4月5日消息，據SemiAnalysis報道，美國測試公司Aehr Test Solutions開發出名為FOX-XP的新工具以提高晶圓級老化測試效率，大大降低成本。

由于提高了能效，碳化硅(SiC)正迅速成為大功率電子設備的標準。為了支持電動汽車、可再生能源和儲能的爆炸式增長，該行業正在尋求到本世紀末將晶圓產量從每年幾十萬片增加到每年數百萬片。

半導體制造過程相當于是現代的煉金術，需要數千家公司和數萬個工藝步驟的協同。由于其復雜性，良率是該行業關乎1000億美元的問題。因此，制造過程需要不斷進行關鍵狀態檢查，以支持人類創造更高級的產品。

半導體行業的普通觀察者通常會過度關注荷蘭光刻機巨頭ASML和光刻，盡管這只占半導體制造廠總設備的約22%，計量和檢查約占工具的13%。


一、各大測試公司代表產品各有千秋，Aehr在SiC領域取得早期成功

美國知名探針卡供應商FormFactor、日本知名探針卡供應商Micronics Japan和意大利微電子公司Technoprobe生產的探針卡由一塊印刷電路板組成，該電路板上有一排比頭發還細的探針。探針的排列是針對每個單獨的芯片設計而定制的。探針本身非常精細，只能在MEMS晶片上制造。

日本測試公司Advantest和美國半導體測試公司Teradyne最著名的是自動測試設備（ATE）。ATE工具取出探針卡，將它們與晶圓上的芯片完美對齊，并與晶圓上的電路進行物理接觸，然后它向電路發送精確的電氣測試信號以表征它們。

Aehr Test Solutions是美國一家擁有獨特測試解決方案的小公司，其技術用于蘋果的Face ID、英特爾硅光子學，以及最重要的SiC（碳化硅）。

幾年前，該公司在SiC（碳化硅）領域取得了早期成功。從那時起，由于他們的工具在SiC中的迅速采用，收入和股價飆升。

由于提高了能效，SiC正迅速成為大功率電子設備的標準。為了支持電動汽車、可再生能源和儲能的爆炸式增長，該行業正在尋求到本世紀末將晶圓產量從每年幾十萬片增加到每年數百萬片。

二、Face ID背后的黑馬

大多數行業使用封裝或模塊老化來消除高價值部件的infant mortality。在升高的溫度/電壓下進行加速壓力測試可以通過測量測試期間設備性能的任何變化來幫助清除腐爛的雞蛋。這些潛在的制造缺陷可以被消除，從而最大限度地減少客戶在現場擁有產品模具的機會。這對于 IGBT 和標準硅基設備領域來說很好，因為老化時間更短，但對于SiC，由于所需老化時間的長度，成本開始飆升。這就是 Aehr Test System 的新穎方法的用武之地。他們不是創建模塊級測試工具，而是制造晶圓級測試工具。

更廣泛的邏輯行業在90年代采用了這些工具的早期版本，但隨后轉變為更多的行業標準測試。Aehr 仍然用于激光的晶圓級老化，例如蘋果的FaceID 和英特爾的硅光子平臺。

由于碳化硅良率低，可以淘汰大部分infant mortality。允許封裝更少的失敗設備并縮短完整的測試周期。周期時間是SiC器件生產的主要限制因素，而Aehr減少周期時間的解決方案很有前途。安森美半導體是Aehr在SiC領域的第一個標志性客戶。Aehr還與英飛凌、ST Microelectronics、Rohm、Wolfspeed、Mitsubishi、Rohm、Sanan IC、CR Micro 等其他公司進行了合作。

轉向晶圓級老化時，成本節省是巨大的。如果滿足汽車質量要求，那么每個SiC器件制造商都可以輕而易舉地轉向晶圓級老化。隨著汽車制造商意識到這一點，一些汽車制造商甚至要求他們的供應商實施十幾個小時的超長時間老化。因此，唯一具有成本效益的方法是使用Aehr。

Aehr為這些晶圓級老化測試開發了FOX-XP工具。每個晶圓可以包含多達一千個SiC器件。FOX-XP 一次可以測試9到18個晶圓。FOX-XP在腔室內執行此操作，該腔充當高度調節的極端溫度環境。這可以被認為是一個烤箱，除了它，也可以耗散超過18kW。FOX-XP 工具的成本約為250萬美元。

