一个内部测试的前缘

迈克Slessor,总裁兼首席执行官形状因子与半导体工程,坐下来讨论人工智能和5 g芯片的测试,以及为什么供电芯片进行测试是在每个新节点越来越困难。

SE:测试如何改变人工智能芯片,你有大量的加速器,在7和5 nm处理器开发吗?

Slessor:很多人工智能东西我们已经参与无疑是先进的节点。这些设备的大规模并行性是驱使人们使用最先进的硅节点,特别是对于逻辑的一部分。我们已经看到一些项目真正令人震惊的死亡规模和晶体管计数。探针卡制造商,导致大量的调查。所有的权力,有一些热控制与测试相关的问题。但整个测试界面逻辑芯片现在接近数字和规模,我们看到在内存中仅仅几年前。最先进的内存探针卡几年前或许50000或60000探针卡。我们航运探针卡的数量的调查来测试这些人工智能引擎,。这些东西的规模是令人震惊的。

SE:这些是分划板尺寸+缝合,使它们更大,对吧?

Slessor:是的,这些都是一些非常,非常大的死。当你想到你需要的密度和纯粹的力量进入芯片,然后接口的数量必须外面的世界——这些都是非常复杂的接口,因此非常复杂的测试和测试工具。形状因子做了一些非常大的投资MEMS探针技术,这是唯一有效的办法的密度和性能水平,人们需要测试这些芯片。有技术上的挑战,但它真的是一个有趣的领域,因为您正在使用世界上一些主要的客户按这个。

SE:但现在,而不是仅仅处理芯片制造商,你处理公司制造的芯片,这些芯片系统,和那些设计和编写算法的一切,对吗?

Slessor:测试的一部分业务,与任何给定订婚你有一个非常有趣的客户集。它通常是多个实体在不同的地理位置,你正在与在同一时间。有制程设计房子,铸造,并根据测试正在进行,也可以有一个测试的房子。很多的测试程序开发也进入一些算法发展的空间,然后端系统是如何部署。有很多活动,你没有一个客户。你有三个客户一个设计。和大家一起工作和交流对这些工作。

SE:迭代比它已经过去,几乎像一个IDM能做什么?

Slessor:是的,这是真的不只是AI。它发生的大部分地区的高端产业。对于大多数芯片,我们看到多个设计旋转在其生命周期的早期改变架构或硅本身的某些方面。有重大影响的探针卡和各种测试接口。人工智能是一个例子,我们看到很多迭代,这就是真正的你在任何地方快速创新的曲线。但对于其他应用程序,无论是射频、应用处理器或微处理器,还有大量的在设计早期迭代周期。

SE:射频,与毫米波发生了什么?你测试,因为信号不携带很远,它们很容易被移动物体,甚至天气。

Slessor:毫米波对不同的人意味着不同的东西。例如,我们做汽车雷达项目77 ghz。没有人想到5 g载波频率,但是当你起床到较高的20,low-30GHz载体乐队,你提到的一些问题开始成为人们关注的焦点。很多我们测试包括这些antenna-in-package模块做一定程度的光束控制。他们本质上是相控阵多输入和多输出试图引导光束在不同的障碍将会吸收这些频率的信号,无论是你的手,你的头,或别的信号链。很多工作已经完成,我们开始测试这些试验性生产的芯片。一些新的手机显然能够有些28兆赫波段。有硅被推出了门外,被有效地测试在这些频率。我们会看到它最终如何工作,因为如果你需要一个发射塔每30英尺,下雨时,距离下降到15英尺,这可能不是这么好的实现。

SE:在最先进的节点。我们听到5和3纳米的发展。从测试的角度,提高什么挑战?

Slessor很多这些挑战是相同的主题我们已经看到,我们已经从20 nm第一finFET节点,然后到10 7海里。客户的最大考验挑战之一是功率密度和热控制,试图确保他们测试芯片,晶体管和整个芯片操作温度是符合常规的用例。您可以运行一组测试向量通过芯片和产生大量的热量,从而导致一些奇怪的物理相互作用整体测试。所以热控制,因为它与吞吐量和测试策略,然后当前的数量你能得到的芯片,最大的挑战是一些我们看到在这些先进的逻辑节点。有巨大的功率密度。

SE,功率密度也会导致一些非常复杂的电源管理策略涉及不同权力rails,热量被推在某些方向你不能总是预测,不间断电路,芯片和负载平衡。所有这一切将如何影响测试吗?

