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编者按:
手机、电脑、互联网已是现代生活中不可或缺的重要组成,人们在享受着现代信息技术带来的快捷方便中,实现了足不出户尽知天下事,轻巧按键便把万里之遥变成咫尺。
曾几何时,坐在家里办工、不管人在何方,随时就能找到,只是人们美好愿望中一个遥远的梦想。如今,随着现代高科技的飞速发展,IT技术日臻成熟,特别是IC技术广泛渗透进生活的方方面面,梦想已经变成现实。无论在简单的家庭生活中,还是在复杂的航天航空中,都有IC技术产品的存在,小小的集成电路芯片在电子信息产业和人们的日常生活中发挥着巨大作用。可以说IC技术的普遍应用,为现代社会中的生活炫出了一个又一个靓丽精彩。
IC是集成电路英文IntegratedCircuit的缩写,是基于半导体技术发展起来的现代高科技产品。IC的高集成度和小巧轻便的特点使之在现代化产业得到广泛的应用,逐步成为一个崭新的行业。又因其从设计到正式产品各个环节需要不同的条件而清晰地形成了四个相互衔接而又各自独立的专业,即IC设计、IC制造、IC封装、IC测试。
IC测试,电子设备的“芯电图仪”
集成电路产品在网络设备、航空航天、工业自动化、IC卡、汽车电子、国防装备、数码产品及各种家电产品等诸多方面广泛使用,促进了整个社会生产力水平的不断提高,推动了国民经济的快速发展。在现代社会中,人民生活水平提高、企业技术进步、科技创新发展、国防实力增强都离不开先进的集成电路技术支撑。为了保证各种电子产品使用的集成电路质量优良、功能可靠,首先要对集成电路的技术指标、性能进行检测验证,只有各项技术指标达到设计使用要求,才能进入市场实际应用,这种验证检验就是IC测试。由此可见,集成电路测试验证在整个集成电路技术领域有着举足轻重的作用,从IC业内的一句话可以看出IC测试在集成电路行业发展中占有的重要地位:“测试不是万能的,但没有测试是万万不能的。”
世界上最早的Mode1300型半导体测试仪是1960年由美国仙童半导体公司推出的。同年成立的泰瑞达公司是世界上最早的专业集成电路自动测试设备生产企业。1967年,泰瑞达公司把电子计算机与测试设备结合起来,为自动测试仪(ATE Automatic TestEquipment)开辟了新天地,是ATE发展史上的一个重要里程碑。
集成电路测试仪(ATE)的发展过程大致经历了五个时代:第一代测试仪始于1965年,测试对象是小规模集成电路,测试管脚达16个;第二代测试仪始于1969年,测试对象是中规模集成电路,测试管脚达24个,采用计算机控制,第三代测试仪始于1972年,测试对象是大规模集成电路,测试管脚达128个,功能测试图形速率达20MHz,1980年测试仪进入第四代,测量对象为超大规模集成电路,测试管脚高达256个,测试功能图形速率高达100MHz,随着SOC电路的出现和发展,SOC电路测试仪即第五代测试仪同步诞生和发展,其测试管脚高达1024个以上,测试速率也达到了GHz的水平。
集成电路测试系统按用途可划分为通用测试系统和专用测试系统。通用测试系统适用于多种数字电路或模拟电路、数模混合电路的测试,专用测试系统,则是专门用于某一类电路(如存储器、运算放大器等)的测试。按测试的目的可划分为特性测试、产品测试、老化测试和入厂测试。按测试对象则可划分为数字集成电路测试系统、模拟集成电路测试系统和数模混合集成电路测试系统。在各种集成电路测试系统的市场中,混合信号测试占有相当的比例,如家电中的洗衣机电路、收音机电路、彩电电路、录相机电路、电话机电路、电表电路、数码照相机电路、数码摄相机电路等,都大量使用数模混合集成电路,由此可见,数模混合集成电路测试仪是IC测试系统市场的主流产品。
IC测试市场,激烈的争夺战
由于集成电路应用范围广、涉及到国民经济发展的各个行业,特别是在被称为“电子战、信息战”的两次海湾战争中,显示出了巨大的威力。因此,集成电路行业已成为全球瞩目的重要关注点,也引起了全球IC测试行业对IC测试市场的激烈争夺。尤其是掌握集成电路测试设备领先技术的美国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发经费用于新产品的开发,始终占据着全球的高端测试产品市场,他们的集成电路测试设备占有全球80%以上的市场份额。
