布局先進封裝 泰瑞達系統級測試解決方案先行
- 孫昌華／台北
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IC之音竹科廣播FM97.5電台的「科技聽IC」單元，主持人何致中訪問美商泰瑞達（Teradyne Inc.）的技術專家Nichle Su先生的第二集內容，聚焦在半導體系統級測試（SLT：System-Level Test）的議題，SLT自動化測試設備針對已封裝好的半導體晶片進行系統級的測試，以確保其在實際應用中的性能和功能表現合於規格，這種接近於實際終端使用情境的功能測試，隨著高複雜、高精密度的先進封裝晶片需求的激增，SLT測試設備需求也跟著扶搖直上。
先進製程節點與先進封裝技術大量使用複雜的半導體IP來設計高階晶片，造成系統級測試的責任也愈來愈大，成為驗證晶片製造、設計與降低生產成本的重要關鍵，比較自動測試機台（ATE）的測試與SLT自動化測試的差別，Nichle指出可以從前者只需要幾十秒的測試時間，而SLT測試是20到30分鐘的差距有著明顯區別，而且SLT測試設備需要模擬完整的使用場景的軟體應用，諸如軟體作業系統與高複雜度應用軟體的測試，所以SLT機台的運算能力需要有相當的軟、硬體整合的條件，所以多半用在高單價、高運算效能的晶片愈需要完整的SLT測試的考量。
先進封裝如2.5D、3D IC等技術可以將不同的裸晶包成一個大型的晶片，當中單一顆裸晶可以用ATE機台快速檢測，但是當封裝成一顆3D IC晶片時，無法只靠ATE機台來檢測個別裸晶間的問題，所以SLT執行透過終端應用情境模擬執行功能的重要的目標，SLT雖然已經存在業界相當久遠的時間，但是今天大量的3D IC晶片技術大舉使用下，更確認其發展的重要性。
目前SLT測試機台常用來測試三大晶片領域，包括測智慧型手機用的運算處理器（AP），雲端資料中心所用的高功能運算（HPC）晶片，以及汽車用晶片。透過SLT技術可以驗證功能外，加上耗電與溫度測試等影響，尤其最近非常夯的晶片太熱的問題，這些是關係著實際運作穩定性至關重要的關鍵，都在SLT測試中可以表露無遺。
AI、HPC晶片激勵SLT解決方案的成長新契機
特別值得一提的，HPC晶片是近年來SLT機台需求竄升的重要推手，通常因為資料中心的使用場景往往是大量資料運算的需求，除了需要準備大量的待測資料的準備之外，有時往往重要的測試會花1~2小時的時間，測試成本非常的高，也容易看到晶片的耗電與散熱所需要冷卻系統的設計效能，所以對SLT機台而言，隨著更多的型態的應用情境的發生，各種新的測試挑戰讓新世代的SLT機台需要嶄新的設計思維。
依封測廠的需求，若要加大SLT測試產能，通常需要大量機台的購置、安裝與使用，受限於封測廠區內的樓板面積，加上用電考量與缺地蓋新廠房等現實面的挑戰，都讓彈性化的SLT機台設計能力變得非常重要，目前泰瑞達的SLT機台可以做到用一台所需的空間配置，但是可以發揮傳統SLT機型70台的測試容量及實際產能，同時可以在同一系統量產不同的產品，端賴OSAT封測廠的需求而訂做。
另外，由於開發高階晶片挑戰日益增加，不同的晶片的測試需求各異，SLT機台的設計也有所不同，但是泰瑞達能夠使用同一個測試軟體環境與使用者介面來做為驗證、除錯（DEBUG）與彈性測試系統設計，對整個產品團隊就有莫大的助益，大量降低出錯率，再者，由於同時提供後台的資料分析平台，透過大量測試資料的同步分析，節省客戶的寶貴產品開發時間，讓產品測試與驗證流程更透明、更容易使用。
今天AI技術讓大型晶片的複雜度大舉提升，Nichle認為2024年可以稱為SLT機台被正式認真對待與看待的一年，隨著先進封裝迎接2.5/3D的發展大勢，SLT將扮演更重要的角色，形塑先進封裝技術在台發展的軌跡。
