相對于半導體技術迅猛發展，制程工藝不斷縮小的迭代周期，與半導體產業一路相伴的測試設備產業似乎“緩慢”得多。

在全球半導體測試設備龍頭愛德萬測試（ADVANTEST）的官網上，其分別推出于1999年、2003年的兩款測試設備V93000測試系統和T2000測試系統至今依然有出貨記錄。根據愛德萬測試的官方數據，V93000機型在2017年創下累計出貨5000臺的記錄，在2019年仍有單筆訂單超過30臺的情況。同樣地，另一家測試機龍頭泰瑞達的一款推出于2001年的數模混合測試平臺至今也仍在該公司的官網銷售。

作為半導體行業唯一貫穿設計、制造、封裝、應用全過程的重要部分，半導體測試設備對于產品良率和品質的提升至關重要。根據美國的半導體行業調查公司VLSI Research發布的按銷售額排名的2019年全球前十大半導體設備廠商中，測試設備商占據兩個席位，分別是日本的愛德萬公司（第6）、美國的泰瑞達公司（第8）。2019年愛德萬、泰瑞達銷售額（包括服務收入）分別為24.7億美元、15.5億美元。

隨著芯片工藝不斷升級，一顆芯片上承載的功能越來越多，對測試的需求也不斷增長。而一臺20年前上市的半導體測試ATE設備至今依然可以有良好的銷售業績，這種超長“待機”的背后，是哪些核心技術能力的支撐？在摩爾定律快速迭代的技術路線之下，測試設備如何以“以緩慢應對迅疾”，為半導體產業的推進保駕護航？

超長“待機”背后

看似“緩慢”其實一直在變化。

“現在半導體測試機臺，都是一個平臺的概念。盡管V93000系列現在依然在出貨，但是它早已不是20多年前的那臺機器了。”愛德萬測試（中國）管理有限公司（下稱“愛德萬測試”）新概念業務VP夏克金博士對集微網指出，以V93000系列為例，其實經歷了Single Density、Pin Scale、Smart Scale、EXA Scale四代升級。T2000系列也是一樣的，推出了各種針對不同應用的板卡模塊。

對于動輒百萬乃至千萬元量級的半導體測試設備，使用期限作為投入成本中考慮的重要因素之一，10到20年幾乎是最基本的參考標準。但測試設備的技術進步從未停止，它是跟摩爾定律同步的，這就要在產品平臺更新與兼容性兩者之間實現最優平衡。

這些機型之所以能夠維持如此好的銷售成績，是因為ATE設備僅需更換測試模塊和板卡就可應對更多種類的測試需求以及提升其測試性能，而不需要更換機器。對于半導體測試設備來說，核心的技術能力在于功能集成、精度與速度，以及可延展性。“在一臺測試機的設計之初就要考慮得特別長遠。”夏克金說，這其中，需要設計研發人員有非常前瞻的技術眼光以及平臺化思維，“你不能說，4G時代的測試機臺，到了5G時代，技術更新升級了，就完全不能使用，要全部換新的。”

測試的價值體現最主要在上市時間（Time-to-Market）和成品率提升（Yield Improvement）兩個方面。半導體檢測設備的核心功能是用來檢測晶圓制造和芯片成品的質量，輔助降本、提高良率和增強客戶的訂單獲取能力。

檢測設備自身不會改變晶圓或芯片的質地，但是經過優化的測試方法，可以在具有高測試覆蓋率的前提下，控制成本并降低在最終客戶那里的DPPM（Defective Parts Per Million），減少退貨率。

一臺測試設備對于半導體制造廠商來講是重資產投入，其使用周期少說也要長達10至20年，在這樣的超長“待機”背后，更考驗的是半導體測試設備廠商的工程支持能力。而越是高端的測試設備，工程支持能力越為關鍵。“你同樣用一臺測試機驗證IC設計，工程能力強的服務團隊可能1個月就能幫你找到所有的bug，就可以快速進入量產上市階段。”夏克金指出。

芯片融合時代：測試也要“上天入云”

過去簡單的電子技術就可以滿足的需求，如今可能需要人工智能、機器學習、無人駕駛、醫療儀器、基礎設施擴建等多元覆蓋實現。終端應用領域對于半導體技術的要求亦呈指數增長。因此，半導體元器件必須具備極高的可靠性，半導體測試設備對于供應鏈的價值也由此變得更加重要。

對應迅速更新迭代的智能世界，先進制程升級要求半導體檢測技術快速迭代，因而對于ATE機臺來說，平臺通用化、模塊化、靈活性高、可升級是未來技術發展的大趨勢。系統級測試（SLT，system level test）、大數據分析、ATPG編程自動化等，都是測試領域應對未來半導體市場發展面臨的挑戰，這需要測試設備廠商有超前的技術眼光，隨時跟進市場需求。

在此前十年，愛德萬先后并購了Asia Electronics， Inc.、Credence Systems GmbH、Verigy以及W2BI.COM，進一步完善了公司除存儲以外的業務布局，包括SoC、無線、汽車等綜合領域。

當前芯片已經進入融合的時代 （Age of Convergence），這對于測試設備提出更多要求。和以往單一驅動力不同，現在的半導體產業有著眾多的驅動力，從無人駕駛到虛擬現實，從人工智能到云計算，從5G到IoT，從傳感器到SIP，眾多驅動力共同推動半導體測試技術不斷前行。

愛德萬擴展的腳步從未停止。今年（2020年）7月，愛德萬測試發布了TE-Cloud（Test Engineering Cloud）云平臺服務，整合各個合作伙伴測試資源，可以為客戶提供完整的測試程序開發環境，以及全方位測試外包服務。

9月，愛德萬又與半導體軟件市場數據分析解決方案PDF Solutions建立合作，拓展AI在測試領域的應用。使用AI和機器學習技術的PDF公司，通過軟件平臺進行的大數據分析，對于提高精細工藝關鍵點的良率，確保設備質量以及降低檢測和測量成本至關重要。更重要的是，隨著半導體制造、測試和裝配的獨立分工，PDF公司的Exensio平臺和連接數據基礎的Data Exchange Network（DEX），通過連接半導體供應鏈，將半導體工程師與半導體測試設備連接起來，為設計和制造提供重要的參考，有助于降低檢測成本，提高性能和良率。而通過將PDF公司的Exensio平臺和DEX，與高性能檢測設備相結合，愛德萬可以為客戶提供在產業鏈上任何點位的連接、測試、測量和分析，有助于進一步提高客戶的良率和降低檢測成本。

近年來，集成電路測試需求的熱點圍繞IOT、5G、AI以及高性能計算（HPC），尤其是射頻應用開發增長極快。在這個趨勢下，測試設備開始要在整個產業鏈“上下左右”都多走一步。具體來說，要與IC設計層面結合更多，在產品層面則是更多需要向系統級測試（SLT）發展，往上走則是要接入云端、AI、大數據。夏克金表示，目前愛德萬測試的業務已不止專注于后道，而是涵蓋了全面的半導體產業鏈及SSD、手機、平板等系統測試產業，除了傳統的SoC和存儲測試機臺之外，還包括了服務、支持、咨詢、SSD測試以及分選機臺、納米電子束掃描電鏡等機電業務。
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