自从1965年我国第一块集成电路问世到今天,中国集成电路产业已经走过了40年的发展历程。改革开放、发展经济,更有力地促成了集成电路行业的高速增长。2006年1-9月份国内的集成电路行业共实现销售收入734.5亿元,同比增长率49.2%,总产量达到274.2亿块,增长45.8%。预计中国集成电路市场在2010年前仍将保持年均30%以上的增长速度,从而成为全球增长最快的集成电路市场之一。
但是,在国际上,我国由于受到巴黎统筹委员会(简称巴统)对测试技术的限制,使我国的IC测试长期处在受制于人的局面。同时,我国巨大的集成电路市场吸引力,又使国际上和台湾地区的集成电路测试设备生产厂家对中国大陆的IC测试市场青睐有加、纷纷摩拳擦掌,欲在我国的IC测试市场建立霸主地位,这必将引起我国集成电路测试装备市场形成更为激烈的竞争格局。
IC测试,绝不能受制于人
为了打破国外在IC测试技术上对我国的限制,发展我国的集成电路产业,在上个世纪70年代初国内开始了对集成电路测试仪的研制工作。由于历史的原因和技术的滞后,我国的IC测试技术一直在低水平缓慢地发展。从20世纪80年代初期开始,在信息产业部的直接关注下,成立了国内唯一一家从事IC测试技术研究和测试设备研发的专业机构——北京自动测试技术研究所。迄今为止,国内专门从事IC测试技术应用研究和IC测试设备开发研制的科研机构也仅此一家。这个研究所建所以来,不仅承担了国家“六五、七五、八五”发展规划中多项关于IC测试技术的重大科研项目,取得了一系列高水平科研成果,建立了国内第一个大型集成电路测试程序库,还研制成功多种用途的集成电路测试系统,并广泛应用在军工和民用集成电路的科研、生产领域,解决了我国集成电路第一条国产化生产线急需的配套测试设备问题,承担了国家二代居民身份证的检测,而且更重要的意义在于:每当该所不同水平的科研成果公开发布后,“巴统”随即取消对我国进口相对应水平集成电路测试仪的限制。研究所成功地打破了国外的技术限制,初步形成了我国自己的IC 测试科学研究应用体系。
竞争不可避免、挑战就在眼前。仅就我国现在的IC测试技术而言,在全球同行业中只是中低端水平,IC测试技术装备的竞争力远不是国际上同行业的对手。来自世界的强劲挑战已经迫在眉睫,我国的集成电路测试业如何应对,这是对我国集成电路测试业的一个严峻考验。
根据国家“十一五”发展纲要的精神,国内IC测试产业的发展进步、有效竞争能力必然是立足在自主创新的基础上,也只有自主创新的高科技产品才是打破国外技术限制和高价格垄断的有效手段。为此,必须要紧紧抓住三个节点,以求突破:一是要正视我国集成电路产业现有的技术水平与世界先进水平还存在相当的差距,这种差距只能在大力度自主创新的进程中缩小;二是技术的自主创新过程需要强有力的财力和过硬的技术团队作为基础保障,仅依靠企业自身的力量远远不够,需要国家的有力支持、行业的团结合作才能实现;三是IC测试技术的自主创新需要高水平的专业技术人才。IC测试是科技含量高、知识密集的产业,专业技术人才尤为重要。但我国现有的高等教育中没有IC测试专业教育,IC测试技术人才都是来自于电子学相关专业,长期的技术人才缺乏对测试技术快速发展形成了瓶颈式的制约。
为了把人才培养与技术创新有机结合起来,北京自动测试技术研究所、北京半导体行业协会、北京华大泰思特半导体检测技术有限公司、北方工业大学等有关科研院所、科技企业和高校联手,以“产、学、研”相结合的方式,共同进行“北京集成电路测试研发基地”的建设,填补了国内专业集成电路测试技术教育上长期的空白,不仅可以有效缓解目前国内微电子教育和微电子产业技术快速发展之间的矛盾,为国内培养急需人才提供有利条件,而且同时建立起完善的集成电路测试服务平台,发挥测试服务平台专业、中立的测试验证和评价功能,为集成电路产业发展提供完整公正的技术支持,有力地促进了测试设备自主创新,有望组成一条以自主研发的测试设备为主力设备的测试生产线,实现IC测试装备国产化。在3到5年内,可建设成为研发水平、技术创新、生产能力在国内同行业堪称一流的集成电路测试研发、生产基地,使我国集成电路测试产业的总体水平与国际先进水平的差距从目前的3个技术周期缩短到1至2个技术周期。预计到2012年,我国将拥有国际集成电路测试的主流技术,在测试软件设计、测试设备开发等方面的发展水平与世界先进水平同步。
随着现代科学技术的发展进步,高度集成的电路将快速地走进百姓生活,未来社会中更先进的电子产品会给人类生活带来更多意想不到的便捷和快乐。为了让这快乐更圆满,为了让生活更五彩斑斓,IC测试的进步与发展,必将为人们的生活奉献出一份又一份的精彩。
