編者按:
手機、電腦、互聯(lián)網(wǎng)已是現(xiàn)代生活中不可或缺的重要組成,人們在享受著現(xiàn)代信息技術帶來的快捷方便中,實現(xiàn)了足不出戶盡知天下事,輕巧按鍵便把萬里之遙變成咫尺。
曾幾何時,坐在家里辦工、不管人在何方,隨時就能找到,只是人們美好愿望中一個遙遠的夢想。如今,隨著現(xiàn)代高科技的飛速發(fā)展,IT技術日臻成熟,特別是IC技術廣泛滲透進生活的方方面面,夢想已經(jīng)變成現(xiàn)實。無論在簡單的家庭生活中,還是在復雜的航天航空中,都有IC技術產(chǎn)品的存在,小小的集成電路芯片在電子信息產(chǎn)業(yè)和人們的日常生活中發(fā)揮著巨大作用??梢哉fIC技術的普遍應用,為現(xiàn)代社會中的生活炫出了一個又一個靚麗精彩。
IC是集成電路英文IntegratedCircuit的縮寫,是基于半導體技術發(fā)展起來的現(xiàn)代高科技產(chǎn)品。IC的高集成度和小巧輕便的特點使之在現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)得到廣泛的應用,逐步成為一個嶄新的行業(yè)。又因其從設計到正式產(chǎn)品各個環(huán)節(jié)需要不同的條件而清晰地形成了四個相互銜接而又各自獨立的專業(yè),即IC設計、IC制造、IC封裝、IC測試。
IC測試,電子設備的“芯電圖儀”
集成電路產(chǎn)品在網(wǎng)絡設備、航空航天、工業(yè)自動化、IC卡、汽車電子、國防裝備、數(shù)碼產(chǎn)品及各種家電產(chǎn)品等諸多方面廣泛使用,促進了整個社會生產(chǎn)力水平的不斷提高,推動了國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。在現(xiàn)代社會中,人民生活水平提高、企業(yè)技術進步、科技創(chuàng)新發(fā)展、國防實力增強都離不開先進的集成電路技術支撐。為了保證各種電子產(chǎn)品使用的集成電路質(zhì)量優(yōu)良、功能可靠,首先要對集成電路的技術指標、性能進行檢測驗證,只有各項技術指標達到設計使用要求,才能進入市場實際應用,這種驗證檢驗就是IC測試。由此可見,集成電路測試驗證在整個集成電路技術領域有著舉足輕重的作用,從IC業(yè)內(nèi)的一句話可以看出IC測試在集成電路行業(yè)發(fā)展中占有的重要地位:“測試不是萬能的,但沒有測試是萬萬不能的。”
世界上最早的Mode1300型半導體測試儀是1960年由美國仙童半導體公司推出的。同年成立的泰瑞達公司是世界上最早的專業(yè)集成電路自動測試設備生產(chǎn)企業(yè)。1967年,泰瑞達公司把電子計算機與測試設備結(jié)合起來,為自動測試儀(ATE Automatic TestEquipment)開辟了新天地,是ATE發(fā)展史上的一個重要里程碑。
集成電路測試儀(ATE)的發(fā)展過程大致經(jīng)歷了五個時代:第一代測試儀始于1965年,測試對象是小規(guī)模集成電路,測試管腳達16個;第二代測試儀始于1969年,測試對象是中規(guī)模集成電路,測試管腳達24個,采用計算機控制,第三代測試儀始于1972年,測試對象是大規(guī)模集成電路,測試管腳達128個,功能測試圖形速率達20MHz,1980年測試儀進入第四代,測量對象為超大規(guī)模集成電路,測試管腳高達256個,測試功能圖形速率高達100MHz,隨著SOC電路的出現(xiàn)和發(fā)展,SOC電路測試儀即第五代測試儀同步誕生和發(fā)展,其測試管腳高達1024個以上,測試速率也達到了GHz的水平。
