DDR 4时代 益达仪器提供TRIAD测试方案

益达仪器总经理许峰诚。

随着英特尔 (Intel)推出支持DDR4的Haswell-E处理器平台，DDR4存储器的声势可说是越来越旺。截至目前为止，三星、SK海力士等存储器大厂皆已开始生产DDR4 存储器，华亚科、台湾美光存储器也计划将于年底量产，在模块厂动态方面，包括金士顿、威刚、宇瞻等也都已推出DDR4模块。

DDR3(Double-Data-Rate 3；第3代双倍数据传输)存储器是在2007年成为电脑设备标准，但随着应用产品规格提高，DDR3逐渐无法满足工业与商业应用高效能需求，因此电子设备工程联合委员会(JEDEC)在2012年制定出下一代DDR4 DRAM(Dynamic Random Access Memory；动态随机存取存储器)标准规格，DDR4时脉最高达3,200Mbps(1,600MHz)，操作电压降到1.2伏特，能提供更高效能及更低功耗。

在英特尔推Haswell-E处理器后，今年(2014)已经出现DDR4个人电脑，DDR4将逐步取代DDR 3，并在2016年跃为存储器市场主流。有监于此，台湾测试仪器代理商益达仪器与原厂TRIAD特别于日前连袂主办「DDR4技术暨TurboCATS产品研讨会」。

会中不只探讨存储器产业的未来趋势与发展，以及分享DDR4测试技术的进展，更特地将全球最新的DDR4测试设备运送来台，透过现场的动态展示，让与会来宾能近距离体验。益达仪器及TRIAD希望借此让更多的台湾业者能以具价格竞争力的优质测试仪器及解决方案，来迎接即将增加的DDR4存储器测试需求。

全球领导品牌TRIAD  获全球IC业者青睐

在研讨会开场致词中，益达仪器总经理许峰诚首先介绍该公司所代理的原厂夥伴TRIAD及其知名的测试仪器产品系列TurboCATS，他强调，全球各大IC制造商(美、韩、台)、存储器模块制造商、封装测试厂以及系统商等都已采用TRIAD的仪器产品，且导入的测试领域极为广泛，包括DRAM(Standard or LowPower)、NAND Flash、NOR Flash、MCP、eMCP、eMMC等。

值得一提的是，TRIAD的同一款设备不仅能支持以上各种产品的测试，且可依客户需求符合军规、车规、工规和商规等级的测试应用的要求，终端产品更已被手机、平板、固态硬盘(SSD)、汽车、Gaming、极限运动、服务器等大厂承认并大量使用。

总部位于美国德州达拉斯的TRIAD成立于1996年，至今已有18年的历史并已成为测试仪器的领导品牌之一，且在存储器领域堪称是全球出货量最大的测试设备商。TRIAD的执行总裁Bill Chan此次并亲自莅临研讨会场，与台湾相关业者进行密切交流。

身为TRIAD的台湾代理商，成立于2008年的益达仪器公司与TRIAD合作已达16年，期间双方共同开发数十种定制化测试功能。许峰诚并指出从2014年下半年开始，已陆续出货DDR4测试仪器予IC制造业者以及Module House。

DRAM及FLASH  速度更快且电压更低

接下来，许峰诚针对「全球存储器产业的未来趋势与发展」此一主题分享他的观察，他指出，DRAM、Flash等存储器都朝向速度更快、容量更大、电压更低的方向发展。

在频率方面，DDR4的速度目前已规划至3.2Gbps，较现行传输速率高出50%之多，将来甚至不排除进一步提高至4.2Gbps。在容量方面，由于Bank数增加至16个，因此容量可达到16GB。

再者，DDR4的操作电压是 1.2V，较DDR3的1.5V低了至少20%，也比DDR3 Low voltage的1.35V还低，更比目前x86 Ultrabook/Tablet使用的LowPower-DDR3的1.25V还要低。值得一提的是，DDR4并首次支持深度省电技术(Deep Power Down)，亦即在进入休眠模式时减少35%？50%的待机功耗。

