系统级测试2.0时代的大幕，正为半导体产业徐徐拉开

作为全球系统级测试领域的领导厂商，总部位于新加坡的AEM控股有限公司为先进计算、5G和汽车电子等市场提供全面的半导体/电子测试和处理解决方案。目前，AEM在全球各地生产现场运行着1000多个系统，35000多个测试单元。

AEM首席执行官Chandran Nair在半导体和测试设备行业有着超过25年的工作经验，在加入AEM之前，曾在NI、ST Engineering等世界级企业取得过辉煌的职业成就。在接受《电子工程专辑》专访时，他畅谈了半导体和测试测量行业正在发生的变化、系统级测试(System Level Test)的重要性、以及机器学习和人工智能在测试领域扮演的新角色。

AEM首席执行官Chandran Nair

何为系统级测试？

下图是Chandran Nair为我们呈现出的测试三大主要阶段。最左侧的Burn In阶段，也就是我们常说的老化测试阶段，主要用于区分产品的好坏，以便能在早期淘汰掉劣质产品；随后的封装测试阶段，呈现出的主要特点是测试时间短，机台价格昂贵，且必须与分选机一一对应，市场份额集中在两大厂商手中；最右侧的系统级测试更趋向于场景应用，测试时间一般约为2-15分钟。而其测试概念是运用厂商已有的演示板进行测试的平台。

为什么系统级测试对半导体厂商而言变得越来越重要？Chandran Nair解释说，随着半导体应用场景越来越广泛，产品结构越来越复杂，客户对产品稳定性和可靠性的要求也水涨船高，单独靠传统测试方法已经不能满足客户对产品性能和功能的需求。而在系统级测试中，因为存在具体应用场景，对工程师而言，一是不需要花费太长时间进行应用场景故障分析，二是能够帮助他们在最短的时间内完成系统测试。

系统级测试的增幅将是传统晶圆功能测试的4.4倍(图片来源：AEM)

换句话说，系统级测试，更关注应用故障而非封装故障。

“如果我们还停留在传统测试上不做任何改进的话，以现在高集成度芯片为例，未被测试的晶体管数量就将高达2亿颗，而系统级测试的覆盖率则能够达到99.75%。所以，系统级测试是目前唯一能够快速发现、减少故障的方式。”Chandran Nair称。

据介绍，AEM目前的测试设备与方案包括非数字探头、测试处理程序和自动化、半导体测试仪、互连测试仪等多种类型，自动化设备包括筛选机、探针台、动态温控设备等。为了加强SLT的测试功能， AEM计划在系统级测试中增加单独配件项目的测试，来取代部分FT测试，从而为客户进一步减少测试成本。这样，无论是针对何种类型器件的测试，抑或是面向由CPU/存储/控制电路/环境/温度组成的一体化生态，都能够顺利完成相关测试

从SLT 1.0向2.0前进

世间没有一成不变，停滞不前的事物，系统级测试也是如此。

Chandran Nair认为，当前，半导体产业正进入SEMI 2.0时代，其典型特征体现在以下三个方面：一、产品应用的独特性要求上市时间缩短，缩短，再缩短；二、以异构集成为标志的先进封装成为趋势；三、机器对机器类应用中需要工业级的产品性能与稳定性。

与之相对应，采用人工方式进行筛选的系统测试SLT1.0，由于缺乏自动化手段，正变得不合时宜。即将到来的SLT2.0则弥补了这一缺憾，通过全自动化手段，SLT2.0中的设备能够减少对人工抓取的依赖来进行100%的测试，从而植入动态温控、机器视觉等生态要素的共同融入，使得SLT2.0呼之欲出。

如前文所述，SLT2.0带来的另一个显而易见的好处是成本的降低。由于能够将传统的单点测试与系统级测试融为一体，使整个产业出现了“向左移”和“向右移”的趋势。这意味着，一些测试项目可能会向左移动到探针平台上进行测试，一些封装测试项目会向右移动到系统测试平台，从而摊薄整个测试成本。

简单而言，SLT2.0更像是一个综合性的整体测试。按照Chandran Nair的说法，从后端的测试角度来讲，AEM与传统FT是存有一定的竞争关系，差异在于前者注重于应用场景，而后者更偏向测试封装故障。

记者的另一个疑问来自于“模块化设计”理念。众所周知，Keysight/NI这样的传统测试测量厂商曾在多个场合强调这一理念，那么，AEM在SLT2.0中是否也会导入类似想法？

对此，Chandran Nair回应称，AEM提供的是端到端的测试，在这一大生态中，模块化测试只是其中的一环。“您可能认为我们只做系统级测试，但其实，我们也提供模块化测试方式。用户需要什么，AEM就可以将相应的仪器组装进去。从这一点上来说，AEM是开放的，任何一家企业想和我们合作都可以。“他说。

另一方面，模块化在系统级测试上也提供同样的理念。也就是说，客户可以选择购买整套装备，也可以根据实际应用进行模块化购买，实现完全的定制化需求。

这样来看，AEM的测试理念与当前整个半导体行业的变化和应用情况是相符合的。以5G、AI这样的热门行业为例，标准变化的很快，算法变化的很快，再加之产品上市时间越来越紧迫，资金预算可能有时也会受到限制，得益于灵活的设计理念，用户就会很容易加速其测试效率，节省测试成本，实现灵活配置。

不过，尽管优势明显，但Chandran Nair也坦诚指出，AEM的设备目前在中国国内仍然少见，但在国外已经成为非常成熟的产业。同时，中国用户仍然习惯于传统的系统级测试，测试规模大多为低并行测试率，而AEM最新的设备已经能够提供一次上百颗芯片的定型测试。

因此，AEM的策略会是优先在国内寻找客户试用，以便让他们在SLT2.0平台使用上获得成功，这样更利于今后的大规模普及。

“中国政府现在对半导体产业给予了前所未有的关注，这是重大的利好。“Chandran Nair强调说，除此之外，AEM目前看到的大量商机，来自国内半导体企业在大量涌入高增值集成电路领域，它们对高稳定性和高可靠性有着苛刻的要求，但这正符合AEM的企业专长，是极为重要的商机之一。为此， AEM将加大在上海和成都的投入，为这前景做好准备。

“这一块的重要一环是必须有非常高的稳定度，所以我们可以根据这些公司需要的高稳定性和高可靠性的需求提供相关的设备，以确保他们的产品得到最高的测试保障，以便在市场上有更高的占有率，使其公司能够成功地量产，这是我们看到的一个商机，为高增值的集成电路板提供稳定的测试设备，“Chandran Nair表示。