AI驅(qū)動的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，需要怎樣的硬件支持？

近日，基于美國國家儀器 (National Instruments，以下簡稱“NI”) 的PXI源測量單元 (SMU)，專注利用人工智能驅(qū)動半導(dǎo)體測試測量的北京博達(dá)微科技有限公司 (簡稱“博達(dá)微”) 宣布推出最新基于機(jī)器學(xué)習(xí)的半導(dǎo)體參數(shù)化測試產(chǎn)品FS-Pro，真正將IV測試、CV測試、低頻噪聲 (1/f noise) 測試等常用低頻特性測量集成于一體，實現(xiàn)在單臺儀器內(nèi)完成所有測試的需求，并將測試速度提升10倍，在低頻噪聲測試中將原本需要幾十秒的測試時間縮短至5秒以內(nèi)。

現(xiàn)如今，由于IoT發(fā)展迅猛，芯片量呈幾何倍數(shù)增長，摩爾定律已逐漸不再適用，正如新近發(fā)布的《NI Trend Watch 2018》介紹，盡管摩爾定律的適用性再次受到威脅，但以機(jī)器學(xué)習(xí)、自動駕駛為首的市場需求將持續(xù)擴(kuò)展處理能力和I/O帶寬，為推動架構(gòu)創(chuàng)新提供新的機(jī)遇。因此，為打破傳統(tǒng)儀器固有的局限而生，更加面向未來的智能測試方案也成為半導(dǎo)體測試產(chǎn)業(yè)精進(jìn)的當(dāng)務(wù)之急，而NI正是通過自身模塊化硬件的靈活性，持續(xù)助力產(chǎn)業(yè)進(jìn)階。NI亞太區(qū)副總裁Chandran Nair表示：“我們對于博達(dá)微科技利用 NI 最新 SMU 開發(fā)出的智能參數(shù)測試方案 FS-Pro 印象深刻，透過博達(dá)微科技與 NI 硬件所達(dá)到優(yōu)異的精確性與測試速度相信非常適合應(yīng)用于參數(shù)研究與量產(chǎn)測試上。”

集成高精度+高速+高通道數(shù)的NI SMU，助力AI算法企業(yè)成為半導(dǎo)體測試新勢力

事實上，這已經(jīng)不是NI和博達(dá)微的第一次合作，2017年初博達(dá)微就發(fā)布了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的第一代半導(dǎo)體參數(shù)化測試產(chǎn)品FS系列，基于NI模塊化的硬件，在測試精度和靈敏度上做了兩個數(shù)量級的提升。博達(dá)微CEO李嚴(yán)峰在NIDays 2017現(xiàn)場也直言，“從一個一年多前和測試‘絕緣’的軟件和算法公司，到當(dāng)前產(chǎn)出的市場反響度很不錯的參數(shù)化測試設(shè)備，其中很多都源于NI模塊化硬件平臺的靈活性，方便我們快速部署算法，快速部署專家經(jīng)驗到測試系統(tǒng)中。” 博達(dá)微在半導(dǎo)體參數(shù)測試中用到的NI硬件平臺正是其SMU。

以高達(dá)10 fA的電流靈敏度執(zhí)行高精度測量，在高測試速度下兼具的低噪聲測量性能，以及不斷突破的通道數(shù)，都是NI SMU在自動化測試和實驗室特性分析領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的原因。此外，NI SMU小巧的組成結(jié)構(gòu)和模塊化特性使其成為并行IV測試系統(tǒng)重要儀器，模塊化PXI平臺更能夠幫助客戶通過PXI背板觸發(fā)SMU，以同步與其他儀器的測量，包括高速數(shù)字I/O儀器、射頻分析儀、發(fā)生器、高速數(shù)字化儀。

圖1. NI 推出全新24通道高密度、高精度SMU——PXIe-4163

基于NI模塊化硬件讓AI應(yīng)用全面化，加速半導(dǎo)體參數(shù)測試是其一

使用機(jī)器代替人類實現(xiàn)認(rèn)知、分析、決策等功能的AI，正在通過計算力、算法、數(shù)據(jù)量與應(yīng)用場景等主要驅(qū)動動力加速爆發(fā)，而AI產(chǎn)業(yè)的贏家必將是那些能夠快速解決實體經(jīng)濟(jì)問題、提升行業(yè)效率，甚至是顛覆傳統(tǒng)商業(yè)模式的公司。

基于以靈活著稱的NI模塊化硬件，博達(dá)微算法團(tuán)隊將自身十年來利用算法處理集成電路工藝浮動仿真難題積累的“行為預(yù)測”、“噪聲去除”等一系列技術(shù)算法原型，迅速“復(fù)制”到半導(dǎo)體測試領(lǐng)域，使測量突破原有物理邊界成為可能，其參數(shù)化儀器一經(jīng)推出就迅速獲得市場認(rèn)可。而利用人工智能(AI)驅(qū)動測試的商業(yè)價值就是更快，據(jù)悉博達(dá)微已經(jīng)可以達(dá)到最多至10倍的效率提升;更穩(wěn)定，通過行為預(yù)知減少誤操作以及不需要的信號;更智能，通過機(jī)器學(xué)習(xí)的智能部署讓測試儀器具備越測越快的性能提升。“FS-Pro是業(yè)界首次把IV，CV和噪聲測試集成到單臺設(shè)備中，無需換線客戶即可完成幾乎全部低頻參數(shù)化表征，并將測試速度提升10倍。同時，基于NI提供的模塊化架構(gòu)，用戶可以靈活擴(kuò)展，從四通道到近百個通道，” 李嚴(yán)峰強(qiáng)調(diào)道。

圖2. 基于NI SMU，博達(dá)微推出業(yè)界首個學(xué)習(xí)算法驅(qū)動的高精度半導(dǎo)體參數(shù)一體化測試系統(tǒng)FS-Pro

從持續(xù)推出更高通道數(shù)的SMU，在兼顧半導(dǎo)體測試性能的同時持續(xù)幫助客戶降低測試成本和時間就可以看出NI在半導(dǎo)體測試領(lǐng)域的長線投入。Chandran Nair強(qiáng)調(diào)：“NI未來在技術(shù)與市場方面將會一如既往的大力支持博達(dá)微，持續(xù)為半導(dǎo)體領(lǐng)域的客戶提供更快速、更穩(wěn)定、更智能的參數(shù)化測試方案。”