(本文由北京市科学技术研究院北京自动测试技术研究所提供)
手机、电脑、互联网已是现代生活中不可或缺的重要组成,人们在享受着现代信息技术带来的快捷方便中,实现了足不出户尽知天下事,轻巧按键便把万里之遥变成咫尺。
曾几何时,坐在家里办工、不管人在何方,随时就能找到,只是人们美好愿望中一个遥远的梦想。如今,随着现代高科技的飞速发展,IT技术日臻成熟,特别是IC技术广泛渗透进生活的方方面面,梦想已经变成现实。无论在简单的家庭生活中,还是在复杂的航天航空中,都有IC技术产品的存在,小小的集成电路芯片在电子信息产业和人们的日常生活中发挥着巨大作用。可以说IC技术的普遍应用,为现代社会中的生活炫出了一个又一个靓丽精彩。
IC是集成电路英文IntegratedCircuit的缩写,是基于半导体技术发展起来的现代高科技产品。IC的高集成度和小巧轻便的特点使之在现代化产业得到广泛的应用,逐步成为一个崭新的行业。又因其从设计到正式产品各个环节需要不同的条件而清晰地形成了四个相互衔接而又各自独立的专业,即IC设计、IC制造、IC封装、IC测试。
IC测试,电子设备的“芯电图仪”
集成电路产品在网络设备、航空航天、工业自动化、IC卡、汽车电子、国防装备、数码产品及各种家电产品等诸多方面广泛使用,促进了整个社会生产力水平的不断提高,推动了国民经济的快速发展。在现代社会中,人民生活水平提高、企业技术进步、科技创新发展、国防实力增强都离不开先进的集成电路技术支撑。为了保证各种电子产品使用的集成电路质量优良、功能可靠,首先要对集成电路的技术指标、性能进行检测验证,只有各项技术指标达到设计使用要求,才能进入市场实际应用,这种验证检验就是IC测试。由此可见,集成电路测试验证在整个集成电路技术领域有着举足轻重的作用,从IC业内的一句话可以看出IC测试在集成电路行业发展中占有的重要地位:“测试不是万能的,但没有测试是万万不能的。”
世界上最早的Mode1300型半导体测试仪是1960年由美国仙童半导体公司推出的。同年成立的泰瑞达公司是世界上最早的专业集成电路自动测试设备生产企业。1967年,泰瑞达公司把电子计算机与测试设备结合起来,为自动测试仪(ATE Automatic TestEquipment)开辟了新天地,是ATE发展史上的一个重要里程碑。
集成电路测试仪(ATE)的发展过程大致经历了五个时代:第一代测试仪始于1965年,测试对象是小规模集成电路,测试管脚达16个;第二代测试仪始于1969年,测试对象是中规模集成电路,测试管脚达24个,采用计算机控制,第三代测试仪始于1972年,测试对象是大规模集成电路,测试管脚达128个,功能测试图形速率达20MHz,1980年测试仪进入第四代,测量对象为超大规模集成电路,测试管脚高达256个,测试功能图形速率高达100MHz,随着SOC电路的出现和发展,SOC电路测试仪即第五代测试仪同步诞生和发展,其测试管脚高达1024个以上,测试速率也达到了GHz的水平。
集成电路测试系统按用途可划分为通用测试系统和专用测试系统。通用测试系统适用于多种数字电路或模拟电路、数模混合电路的测试,专用测试系统,则是专门用于某一类电路(如存储器、运算放大器等)的测试。按测试的目的可划分为特性测试、产品测试、老化测试和入厂测试。按测试对象则可划分为数字集成电路测试系统、模拟集成电路测试系统和数模混合集成电路测试系统。在各种集成电路测试系统的市场中,混合信号测试占有相当的比例,如家电中的洗衣机电路、收音机电路、彩电电路、录相机电路、电话机电路、电表电路、数码照相机电路、数码摄相机电路等,都大量使用数模混合集成电路,由此可见,数模混合集成电路测试仪是IC测试系统市场的主流产品。
IC测试市场,激烈的争夺战
由于集成电路应用范围广、涉及到国民经济发展的各个行业,特别是在被称为“电子战、信息战”的两次海湾战争中,显示出了巨大的威力。因此,集成电路行业已成为全球瞩目的重要关注点,也引起了全球IC测试行业对IC测试市场的激烈争夺。尤其是掌握集成电路测试设备领先技术的美国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发经费用于新产品的开发,始终占据着全球的高端测试产品市场,他们的集成电路测试设备占有全球80%以上的市场份额。