综观DRAM的发展，已有三星发表LPDDR4；海力士半导体(SK)的DDR4 DRAM则是借助矽钻孔(TSV)技术将容量提升至128GB，另外包括PCM(Phase-Change Memory)、M-RAM(Magneto Resistive Memory)、R-RAM(Resistive Memory)等也都可能会是下一代的主流技术。然而，也有业界人士指出DDR4有可能是末代的DDR存储器，未来的电脑与软件结构将会出现剧烈的变动。

NAND Flash后续进展  eMMC和UFS看好

至于在NAND Flash方面，Micron预估从2012至2016(4年)的总体NAND Flash容量应用的年复合成长率高达51%，其中，从移动设备所需要的存储容量来看，估计每部手机搭配的NAND Flash容量，将从2012年5.5GB增加至2015年的25.1GB；每部平板电脑搭配的NAND Flash容量则会从28.7GB增加至2015年的96.1GB。

然而，目前的NAND FLASH相关制程已逼近物理极限，往后将会以3D技术来提升容量密度。但是3D NAND Flash存储器的制造步骤、工序以及生产良率的提升，都要比2D NAND Flash需要更长时间，且在应用端与主芯片及系统整合的验证流程上也相当耗时，所以初期 3D NAND Flash芯片将以少量、限量生产为主，对整个移动设备与存储市场上的替代效应，在2015年上半年以前应该还看不到。

NAND Flash值得注意的技术进展，包括eMMC(embedded MultiMedia Card)和UFS(Universal Flash Storage)。其中，由JEDEC协会所制定的eMMC，是将MMC Controller跟NAND Flash封装成一颗芯片，如此一来，移动设备就不用顾虑NAND Flash制程与规格的改变，只要与新时代NAND Flash搭配的Controller能与韧体搭配即可，借此并能缩小体积并简化电路设计。2013年全球约有4.5亿部移动设备均使用eMMC。

至于现在跑得最快的最新的技术(UFS)，则是结合eMMC和SSD所使用的SATA技术，目前UFS 1.1规格传输速率达到3Gbps，未来UFS 2.0将可进一步达到6Gbps。许峰诚指出，由于UFS跟既有的eMMC界面不同也无法兼容，相关产业供应链尚未齐全，因此预估UFS产品在今年才会有小量产品出货，且因为成本较高，所以初期将瞄准高端市场，预期UFS与eMMC两者将会并存于市场上一段时间。

物联网风潮来袭  影响存储器市场

在介绍DRAM与Flash的发展后，许峰诚并强调，未来最值得注意的应用趋势非物联网莫属，他引述一份针对800位企业领导人所进行的调查指出，约96%受访者表示该公司将在未来3年内以某种方式使用物联网；约76%受访者表示公司内部正在探索使用物联网；约68%表示该公司已开始规划物联网的相关预算。

再者，根据思科(Cisco)估计，目前全球约99.4%的实体物件都未联网，这意味着约1.5万亿的物件中仅100亿件联网；也代表目前每个人身边约有200件物品可以联网。

看好物联网商机，思科已设立1亿美元的物联网投资基金。英特尔(Intel)也发表了一款约SD记忆卡大小的处理器芯片Edison，可置于任何设备甚至服饰上，目的就是要将所有物件「智能化」。

以市场规模来看，2020年物联网装置数量将达移动智能装置的3倍。这些迹象都显示物联网已是不可逆趋势。此外，包括穿戴式装置、电竞市场、3D打印、智能车辆、云端应用等趋势，也将左右存储器的需求和发展方向，值得业者持续关注。

选择合适测试工具  创造最大效益

在谈完全球存储器未来趋势与发展后，益达仪器产品经理洪嘉鹏则与在座来宾分享DDR4与NAND Flash测试技术的进展。他指出，测试的关键技术可分为无形和有形两部分，无形就是指合适的人员及团队；有形部分则是意谓合适的工具。

益达仪器能提供的就是有形的工具，且是在功能和价格方面都能符合需求的合适工具，能针对Source的取得、Wafer与颗粒的品质、IC可用率的规范与提升，成品与半成品的制作良率、客户端品质回馈、RMA/FA与整个验证Cycle等充分发挥价值，协助客户创造倍数以上的利润。

洪嘉鹏强调，测试设备的建置，从一开始的选择就很重要，而TRIAD的TurboCATS机器能提供最大幅度的共享性，让采购者可以尽可能地减少Implement Cost。