集成電路測試系統(tǒng)按用途可劃分為通用測試系統(tǒng)和專用測試系統(tǒng)。通用測試系統(tǒng)適用于多種數(shù)字電路或模擬電路、數(shù)?;旌想娐返臏y試,專用測試系統(tǒng),則是專門用于某一類電路(如存儲器、運算放大器等)的測試。按測試的目的可劃分為特性測試、產(chǎn)品測試、老化測試和入廠測試。按測試對象則可劃分為數(shù)字集成電路測試系統(tǒng)、模擬集成電路測試系統(tǒng)和數(shù)模混合集成電路測試系統(tǒng)。在各種集成電路測試系統(tǒng)的市場中,混合信號測試占有相當?shù)谋壤?,如家電中的洗衣機電路、收音機電路、彩電電路、錄相機電路、電話機電路、電表電路、數(shù)碼照相機電路、數(shù)碼攝相機電路等,都大量使用數(shù)?;旌霞呻娐?,由此可見,數(shù)模混合集成電路測試儀是IC測試系統(tǒng)市場的主流產(chǎn)品。
IC測試市場,激烈的爭奪戰(zhàn)
由于集成電路應用范圍廣、涉及到國民經(jīng)濟發(fā)展的各個行業(yè),特別是在被稱為“電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)”的兩次海灣戰(zhàn)爭中,顯示出了巨大的威力。因此,集成電路行業(yè)已成為全球矚目的重要關注點,也引起了全球IC測試行業(yè)對IC測試市場的激烈爭奪。尤其是掌握集成電路測試設備領先技術的美國Teradyne、Agilent、Credence、Schlumberger、LTX等公司、日本的Advantest、安立等公司,每年都要投入大量的研發(fā)經(jīng)費用于新產(chǎn)品的開發(fā),始終占據(jù)著全球的高端測試產(chǎn)品市場,他們的集成電路測試設備占有全球80%以上的市場份額。
自從1965年我國第一塊集成電路問世到今天,中國集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走過了40年的發(fā)展歷程。改革開放、發(fā)展經(jīng)濟,更有力地促成了集成電路行業(yè)的高速增長。2006年1-9月份國內(nèi)的集成電路行業(yè)共實現(xiàn)銷售收入734.5億元,同比增長率49.2%,總產(chǎn)量達到274.2億塊,增長45.8%。預計中國集成電路市場在2010年前仍將保持年均30%以上的增長速度,從而成為全球增長最快的集成電路市場之一。
但是,在國際上,我國由于受到巴黎統(tǒng)籌委員會(簡稱巴統(tǒng))對測試技術的限制,使我國的IC測試長期處在受制于人的局面。同時,我國巨大的集成電路市場吸引力,又使國際上和臺灣地區(qū)的集成電路測試設備生產(chǎn)廠家對中國大陸的IC測試市場青睞有加、紛紛摩拳擦掌,欲在我國的IC測試市場建立霸主地位,這必將引起我國集成電路測試裝備市場形成更為激烈的競爭格局。
IC測試,絕不能受制于人
為了打破國外在IC測試技術上對我國的限制,發(fā)展我國的集成電路產(chǎn)業(yè),在上個世紀70年代初國內(nèi)開始了對集成電路測試儀的研制工作。由于歷史的原因和技術的滯后,我國的IC測試技術一直在低水平緩慢地發(fā)展。從20世紀80年代初期開始,在信息產(chǎn)業(yè)部的直接關注下,成立了國內(nèi)唯一一家從事IC測試技術研究和測試設備研發(fā)的專業(yè)機構(gòu)——北京自動測試技術研究所。迄今為止,國內(nèi)專門從事IC測試技術應用研究和IC測試設備開發(fā)研制的科研機構(gòu)也僅此一家。這個研究所建所以來,不僅承擔了國家“六五、七五、八五”發(fā)展規(guī)劃中多項關于IC測試技術的重大科研項目,取得了一系列高水平科研成果,建立了國內(nèi)第一個大型集成電路測試程序庫,還研制成功多種用途的集成電路測試系統(tǒng),并廣泛應用在軍工和民用集成電路的科研、生產(chǎn)領域,解決了我國集成電路第一條國產(chǎn)化生產(chǎn)線急需的配套測試設備問題,承擔了國家二代居民身份證的檢測,而且更重要的意義在于:每當該所不同水平的科研成果公開發(fā)布后,“巴統(tǒng)”隨即取消對我國進口相對應水平集成電路測試儀的限制。研究所成功地打破了國外的技術限制,初步形成了我國自己的IC測試科學研究應用體系。