這些工具還必須與Aehr測試系統的WaferPak接觸器一起使用。WaferPak類似于探針卡，但它不僅與晶圓接口，還承載晶圓。WaferPak被認為是一種消耗品，因為它們對于每種設計都是獨一無二的，并且填充一個FOX-XP的成本約為150萬美元。設計通常每隔幾年就會改變一次。這些設計更改提高了終端市場功率設備的效率并降低了成本。

WaferPaks是未來經常性收入的關鍵引擎。我們稍后將分享的模型表明，WaferPaks的收入將在幾年內超過FOX-XP。

WaferPak有2048個I/O引腳和DPS通道。每個通道都有遠程電壓和接地檢測。每個通道可在高達40V和低至-30V的1024個電壓電平之間循環。它可以運行高達2A。需要明確的是，WaferPak無法像高端探針卡那樣進行精細測試，因為它們的探針要少得多。此外，這些探頭比高端ATE設備具有更精細的控制。關鍵在于它允許在高達150攝氏度的溫度下運行時進行高壓測試。

老化工具能夠進行多種類型的測試。這包括具有負高溫柵極偏置的雙極電壓，這是為一位新客戶提出要求并迅速開發的。


三、Aehr開發FOX-XP工具提高效率，成本約250萬美元

轉向晶圓級老化時，成本節省是巨大的。如果滿足汽車質量要求，那么每個SiC器件制造商都可以輕而易舉地轉向晶圓級老化。隨著汽車制造商意識到這一點，一些汽車制造商甚至要求他們的供應商實施十幾個小時的超長時間老化。因此，唯一具有成本效益的方法是使用Aehr。

Aehr為這些晶圓級老化測試開發了FOX-XP工具。每個晶圓可以包含多達1000個SiC器件。FOX-XP一次可以測試9到18個晶圓。FOX-XP在腔室內執行此操作，該腔充當高度調節的極端溫度環境。FOX-XP工具的成本約為250萬美元。

這些工具還必須與Aehr測試系統的WaferPak接觸器一起使用。WaferPak類似于探針卡，但它不僅與晶圓接口，還承載晶圓。WaferPak被認為是一種消耗品，因為它們對于每種設計都是獨一無二的，并且填充一個FOX-XP的成本約為150萬美元。設計通常每隔幾年就會改變一次。

這些設計更改提高了終端市場功率設備的效率并降低了成本。

WaferPak是未來經常性收入的關鍵引擎，WaferPak的收入將在幾年內超過FOX-XP。

WaferPak有2048個I/O引腳和DPS通道。每個通道都有遠程電壓和接地檢測。每個通道可在高達40V和低至-30V的1024個電壓電平之間循環。它可以在高達2A的電流下運行。需要明確的是，WaferPak無法像高端探針卡那樣進行精細測試，因為它們的探針要少得多。這些探頭比高端ATE設備具有更精細的控制，關鍵在于它允許在在150攝氏度的高溫下運行時進行高壓測試。

老化工具能夠進行多種類型的測試。這包括具有負高溫柵極偏置的雙極電壓，這是為一位新客戶提出要求并迅速開發的。

最后是Aehr的產品線，即FOX-XP WaferPak Aligner，它在FOUP或晶圓盒與WaferPak Contactors之間真空吸取裝載和卸載晶圓。WaferPak對準器的成本通常不到100萬美元，但根據晶圓廠的自動化要求，有多種產品可供選擇。對準器可以支持多種Fox-XP工具，但許多晶圓廠希望完全自動化Fox-XP，這需要將它們與全自動對準器一對一配對。

Aehr為晶圓級老化測試開發了FOX-XP工具，汽車制造商們的測試過程轉向晶圓級老化步驟時，能提高終端市場功率設備的效率并大大降低成本。

周期時間是SiC器件生產的主要限制因素。由于SiC良率低，可以使早期失效率大大降低，而Aehr減少周期時間的解決方案大有益處，使得各個汽車制造商們可以節省更多開支。