且由于产品系列完整，因此无论是Module或者IC机台，益达和TRIAD都能提供中端、高端到量产的对应解决方案。测试涵盖范围从SDRAM、(LP)DDR1/2/3、(LP)DDR4、NAND Flash、NOR Flash、SPI NOR、Pack as MCP、eMMC、eMCP、SODIMM、RDIMM、LRDIMM、FBDIMM、Customized Module等皆有支持。

提供共通、进阶和定制功能  完整满足需求

接下来，洪嘉鹏并以DRAM和Flash的范例，介绍部分机器的一般共通功能、进阶应用与定制部分。首先，他强调全系列TRIAD TurboCATS产品都采用一致性的UI设计逻辑，客户只需要透过直觉式的界面，就可以完成设定。且由于是相同的界面设计逻辑，因此使用者只要熟悉一个机型，就可以在不同平台间快速切换，可减少学习成本并加速产品开发与研究。

此外，群组化的设计可以避免大量输入文字的需求，并减少设定错误以及反覆输入。也就是说，每次设定皆可存储设定档案(Test File)，后续只要把设定档Load进来，就可以测试，确保测试品质与设定相同。在团队使用单一设备的情况下，如此更能有效进行实验分配与管理。再者，设定内容可以加密，即使提供设定档案给Operator，甚至测试外包厂商，也不用担心Know-how外流。

在判定方式方面，无论是针对IC或Module都是提供两种判定方式，一是Detail log，另一种则是图像化判定。在图像化判定中，使用者可以快速确认Fail IC与Circuit，执行进一步分析及验证。如此可以缩短验证判定的时间，加速产品推展速度。

至于Detail log，也就是详细的测试结果，以DRAM来说，客户可以看到Rank/Bank/Row/Col/DQ的Fail，Flash方面则可以看到Plane/Block/Page/Col/DQ的Fail。有了这些详细测是结果，后续可以做很多分析并产生更大企业知识与智能价值。

另外还有一个更进阶的功能Fail Bit Map，对此，洪嘉鹏说明指出，若RD需要知道IC Fail的bit的physical address，也就是实体的位置，可以透过输入颗粒本身的scramble rule，系统就会自动转换physical与logical 的failure address，提供实时的Fail状况，让进阶RD人员能清楚的了解目前颗粒的实际状态，进而进行更实质的分析以提出制程和测试的改善对策。另外还有Shmoo功能，可以大幅缩短验证时间，确认产品Fail的条件参数坐落位置。

采用类似C(C++)语法  进入门槛低

谈完设定测试结果呈现，洪嘉鹏接下来介绍如何透过工具找出问题所在。一般而言，无论是对DRAM或者Flash，Script Code都很重要，不同的跑法(Algorithm)搭配写入与读出的值，再加上不同电压与Timing，就可以对DRAM或者Flash进行较完整的测试。

TRIAD的机器提供类似C(C++)的程序语法概念，使用者不需学习复杂的组合语言，只要有一定程度的写程序经验，加上测试概念，就可以轻易在TRIAD的机器上撰写程序并验证确认DRAM或NAND的功能与品质状况。

因此，对于先前使用过大型ATE设备或者写过MB测试程序的客户而言，要切换到TurboCATS系列产品所使用的语法结构是相对容易的。除了大量的标准语法，TRIAD的机器更提供定制化专属语法，让客户能实现自己研发出来的测试想法。洪嘉鹏强调，选对测试工具，无疑可以让测试进行得更快速、更有效率。

展望未来，半导体产业微利时代来临，许多IC制造业者面临资本支出的缩减，每个生产环节都备受重视，绝大部分的经营者以「节省」下来的支出，当作公司的「获利」，并以此提升公司竞争力和每股盈余(EPS)。

TRIAD与益达仪器听到客户的心声，与客户共同面对挑战，将持续提供高品质与具价格竞争力的测试设备和解决方案，并以专业的服务品质协助客户提升竞争力，创造价值，进而克敌制胜。期许让台湾所有客户都可以不断发挥创意，找到机会与可能，并在全球不同领域中，皆能大放异彩。