競爭不可避免、挑戰(zhàn)就在眼前。僅就我國現(xiàn)在的IC測試技術而言,在全球同行業(yè)中只是中低端水平,IC測試技術裝備的競爭力遠不是國際上同行業(yè)的對手。來自世界的強勁挑戰(zhàn)已經(jīng)迫在眉睫,我國的集成電路測試業(yè)如何應對,這是對我國集成電路測試業(yè)的一個嚴峻考驗。
根據(jù)國家“十一五”發(fā)展綱要的精神,國內(nèi)IC測試產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進步、有效競爭能力必然是立足在自主創(chuàng)新的基礎上,也只有自主創(chuàng)新的高科技產(chǎn)品才是打破國外技術限制和高價格壟斷的有效手段。為此,必須要緊緊抓住三個節(jié)點,以求突破:一是要正視我國集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有的技術水平與世界先進水平還存在相當?shù)牟罹?,這種差距只能在大力度自主創(chuàng)新的進程中縮??;二是技術的自主創(chuàng)新過程需要強有力的財力和過硬的技術團隊作為基礎保障,僅依靠企業(yè)自身的力量遠遠不夠,需要國家的有力支持、行業(yè)的團結(jié)合作才能實現(xiàn);三是IC測試技術的自主創(chuàng)新需要高水平的專業(yè)技術人才。IC測試是科技含量高、知識密集的產(chǎn)業(yè),專業(yè)技術人才尤為重要。但我國現(xiàn)有的高等教育中沒有IC測試專業(yè)教育,IC測試技術人才都是來自于電子學相關專業(yè),長期的技術人才缺乏對測試技術快速發(fā)展形成了瓶頸式的制約。
為了把人才培養(yǎng)與技術創(chuàng)新有機結(jié)合起來,北京自動測試技術研究所、北京半導體行業(yè)協(xié)會、北京華大泰思特半導體檢測技術有限公司、北方工業(yè)大學等有關科研院所、科技企業(yè)和高校聯(lián)手,以“產(chǎn)、學、研”相結(jié)合的方式,共同進行“北京集成電路測試研發(fā)基地”的建設,填補了國內(nèi)專業(yè)集成電路測試技術教育上長期的空白,不僅可以有效緩解目前國內(nèi)微電子教育和微電子產(chǎn)業(yè)技術快速發(fā)展之間的矛盾,為國內(nèi)培養(yǎng)急需人才提供有利條件,而且同時建立起完善的集成電路測試服務平臺,發(fā)揮測試服務平臺專業(yè)、中立的測試驗證和評價功能,為集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供完整公正的技術支持,有力地促進了測試設備自主創(chuàng)新,有望組成一條以自主研發(fā)的測試設備為主力設備的測試生產(chǎn)線,實現(xiàn)IC測試裝備國產(chǎn)化。在3到5年內(nèi),可建設成為研發(fā)水平、技術創(chuàng)新、生產(chǎn)能力在國內(nèi)同行業(yè)堪稱一流的集成電路測試研發(fā)、生產(chǎn)基地,使我國集成電路測試產(chǎn)業(yè)的總體水平與國際先進水平的差距從目前的3個技術周期縮短到1至2個技術周期。預計到2012年,我國將擁有國際集成電路測試的主流技術,在測試軟件設計、測試設備開發(fā)等方面的發(fā)展水平與世界先進水平同步。
隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展進步,高度集成的電路將快速地走進百姓生活,未來社會中更先進的電子產(chǎn)品會給人類生活帶來更多意想不到的便捷和快樂。為了讓這快樂更圓滿,為了讓生活更五彩斑斕,IC測試的進步與發(fā)展,必將為人們的生活奉獻出一份又一份的精彩。
(本文由北京市科學技術研究院北京自動測試技術研究所提供)