布局先进封装 泰瑞达系统级测试解决方案先行
- 孙昌华／台北
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IC之音竹科广播FM97.5电台的「科技听IC」单元，主持人何致中访问美商泰瑞达（Teradyne Inc.）的技术专家Nichle Su先生的第二集内容，聚焦在半导体系统级测试（SLT：System-Level Test）的议题，SLT自动化测试设备针对已封装好的半导体芯片进行系统级的测试，以确保其在实际应用中的性能和功能表现合于规格，这种接近于实际终端使用情境的功能测试，随着高复杂、高精密度的先进封装芯片需求的激增，SLT测试设备需求也跟着扶摇直上。
先进制程节点与先进封装技术大量使用复杂的半导体IP来设计高端芯片，造成系统级测试的责任也愈来愈大，成为验证芯片制造、设计与降低生产成本的重要关键，比较自动测试机台（ATE）的测试与SLT自动化测试的差别，Nichle指出可以从前者只需要几十秒的测试时间，而SLT测试是20到30分钟的差距有着明显区别，而且SLT测试设备需要模拟完整的使用场景的软件应用，诸如软件操作系统与高复杂度应用软件的测试，所以SLT机台的运算能力需要有相当的软、硬件整合的条件，所以多半用在高单价、高运算效能的芯片愈需要完整的SLT测试的考量。
先进封装如2.5D、3D IC等技术可以将不同的裸晶包成一个大型的芯片，当中单一颗裸晶可以用ATE机台快速检测，但是当封装成一颗3D IC芯片时，无法只靠ATE机台来检测个别裸晶间的问题，所以SLT执行透过终端应用情境模拟执行功能的重要的目标，SLT虽然已经存在业界相当久远的时间，但是今天大量的3D IC芯片技术大举使用下，更确认其发展的重要性。
目前SLT测试机台常用来测试三大芯片领域，包括测智能手机用的运算处理器（AP），云端数据中心所用的高功能运算（HPC）芯片，以及汽车用芯片。透过SLT技术可以验证功能外，加上耗电与温度测试等影响，尤其最近非常夯的芯片太热的问题，这些是关系着实际运作稳定性至关重要的关键，都在SLT测试中可以表露无遗。
AI、HPC芯片激励SLT解决方案的成长新契机
特别值得一提的，HPC芯片是近年来SLT机台需求窜升的重要推手，通常因为数据中心的使用场景往往是大量数据运算的需求，除了需要准备大量的待测数据的准备之外，有时往往重要的测试会花1~2小时的时间，测试成本非常的高，也容易看到芯片的耗电与散热所需要冷却系统的设计效能，所以对SLT机台而言，随着更多的型态的应用情境的发生，各种新的测试挑战让新时代的SLT机台需要崭新的设计思维。
依封测厂的需求，若要加大SLT测试产能，通常需要大量机台的购置、安装与使用，受限于封测厂区内的楼板面积，加上用电考量与缺地盖新厂房等现实面的挑战，都让弹性化的SLT机台设计能力变得非常重要，目前泰瑞达的SLT机台可以做到用一台所需的空间配置，但是可以发挥传统SLT机型70台的测试容量及实际产能，同时可以在同一系统量产不同的产品，端赖OSAT封测厂的需求而订做。
另外，由于开发高端芯片挑战日益增加，不同的芯片的测试需求各异，SLT机台的设计也有所不同，但是泰瑞达能够使用同一个测试软件环境与使用者界面来做为验证、除错（DEBUG）与弹性测试系统设计，对整个产品团队就有莫大的助益，大量降低出错率，再者，由于同时提供后台的数据分析平台，透过大量测试数据的同步分析，节省客户的宝贵产品开发时间，让产品测试与验证流程更透明、更容易使用。
今天AI技术让大型芯片的复杂度大举提升，Nichle认为2024年可以称为SLT机台被正式认真对待与看待的一年，随着先进封装迎接2.5/3D的发展大势，SLT将扮演更重要的角色，形塑先进封装技术在台发展的轨迹。