自从1965年我国第一块集成电路问世到今天,中国集成电路产业已经走过了40年的发展历程。改革开放、发展经济,更有力地促成了集成电路行业的高速增长。2006年1-9月份国内的集成电路行业共实现销售收入734.5亿元,同比增长率49.2%,总产量达到274.2亿块,增长45.8%。预计中国集成电路市场在2010年前仍将保持年均30%以上的增长速度,从而成为全球增长最快的集成电路市场之一。
但是,在国际上,我国由于受到巴黎统筹委员会(简称巴统)对测试技术的限制,使我国的IC测试长期处在受制于人的局面。同时,我国巨大的集成电路市场吸引力,又使国际上和台湾地区的集成电路测试设备生产厂家对中国大陆的IC测试市场青睐有加、纷纷摩拳擦掌,欲在我国的IC测试市场建立霸主地位,这必将引起我国集成电路测试装备市场形成更为激烈的竞争格局。
IC测试,绝不能受制于人
为了打破国外在IC测试技术上对我国的限制,发展我国的集成电路产业,在上个世纪70年代初国内开始了对集成电路测试仪的研制工作。由于历史的原因和技术的滞后,我国的IC测试技术一直在低水平缓慢地发展。从20世纪80年代初期开始,在信息产业部的直接关注下,成立了国内唯一一家从事IC测试技术研究和测试设备研发的专业机构——北京自动测试技术研究所。迄今为止,国内专门从事IC测试技术应用研究和IC测试设备开发研制的科研机构也仅此一家。这个研究所建所以来,不仅承担了国家“六五、七五、八五”发展规划中多项关于IC测试技术的重大科研项目,取得了一系列高水平科研成果,建立了国内第一个大型集成电路测试程序库,还研制成功多种用途的集成电路测试系统,并广泛应用在军工和民用集成电路的科研、生产领域,解决了我国集成电路第一条国产化生产线急需的配套测试设备问题,承担了国家二代居民身份证的检测,而且更重要的意义在于:每当该所不同水平的科研成果公开发布后,“巴统”随即取消对我国进口相对应水平集成电路测试仪的限制。研究所成功地打破了国外的技术限制,初步形成了我国自己的IC 测试科学研究应用体系。
竞争不可避免、挑战就在眼前。仅就我国现在的IC测试技术而言,在全球同行业中只是中低端水平,IC测试技术装备的竞争力远不是国际上同行业的对手。来自世界的强劲挑战已经迫在眉睫,我国的集成电路测试业如何应对,这是对我国集成电路测试业的一个严峻考验。
根据国家“十一五”发展纲要的精神,国内IC测试产业的发展进步、有效竞争能力必然是立足在自主创新的基础上,也只有自主创新的高科技产品才是打破国外技术限制和高价格垄断的有效手段。为此,必须要紧紧抓住三个节点,以求突破:一是要正视我国集成电路产业现有的技术水平与世界先进水平还存在相当的差距,这种差距只能在大力度自主创新的进程中缩小;二是技术的自主创新过程需要强有力的财力和过硬的技术团队作为基础保障,仅依靠企业自身的力量远远不够,需要国家的有力支持、行业的团结合作才能实现;三是IC测试技术的自主创新需要高水平的专业技术人才。IC测试是科技含量高、知识密集的产业,专业技术人才尤为重要。但我国现有的高等教育中没有IC测试专业教育,IC测试技术人才都是来自于电子学相关专业,长期的技术人才缺乏对测试技术快速发展形成了瓶颈式的制约。
为了把人才培养与技术创新有机结合起来,北京自动测试技术研究所、北京半导体行业协会、北京华大泰思特半导体检测技术有限公司、北方工业大学等有关科研院所、科技企业和高校联手,以“产、学、研”相结合的方式,共同进行“北京集成电路测试研发基地”的建设,填补了国内专业集成电路测试技术教育上长期的空白,不仅可以有效缓解目前国内微电子教育和微电子产业技术快速发展之间的矛盾,为国内培养急需人才提供有利条件,而且同时建立起完善的集成电路测试服务平台,发挥测试服务平台专业、中立的测试验证和评价功能,为集成电路产业发展提供完整公正的技术支持,有力地促进了测试设备自主创新,有望组成一条以自主研发的测试设备为主力设备的测试生产线,实现IC测试装备国产化。在3到5年内,可建设成为研发水平、技术创新、生产能力在国内同行业堪称一流的集成电路测试研发、生产基地,使我国集成电路测试产业的总体水平与国际先进水平的差距从目前的3个技术周期缩短到1至2个技术周期。预计到2012年,我国将拥有国际集成电路测试的主流技术,在测试软件设计、测试设备开发等方面的发展水平与世界先进水平同步。
随着现代科学技术的发展进步,高度集成的电路将快速地走进百姓生活,未来社会中更先进的电子产品会给人类生活带来更多意想不到的便捷和快乐。为了让这快乐更圆满,为了让生活更五彩斑斓,IC测试的进步与发展,必将为人们的生活奉献出一份又一份的精彩。
(本文由北京市科学技术研究院北京自动测试技术研究所提供)