本土測試設備正處于高速增長期。根據SEMI的數據,2020年測試設備的全球市場空間約48億美元,行業復合增速6%左右;中國市場規模約60億元人民幣,行業復合增速在20%左右,高于全球。 一方面,華為、中芯事件更進一步凸顯了國內半導體設備自主可控的緊迫性和必要性,半導體產業的國產替代浪潮為本土測試設備帶來極大的發展空間;另一方面,新興產業迅速崛起也為測試設備帶來了巨大的增量市場。 無論是晶圓、芯片測試階段的甄別良劣,還是芯片設計階段的優化設計,芯片測試設備的穩定性與可靠性都作為確保產品質量的關鍵手段之一,被越來越多的人重視,在產業中占據重要位置。 數字芯片測試設備的技術突破點在哪?相關產品的高效研發及快速量產背后隱藏著哪些訣竅?目前ATE賽道的產學轉化如何?如何打通產業與高校之間的壁壘? 本期節目我們邀請到杭州加速科技有限公司創始人、CEO鄔剛先生,一起來聽他剖析國產ATE設備的發展現狀與未來趨勢。
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用跨界思維“加速”測試機難點突破
別人測不了的,我們可以測,別人能測的,我們效率高!
產學轉化,培養人才,是情懷還是責任?
用跨界思維 “加速”測試機難點突破
幻實(主播)
本期節目我們邀請到一位知名測試設備企業的創始人,先請他簡單介紹一下自己。
鄔剛(嘉賓) 大家好,我是加速科技的創始人鄔剛,也可以叫我Eric。
幻實(主播)鄔總是我們艾新科技四期的校友,也是我們芯片揭秘的好朋友。
前段時間我查閱加速科技的股東名冊時發現,包括小米在內的多家上市公司已經成為加速科技的股東,從創業到今天取得這樣階段性成果,有沒有什么感想和大家分享?
鄔剛(嘉賓)我們在半導體產業里還是初級的學生,我們只是把原來在通信領域高性能計算的一些技術“嫁接”到了半導體領域,使我們能在國產數字芯片測試機方面有所突破而已。
幻實(主播)先給我們講講加速科技致力于什么產品的研發?你們的設備是如何實現國產替代的?
鄔剛(嘉賓)加速科技以FPGA設計、高速通信技術、高性能數字信號處理技術、高精度模擬技術為基礎,將相關技術應用于半導體測試領域,是業界領先的數字混合信號測試設備提供商。我們的產品可用于測試晶圓質量及封裝之后的芯片質量,主要是電性能的測試設備。
我們團隊大部分成員是做高性能通信和高性能計算出身的,隨后我們找來優秀的模擬技術人才加入,并在一年后成功研制出國內首臺250Mbps及以上的高性能數字混合信號測試系統。
因為測試機對可靠性、穩定性、一致性有很高的要求,所以我們又花了一年多的時間完成了所有相關產品的量產工作。2019年年底,我們的測試機累計完成了幾千萬顆芯片和幾千片晶圓的測試。
幻實(主播)有句話是這么講的:表現的有多輕松,背后就有多少默默無聞的努力。聽起來你們的產品研發過程順風順水,背后有印象深刻的辛酸回憶嗎?
鄔剛(嘉賓)既有背后的辛酸,也有方法論的成功。其實我們進入這個行業是機緣巧合,我是芯片設計出身,加速科技以前的主要業務是算法加速,用可編程邏輯器件實現各種高性能算法。
后來我們發現測試賽道的一個切入點:過去15年,數字芯片測試技術被美國、日本壟斷,很多人跟我們講:相關領域測試機的瓶頸一直難以突破。這激發了我們濃厚的興趣,為什么突破不了呢?于是我們就充分分析了芯片測試設備的技術來源和技術演進。
我們發現測試設備的核心突破點實際上是高速的通信技術,高性能的數字信號處理技術和高精度的模擬技術,而前兩者恰恰是我們整個團隊過去多年的積累。
當然這個過程中存在非常多的問題,畢竟不同行業有不同行業的Know-How,遇到困難時,我們需要用跨界思維找到解決問題的方法。
在產品研發的過程中我們發現:如果把各種可能的排列組合都算上,那將是一個巨大無比的測試坐標系,想要把所有的測試產品覆蓋大約需要17年。后來,我們用高速通信技術及數字信號處理技術將整個過程縮短至5個小時。
當時,我被很多人問過以下兩個問題:第一,你們憑什么能把數字芯片測試機做出來?我覺得是因為我們可以用跨界的領先技術,對這個賽道遇到的困難進行“降維打擊”。
第二,你們如何保證設備的穩定性、可靠性、一致性?我們使用的技術能夠保證產品的整個系統是收斂的,所有的設備在發貨之前都經歷過嚴格的測試,即使出現問題,也能在極短時間內找到問題的解決方案。
別人測不了的,我們可以測,別人能測的,我們效率高!
幻實(主播)
你們產品的賣點體現在哪里?
鄔剛(嘉賓)
首先,我們利用最新的通信技術使整個測試機工作效率非常高,擴展性非常強,可以兼容各種測試要求,因為我們深知測試效率對測試廠和設計公司而言是降低成本的重要手段。
其次,在我們的產品中,包括硬件設計、FPGA基本算法調度以及一些軟件都由我們自研,所以我們可以修改任何一個地方。在充分了解客戶需求后,我們甚至可以通過底層算法幫助客戶提升性能。總結而言就是:別人測不了的,我們可以測,別人能測的,我們效率高。
加速科技多樣的測試解決方案矩陣(圖源:加速科技)
幻實(主播) 目前,加速科技有幾款產品上市,未來有著怎樣的產品規劃?
