据SEMI数据，ATE大致占到半导体测试设备的2/3，探针台和分选机合计占到半导体测试设备的1/3。

一、ATE测试机是什么

ATE（Automatic Test Equipment，自动测试设备）是一种专门用于芯片测试的自动化设备，它通过对芯片进行各种测试，评估其性能、功能和可靠性，以确保芯片符合设计要求。在芯片设计和生产过程中，ATE测试早已成为确保芯片质量的关键手段，有助于发现和解决潜在的各种问题。

其主要结构和功能如下:

计算机主机Host：用于控制测试机以及与分选机通讯
主机架构Main Frame：存放测试仪器、集成电源、测试板卡等等
测试头Test Head：内置测试板卡以及测试通道接口，另外对接探针台和分选机
工作站Workstation：供用户加载/调试/执行测试程序，存储测试结果
支架Manipulator（见右图）：允许测试头与探针台/分选机实现对接与分离

图源网络，侵删谢谢~

近年来，随着半导体行业的高速发展，ATE测试机也在不断更新迭代，测试速度越来越快，测试头越来越小，功能越来越强大。ATE测试在芯片设计中有着举足轻重的作用。

提高芯片性能：通过ATE测试，可以对芯片的运算速度、功耗等性能指标进行评估和优化，有助于提高芯片在实际应用中的表现，满足不断变化的市场需求。
确保功能完整性：通过ATE测试，可以对芯片的各个功能模块进行自动化测试，判断其功能正常性，有助于确保芯片在各种工作状态下正确执行任务，降低故障率。
提升可靠性：通过ATE测试，可以对芯片进行长时间运行测试，模拟实际应用场景，评估其在各种恶劣环境下的可靠性，有助于发现并解决可能导致芯片失效的问题，延长芯片寿命。
检测潜在缺陷：通过ATE测试，利用光学显微镜、扫描电子显微镜等设备，检测芯片表面和内部的缺陷，确保芯片的物理完整性，有助于在生产过程中及时发现并排除潜在的质量隐患。
优化设计迭代：通过ATE测试，可以实时掌握芯片的性能、功能和可靠性等，有助于工程师及时调整设计方案，优化芯片性能，缩短设计周期。
降低生产成本：通过ATE测试，可以实现高度自动化，减少人工操作，提高测试效率，此外，ATE测试可以集成多种测试功能，实现一站式芯片测试。

二、ATE测试机技术核心

从测试功能模块、测试精度、响应速度、应用程序定制化和测试数据存储、采集和分析等衡量ATE测试机技术先进性的关键指标出发，得出ATE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；先进设备一般能够在电流测量上能达到皮安（pA）量级的精度，在电压测量上达到微伏（μV）量级的精度，在电容测量上能达到0.01皮法（pF）量级的精度，在时间量测量上能达到百皮秒（pS）。

响应速度：半导体生产商为了提高出货速度，会希望测试的时间越少越好，这就要求测试机的测试速度越快越好，先进设备的响应速度一般都达到了微秒级。

可延展性：ATE测试机价格投入较高，测试机能否根据需要灵活地增加测试功能、通道和工位数，降低客户成本，成为大家关注的重点。

摩尔精英ATE测试设备，技术成熟，凝聚IDM近二十年花费数亿美金自主研发迭代的通用ATE测试设备成果，装机量突破3,500台，承担内部80%以上每年100亿美金芯片的测试。性能可靠，经过了数百亿颗芯片的大规模长期量产验证，充分满足中高端芯片测试需求，目前仍然持续服务IDM的在售产品的ATE测试。通用性强，测试资源配置丰富，可覆盖市面上多数种类的SOC芯片/PMIC芯片/数模混合芯片/射频芯片测试。性价比高，同等产品可降低高达1/2以上测试费用，以较低配置性能和造价国产化替换主流品牌中高端ATE。

三、摩尔精英芯片自动化测试设备

摩尔精英于2020年10月完成对源自德州仪器TI的ATE设备与研发团队的并购，设立了全资子公司，建立了以中国研发支持团队为核心的跨国协作网络，服务客户芯片测试，同步研发新一代设备。摩尔精英VLCT是有着超高性价比的数模混合信号测试机，而且有配套的射频方案，其性能覆盖大多数类别芯片的测试需求，经历超过二十年的时间和量产双重检验，拥有百亿颗芯片量产测试的经验。

该系列ATE测试机台自2015年起，进入国内手机芯片供应商的供应链，测试 AP、PMIC等产品；2021年6月，摩尔精英测试团队完成了某RF SoC国际大客户的Qualification，开始导入量产；迄今为止，摩尔精英测试团队已为国内外数十个领域的客户完成芯片测试方案开发，并已进入量产。

可以说，摩尔精英VLCT对电源管理芯片（PMIC）、微控制单元（MCU）、LED驱动芯片、射频芯片等有非常强的市场竞争力，2022年初，摩尔精英完成了无锡先进封测中心的建设，总面积共1.5万平方米。以自主ATE机台为基础，依靠技术实力强、经验丰富的国际化团队，为客户提供测试方案定制，帮助客户降本增效。

Analog

•最高404个电源或模拟V/I

•支持最高80V/36A测试

•精度：10nA / 12uV

Digital

•512 路数字通道

•Pattern向量深度不限

•16 路高速时钟（≤700Mhz）

•100Mhz Scan

Mixed Signal

•26路高速AWG & 8路高速Digitizer

•SNR 95/90db

Amplitude ±10V

•8 个射频端口

•Sub6G: BT/ WiFi / NB-IoT / ZigBee etc.

摩尔精英无锡SiP先进封测中心 – 测试车间

摩尔精英采用DFT设计、自有机台、测试方案三位一体的模式，来更好地服务芯片产品从研发到量产的测试。摩尔精英测试业务尝试解决客户芯片产品从研发到量产测试中的痛点，核心是怎样实现从设计到测试到设备的协同创新，做出最适合的方案，从而达到最适合的效果和成本。

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