当半导体行业迈入Chiplet与异构集成的下半场,“已知良好芯片”(Known Good Die, 简称KGD)正从技术名词转变为决定产品竞争力的核心环节。在3D感测、新能源汽车、5G基站等高端应用对芯片可靠性提出严苛要求的今天,泰克(Tektronix)旗下拥有70余年测试经验的吉时利(Keithley),以精准测试技术为支撑,构建起全方位KGD解决方案,为半导体先进封装保驾护航。
随着Chiplet技术普及,将不同工艺、功能的芯片模块集成封装已成为行业主流。但这一过程中,只要有一颗不合格芯片(Die)进入组装流程,就可能导致整个多芯片组件报废,造成高昂的制造成本损失。数据显示,缺乏有效KGD筛选的先进封装项目, yield损失率可能提升30%以上。
KGD技术通过在芯片封装前进行全面的电性测试与缺陷分选,确保每一颗进入后续流程的Die都具备预设功能与可靠性。这一环节不仅能大幅降低封装阶段的报废风险,更能为异构集成提供灵活的模块化基础——工程师可按需组合不同规格的合格芯片,实现性能与成本的最优平衡。
当前全球KGD分选机市场正稳步增长,2024年市场规模已达3.82亿美元,预计2031年将增至5.47亿美元。其中,车规级芯片与第三代半导体(SiC、GaN)的测试需求,正推动KGD技术向高温、高压、高精度方向快速迭代。
自2010年吉时利加入泰克大家庭后,双方技术优势深度融合,形成了覆盖KGD测试全流程的解决方案。依托吉时利在半导体测试领域的深厚积累,以及泰克在信号分析领域的领先技术,这套方案实现了从芯片特性分析到批量分选的全链路精准管控。
KGD测试的核心在于精准捕捉芯片的微小性能差异。吉时利凭借在低电平测量领域的技术优势,可实现纳伏级电压、皮安级电流的精准检测,完美匹配先进制程芯片的测试需求。其半导体特性分析系统支持静态(2000V/600A)、动态(1200V/2000A)及雪崩测试等多场景测试,温度控制精度达±3℃,分辨率0.1℃,可有效识别极端工况下的芯片潜在缺陷。
针对SiC等第三代半导体材料的高温测试需求,吉时利测试系统可稳定运行于-40℃~200℃宽温范围,对准精度达±30μm@3σ,在车规级芯片KGD测试中表现突出。搭配泰克的高精度示波器与信号源,可实现从电学参数到信号完整性的全方位表征,确保KGD测试的全面性与可靠性。
吉时利KGD解决方案具备极强的场景适配能力,可兼容6英寸/8英寸晶圆、卷料(Tape&Reel)、华夫盒(Waffle Packs)等多种包装形式,支持六面AOI光学检测,满足不同生产阶段的测试需求。通过SECS/GEM协议与MES/ERP系统对接,可实现测试数据的全流程追溯与分Bin管理,为智能制造提供数据支撑。
在研发场景中,吉时利的源测量单元(SMU)可快速完成芯片I-V/C-V特性测试,帮助工程师优化芯片设计;在量产阶段,其自动化测试系统可实现多工位并测,UPH(每小时测试数量)突破5000,测试效率较传统设备提升3倍,完美匹配大规模生产需求。
面对复杂芯片的测试需求,吉时利引入AI机器学习算法,通过优化测试参数降低误判率,使测试准确率达到99.99%以上。其测试软件支持快速数据采集与分析,可自动生成测试报告,大幅减少人工干预,提升测试一致性。
针对不同行业的个性化需求,吉时利还可提供定制化测试方案。例如在3D感测领域,其激光二极管测试系统可精准检测VCSEL阵列的光电特性;在新能源汽车领域,可实现功率器件的高频脉冲测试,确保KGD芯片满足车规级可靠性要求。
随着半导体技术向更高集成度、更高性能演进,KGD将成为先进封装不可或缺的核心环节。泰克吉时利凭借70余年的测试技术积淀,以高精度、全场景、智能化的KGD解决方案,帮助企业降低制造成本、提升产品可靠性,在激烈的市场竞争中构筑技术壁垒。
从实验室的芯片研发到量产线的品质管控,泰克吉时利始终以“精准测量”为核心,用专业的KGD测试技术,为每一颗芯片的品质保驾护航,助力半导体行业迈向更高效、更可靠的先进封装时代。
文章来源:本文内容基于泰克科技(Tektronix)及旗下吉时利(Keithley)官方技术资料、应用白皮书(含微弱信号测量专题、宽禁带半导体测试技术文档等),结合QYResearch行业市场报告整理撰写。吉时利品牌始于1946年,2010年加入泰克大家庭,相关技术细节可参考泰克官方下载中心文档及技术讲堂内容。