鄔剛(嘉賓)2019年我們發布了250Mbps的數字混合測試機臺,它總共分4個型號:160通道、320通道、640通道、1280通道。 2020年,我們發布了ST5000,有512通道和1024通道兩種型號,從測試速率上分為兩個版本,500Mbps的測試速率和1Gbps測試速率。這款產品應該能夠代表這類測試機的國產最高水平。 今年,我們已經著手研發下一代產品,預計年底會做出1.6Gbps測試速率的測試機,driver通道可以做到2048,普通I/O通道可以做到5120,預計可以兼容多種SoC、 存儲等方面測試的機臺。 我們整個團隊經過5年的積累,基本可以做到一年研發一臺測試機,兩年實現設備量產。
幻實(主播) 你們擁有一支特別能打仗的團隊。
鄔剛(嘉賓)我們希望通過自己的技術給整個行業帶來新的能量,幫助本土的芯片設計公司和測試廠降低測試成本,從而滿足包括系統級封裝環節中各種新工藝芯片測試在內的新需求。
產學轉化,培養人才是情懷還是責任?
幻實(主播)
了解到您還有一個身份是西安電子科技大學通信工程學院對外合作的副院長,您為什么會承擔一個這樣的身份呢?
鄔剛(嘉賓)西安電子科技大學是我的母校,它是一個特色非常鮮明的工科院校,我希望利用手中的一些資源幫助高校做產業對接,這是我的初衷。
幻實(主播) 您覺得現在高校在產學研轉化和人才培養方面欠缺的是什么?
鄔剛(嘉賓)實際上高校對產業的理解相對較少,更多聚焦于科研和教學。就像西電這樣的高校,工科的工程化能力非常強,一些專業的全國就業率排名已經達到第一,但在與產業對接時,依舊存在著問題。產業想要的人才往往與學校提供的學生有著差距,比如在半導體產業的裝備和測試領域,缺乏實操人才;制造廠和設計公司缺乏有實際工程經驗的人才,這恰恰是我們本科教育培養中相對比較弱的環節。 我們十分希望能夠運用手上的資源構建高校與產業之間的橋梁。一方面,促使高校與產業進行更多的對接,使得學校的一些技術或者說科研成果能夠得到轉化,同時幫助產業解決一些技術問題。另一方面,也希望能讓學校了解產業的需求,培養更多契合的人才。 現在,我們不僅做出了性能優越的測試機,還想培養測試行業(尤其是數字芯片測試領域)的測試工程師。與模擬芯片測試不同,數字芯片測試不僅需要對每一顆芯片進行電路設計、程序開發,還有工裝設計等各方面的工作。所以,數字測試工程師崗位需求的是復合型人才,整個行業都十分稀缺。 中國現在有一兩百家測試廠,但大部分廠商都在做模擬芯片測試,這是為什么呢?實際上不是他們不想做,而是不會做,很多企業缺少相應的的工程師開發程序。
2018年全球ATE市場結構(左)與2018年國內ATE市場結構(右)
(圖源:泰瑞達年報;賽迪顧問)
所以針對這一痛點,我們寫了一本書叫《集成電路測試權威指南》,它也是國內第一本集成電路測試領域的工程化指南。我們希望它以后可以成為這個行業的寶典。
加速科技創始人鄔剛向芯片揭秘主播幻實介紹《集成電路測試權威指南》
另外,我們將實訓平臺與測試設備相連,通過大約4個月的時間,就可以培養出產業認可的測試工程師。未來,我們預計每年培養100名以上測試工程師,幫助我們的客戶快速實現數字芯片測試。
幻實(主播)你們不僅在鉆研設備,同時也在幫產業培養人才、幫助客戶提升技能。作為一個創業者,我覺得這可以說是一種情懷,畢竟教育并不賺錢。
鄔剛(嘉賓)教育確實不賺錢,但我們會堅持做下去。
幻實(主播)最后,您想借我們這個平臺發出怎樣的呼吁呢?
鄔剛(嘉賓)第一,我們希望產業內的設計公司、測試廠、封裝廠能夠給國產測試機更多的機會;第二,我們希望能為國內的設計公司和測試廠提供更高性價比的測試解決方案;第三,我們希望大家能夠組成聯盟,一起培養更多的人才,攜手構建完善的產業生態。
隨著5G、AI和自動駕駛為代表的新興領域芯片產品性能的不斷提升、使用場景更加苛刻,對于芯片測試提出了新的挑戰,同時也帶來了新的機遇。5G芯片在數據量、數據的傳輸的可信度、收發功率上有了很大的提升,同時帶內帶外傳播數據的失真度/EVM要求更高;人工智能芯片測試的數據更多,要求更大的電流,同時接口速度更高;自動駕駛芯片重點之一是提高安全性,從參數上要做更多的測試,不管是壽命的測試、高低溫、壓力測試等。 芯片測試設備賽道的大熱及其對測試精度、數據分析能力、并行測試數量及測試速度要求的提升將吸引包括高速通信、高性能數字信號處理等領域眾多人才加入,從不同專業角度為這個行業帶來新的變革,為本土半導體產業生態建設注入更多能量。
原文標題:芯片揭秘 | 聽前華為老兵如何使用“跨界技術”加速實現ATE國產替代
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