存儲多元化發展 檢測設備變革期來臨

20世紀70年代末期，國外開啟了對于存儲測試技術的研究，而國內在1983年首次提出研究數據的存儲測試方法，在80年代至90年代，中國研制成功存儲測試系統。但是到了今天，隨著人們對智能化的追求步伐越來越快，數據爆炸式增長，市場對大容量存儲器有了硬性需求，單個的存儲芯片已經難以滿足設備運行中大量數據流的讀取和儲存。于是，各大存儲設備廠別出心裁，推出了一種創新模式，也就是“疊加存儲”——將多個存儲器與邏輯芯片封裝在一起，形成單獨的芯片。一方面，在邏輯芯片的幫助下，存儲芯片可以完成較高速度的讀取；另一方面，多個存儲芯片疊加在一起，增大了存儲容量。但是，這種方法在滿足市場對存儲器性能要求的同時，也對存儲器測試設備廠商也產生了一定的挑戰。

邁向中檔測試設備

據SEMI統計，2018年全球半導體測試設備銷售額約54億美元。中國大陸半導體測試設備市場空間或超8億美元，其中模擬測試機市場空間約4億～5億元。隨著中國集成電路產業的快速發展，國產半導體測試設備技術不斷進步，模擬、電源、存儲和分立器件測試機正逐步邁向海外市場，部分國產測試設備公司主動向海外擴張尋找新的增量。

半導體測試設備是半導體制造鏈中不可或缺的一環。按照層次的不同可以分為高、中、低三檔。高端產品主要針對高性能CPU，DSP，高速、大容量存儲器及高端SOC、ASIC電路；終端產品主要針對消費類IC、通用類的存儲器、微控制器、數/模混合IC及不斷出現的SoC、ASIC類芯片；低檔產品是指一些獨特的數字測試系統。在這三類測試設備中，國內目前主要偏重于低檔產品，但是隨著近幾年的發展，向中檔產品邁進的趨勢越發明顯，在各路資金的支持下，國產中檔測試系統已經研制成功，目前正進入小批量生產階段。

在中檔產品中，全球ATE設備的市場空間里，SoC測試機占比70%以上，存儲器測試機占比約20%，剩余10%為其他類型的測試機。愛德萬和泰瑞達是全球中高檔最大的自動化測試設備（ATE）供應商，共占全球市場份額80%～90%，在存儲器測試領域，兩者也是業內標準，中國的嘉合勁威在去年發布了自主研發的存儲顆粒測試設備——銀芯一號、二號。銀芯一號主要針對的是閃存的存儲顆粒，而銀芯二號主要針對固態硬盤的存儲顆粒。

存儲器升級，測試設備面對挑戰

但是，現在的存儲器測試設備與以往又有一些不同。產生變化的原因來自于存儲器近幾年的發展趨勢。例如Flash，大容量存儲成為了一種需求，市場對存儲芯片的消耗越來越客觀，為了迎合消費者的需求，存儲廠商選擇將存儲器“封裝化”。

“許多個Flash一起封裝到一顆小芯片內，疊加到一起，既能產生高速接口，又能滿足容量的擴充。例如，現在人們用手機拍照，你會發現有時拍完景色后，照片是慢慢的變為高清圖片的，但是當Flash封裝到一起后，人們用手機拍照片，就可以在手機屏幕顯示出影像的同時，快速地實現高清存儲。”泰瑞達（上海）有限公司中國區總經理晏斌告訴《中國電子報》記者。

這種存儲器變化趨勢既能解決高速接口，又能滿足擴大容量，但是卻對存儲器設備制造廠商帶來了許多挑戰。晏斌告訴記者，在單獨芯片上封裝到一起的，不僅僅有多個Flash，還有除了存儲器之外的其他芯片。例如，邏輯芯片以及控制芯片。“因為Flash是疊加在一起的，就需要存儲器控制芯片來進行存儲位置的管理。這就意味著，存儲設備在進行檢測的時候，代碼算法不能像以前一樣只進行存儲器的檢測，還要對相應的邏輯芯片、控制芯片等進行檢測，這就不是單單的存儲檢測了。”晏斌說。

“以前的設備，我們只要測試Flash就可以。加入邏輯芯片后，檢測設備須進行兩次檢測。第一次檢測Flash是否質量過關，第二次檢測高速，也就是邏輯芯片和控制芯片的性能是否過關，這使存儲測試設備廠商需要一筆很大的投資。”晏斌說。

除此之外，晏斌還表示，目前的技術，兩道測試還無法進行同時監控，如果兩者之間出現交互問題，是無法檢測出來的。“這是很大的挑戰。我們必須有一種新的機器，能夠同時檢測兩者。泰瑞達經過很多努力，才能夠使得基材在老的測試設備上進行簡單的升級，來同時完成對存儲芯片的檢測以及對邏輯芯片、控制芯片的檢測。”晏斌說。

“從Flash的角度來說，這種封裝在一起的辦法會是一種趨勢，未來的封裝也會多樣化，各種器件或許都會加入其中，這對存儲設備檢測廠商來說，既是趨勢，也是挑戰。”晏斌說。

順應趨勢，本土廠商需要抓住機遇

目前國內嘉合勁威推出的存儲顆粒測試設備銀芯一號和銀芯二號的檢測過程包括基礎測試、DC測試（開短路測試、漏電測試、IDD測試等）、功能測試/模擬測試、速度測試、老化測試等，尚無對存儲控制芯片以及邏輯芯片的測設功能，國內廠商雖在低端產品上布局很多，但是中端產品的測試設備，例如存儲器的測試以及疊加Flash的測試設備還需要進一步發展。

隨著國家集成電路產業投資基金（大基金）的推動、科技創新戰略的提升、政策扶持力度的加強，國產存儲品牌開始嶄露頭角，本土的存儲封裝測試設備也開始萌芽，這無疑將給國產存儲行業帶來發展機會。一方面，國際ATE龍頭在技術方面以及市場拓展方面均面臨平臺期。另一方面，本土晶圓廠商、封測廠商發展迅速，尤其是2019年會有很多本土晶圓產品推向市場，為本土測試設備業創造重大崛起機會。此外，終端消費產業進入變革期，測試需求逐漸趨向多元化，對客戶的服務將會更加細分，這就容易衍生出很多細小的領域，為國內測試設備廠提供更多的機遇。

進入2019年，全球半導體市場進入轉折期，雖然成長速度要較2018年緩慢很多，但是在中國整個大環境的作用下，中國廠商有機會出現逆市增長，尤其是存儲器測試設備廠商。但是存儲器測試設備廠商發展離不開整個產業鏈上下游的共同努力，作為半導體制造過程中的重要一環，存儲器測試設備廠商仍需要與伙伴精誠合作，共同發展。