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芯片|一颗小小芯片 为何会产生那么大的热( 三 )


除了关注电源静态、动态的部分，在电源的外围电路设计上，socket、探针卡、loadboard等与电源的性能也是息息相关 。
测试仪表的动态响应对直流电源的表现影响非常大，优秀的电源方案可以帮助减少外围电源电路的复杂度 。传统的ATE解决方案首先需要板卡提供能量供给，大多供给从直流部分到100kHz的频域范围，针对低频、中频、高频等其他频段也需要增加不一样的外围电路，致使整体电路比较复杂 。
泰瑞达侧重于简化电路设计，通过ATE本身就能提供从低频到中频的输出能力，不需要增加额外的外围电路，尽可能减少电容数量 。在实际操作中，只需加入较少种类的低ESR/ESL陶瓷电容来帮助改变高频特性，令单个型号就可满足输出的动态性能 。
这样的好处在于：1）降低电容值以加速恢复时间；2）电容少意味着充放电时间更快，也就意味着充放电的能量会变少，这样可以加速测试时间并降低socket被能量损伤的概率；3）降低电容使用种类，在使用单一电容的情况下，可以降低电路发生谐振、慢恢复等的可能性 。
另一个比较大的挑战在于测试单元，大功率的先进制程芯片功率耗散非常大，多数输出的能量最终都会转化为热量 。我们在测试时要避免芯片无限制地升温导致芯片“被烧坏”，而是希望在测试参数的时候做到可重复、可重现，使芯片维持在稳定的情况下测试，保证所有收取数据的一致性 。最直接的办法可采用在测试单元的时候使用ATC（Automatic Temperature Control），常见的办法有三种：方案一）DUT Power Monitor；方案二）Die Temperature Monitor；方案三）Package Temperature Monitor 。
芯片|一颗小小芯片 为何会产生那么大的热
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三种方式各有利弊，在时间上的效益也不同（如上图），泰瑞达更加倾向于使用方案一，其优点在于可以更早预判芯片接下来可能发生的状态并提前介入；其次，泰瑞达测试机原身也能够支持这种方式，输出每一个DPS当下负载的百分比以及输出电压的大小 。
在很多实际量产的案例中，泰瑞达已经使用了这种监控方式，对比方案二、三可以更早预知芯片的实际工况 。
芯片功率不断加大的情况下电路变得更加复杂，我们希望在测试的过程中所有的socket、探针卡、loadboard等都能得到比较好的监控，保证在短路、接触不良等异常情况发生时不会因此而损坏测试部件 。
为避免这种情况发生，泰瑞达在设计大部分测试板卡的过程中会添加实时的报警机制，一旦任何异常发生，能够在不影响其他设备生产和中断生产的情况下，通过测试机作出实时警告，提前筛查避免异常情况的出现，减少测试漏测、质量事故等情况的发生 。
总结
半导体测试就是通过测量半导体的输出响应、预期输出、并进行比较以确定或评估集成电路功能和性能的过程，贯穿设计、制造、封装、应用全过程 。随着半导体制造工艺要求的提升，测试环节在半导体制造过程中的地位随之不断提升 。
半导体测试机的技术核心在于功能集成、精度与速度、降低成本与可扩展性 。在泰瑞达看来，测试解决方案要有足够好的静态精度及稳压能力，同时在边界情况下获得更好的鲁棒性来帮助降低失效的概率；尽可能简化外围电路的设计，降低运营方面的损失，侧面降低测试成本；最后加入警报机制来提前预判，避免发生异常情况 。
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