Slessor这就是为什么有很多迭代。多个电力rails,多个功率域主驾驶这些大型探测器计数探测器卡。你不只是有一个密度的问题,你需要大量的电流和在当地地区的芯片。你也必须做到在不同电压和不同频率。在某些情况下,这些芯片有一打不同的电源领域,你必须供应,它们在不同的空间区域填充的筹码。例如,他们会让我们建立一个探针卡,也许在生产中测试一个或两个早死。然后他们建立某种程度的信心在他们真正需要测试,和他们真的需要多少功率的测试程序会运行,当我们开始增加并行性和从1-die卡移动到一个8 -或16-die卡探测器计数每模下降不少,因为他们开始人口减少和这些不同的电源被测试人员以不同的方式支持。所以很多它成为一个适应过程,客户了解他们将测试这些事情并开始加大。

SE:有什么指示此时当我们从finFETs交换会发生什么gate-all-around场效应晶体管?

Slessor:考虑到结构的不同物理性质,你会看到不同的失效模式。但总的从单个晶体管测试是抽象的,所以我不知道你将会看到一个很大的区别。显然,任何一次行业经过这样的主要架构更改你通常看到测试强度的提高。他们必须找出相关的失效模式有了这个新的晶体管结构,和整体物理架构。我们看到一些在第一个finFET的节点,是否22纳米的微处理器或铸造14/16nm空间。

SE:此外,一些电路总是,有潜在的不同结构之间的相互作用,不存在在这个密度,还有更严格的公差。影响测试的如何?

Slessor:一个很好的例子就是力量交付和/或电源阻抗探针卡的规格。如果你想进入芯片提供所有这些电力测试仪器,你的路径变得更加重要和规格需要严格很多。五年前的动力输送性能探测器卡不是大事。现在是一个主要的设计考虑,这是我们工作的原因所以与专业客户。他们了解不同的公差和规范每一个电源。有些是有点宽松,有些需要非常紧。当你设计探针卡特定于每个设计,成为一个主要的性能问题。

SE:这也是一个日益严重的问题和包装,对吗?这对测试意味着什么呢?

Slessor:几乎所有我们要做的是裸死或整片,所以包最终被一块下游。但你看到很多相同的含义与权力相关交付最终被约束在包装设计。从历史上看,封装基板是非常简单的结构,两层的金属,没有真正严格的设计要求。这是改变了。现在我们看到更复杂的包装基质层。通过密度会。你需要管理和定制电源的性能。这是成为一个大问题——不仅仅是在晶圆级测试探针卡,还在最后的方案。

SE:你参与HBM测试?

Slessor:我们是。我们的动态随机存取记忆体探针卡业务一直积极影响。这是其中的一个好例子先进的包装策略和异构集成驱动更高级别的测试强度。你可以想象,如果你要八DRAM模堆叠到某种基本控制器死去,当你开始到死的堆栈顶部要有很高的信心组件死你把最重要的是堆栈是相当好,或者可以通过某种冗余或修复好。这是一个例子,我们看到我们的DRAM探针卡业务显著上升,而在过去的几年里。

SE:你测试吗?

Slessor:你测试以确保这些组件功能好死,或足以被修复在最后的方案。相当先进的节点上,因为他们被伪造的——至少1 x或y纳米DRAM节点,收益率并不大。所以这是一个简单的功能描述确保进栈的死是尽可能接近的好。我不愿意用“已知的好死”这个词,因为它传达的概念完美的东西,和半导体行业中没有什么是完美的。有一个平衡的成本与风险,人们不断地玩,和DRAM有一定程度的可修性和冗余。所以你看到所有这些不同的旋钮被行使。但HBM肯定不仅影响我们DRAM的卷探针卡业务,但也规范要求他们继续收紧。

图1:DRAM探针卡。来源:形状系数

SE:形状因子融入包装流哪里?

Slessor:我们做的很多事情是早期特征通过我们的工程系统业务或性格的工厂,或者只是走出工厂。决定着死,应该继续前进,成为HBM栈的一部分,例如,或被打包成一个标准的逻辑衬底。

SE:新材料怎么样?他们造成任何区别吗?我们有类似钴和钌和新的衬垫和新的电影。他们有什么样的影响?

Slessor:这可能是类似于改变finFETs gate-all-around。很多这样的变化,无论是材料或结构/建筑/几何变化,倾向于驾驶加强在测试需求和总体测试强度和体积。不是很多的新的需求来自它,但他们抬高需要测试这些设备和描述它们,这样人的失效模式库和缺陷模式。,让他们找出他们如何更有效地测试它们。

SE:在汽车和工业等市场,推动测试随时间而不是工厂。这是过滤到其他市场如何?

Slessor:这些新设备的可靠性方面,人们仍然计算出来。但有些东西类似于老化和加速测试,通过温度或振动测试。他们找出不同的方式加速领域最可能的失效模式或人都关心的事情。我已经与几个客户,但是在这一点上备份的完整功能测试这些设备,电气和光学,我们集中在这一点上。