2018AOIEA論壇Keynote_眺望趨勢量測設備未來10年發展重點_致茂曾一士

1
Copyright©2018 Chroma ATE Inc.
眺望趨勢，量測設備未來10年發展重點
曾一士
致茂電子股份有限公司

2018 Taiwan AOI Forum

2
整體而言，未來電子產品量測設備產業前景如何？
•  當前雲端運算與人工智慧趨勢正旺，對於以硬體為標的的
量測設備產業，會不會有影響？
•  恰恰相反，正因為人工智慧與雲端的盛行，電子產品。。。
Ø  從輔助與娛樂走向掌控人類的生活。
Ø  可靠度與信賴度要求急遽升高。
Ø  不同產業別（交通，醫療，能源… etc.）特殊的需求，
逐漸取代著眼於消費性電子產業的需求。
•  因此電子產品的量測需求正逐漸演變成。。。
Ø  從保障產品良率，降低產品生產成本，轉變成 è
Ø  保障使用者的人身安全，財務安全，使用信賴度。
Ø  保護產品提供者的保障責任，公司權益。
Ø  成為產品功能必要的一環，而不是只是驗證與生產工
具而已。

3
致茂電子在未來10年發展重點
•  高功率電力電子測試能力
•  半導體衍生產品測試能力
•  微小結構檢測能力
•  應用大數據分析或是人工智慧，提升檢測功能以及測試資
料運用分析。

4
市場與技術趨勢：電動動力模組
•  因為電池儲能技術的進步，電動動力模組逐漸取代傳統石
化燃料的動力引擎。
Ø  人員承載電動車逐步上市，動力需求從100KW到300KW不等。
Ø  大型客運車以及貨運車更適合以電動動力取代傳統引擎。
Ø  工業及農業用機械，其分散式動力模組特性，也非常適合採用電
動動力模組，功率從5KW到40～50KW不等。
Ø  電動動力總成(Electric Powertrain)，通常包含電池，電控，電機。
Ø  相關關鍵零組件與關鍵材料也與傳統動力零組件有相當大的差異，
即使是減速齒輪，也都有很大的差異。
Ø  因為材料物理化學特性的不同，對於終端使用者的風險，仍然在
摸索與學習當中。
Ø  對於測試設備的需求，除了大功率測試的需求以外，對於如何將
三電測試資料與最終產品可靠度連結，也是一大課題。

5
市場與技術趨勢：充電與儲能裝置
•  伴隨著電動動力的普及，相關充電裝置與大規模儲能設備，
甚至分散式電力系統，也將成為市面上能源系統的主流。
Ø  目前電動車普及的最大阻礙仍然是充電速度不夠快，AC慢充的
10KW顯然不可能是未來使用的方法。
Ø  各種直流快充的技術，將會逐漸上市，成為電動車方便使用的關
鍵。各個陸續發表的技術從120KW，360KW，到可能的400KW
都有可能實現。
Ø  隨著電動車電池的大量生產，以及太陽能與風能的普及，分散式
儲能系統，不僅達到實用的階段，更是必須要有的電力系統。
Ø  量測設備是電池生產過程的必要設備，而非輔助設備。
Ø  這些系統屬於公用電力系統的產業特性，標準互換性，公眾可信
賴度，都是產品重要特性，也都與量測技術能力有關。

6
市場與技術趨勢：半導體產品應用範圍擴大
•  隨著物聯網，雲端運算，以及人工智慧普及，半導體產品
應用開始大量擴及電腦/家電/手機以外的領域。
Ø  自動駕駛，車聯網，居家安控，工業4.0，智慧物流，智慧醫療，
甚至金融科技，都是功能強大的半導體產品擴大應用範圍的顯著
例子。
Ø  人類安全與社會運行，嚴重依賴半導體產品可靠度與可信賴度。
越來越多產品良率要求已經到達零故障的程度。
Ø  100%全面檢測，環境壓力測試，應用環境相容性測試，已經不
是奢侈要求，而是必須的流程。
Ø  光靠設計的嚴謹度與生產的良率控制，也已經無法滿足對於可靠
度的要求。產品開發階段的風險性設計流程(Ex. XX-in-the-loop)
也成為必要的流程。量測成為開發的必要流程。
Ø  生命週期檢測也將成為系統必要功能，量測更成為產品必要功能
之一。

7
市場與技術趨勢：異質性半導體整合
•  光電元件，微型機械元件，甚至生化元件，紛紛透過半導
體封裝製程，成為系統化半導體產品的常見元素。
Ø  行動通訊產品促成了高密度半導體製程與整合技術。
Ø  光罩與蝕刻製程，成為最有效率的大量，高密度，低成本的物件
生產技術，不限於電子元件而已。
Ø  物聯網以及其他產業需求，必須應用非電子的物理訊號。
Ø  聲，光，熱，機械力，RF，已經成為異質性半導體整合常見的物
理訊號介面。
Ø  各種異質性物理訊號介面，是量測時的一大挑戰。也往往是產品
開發者一開始就必須解決的難題。
Ø  物理介面的多樣性與特殊性，導致標準型測試設備越來越無法滿
足測試需求。

8
市場與技術趨勢：系統化半導體產品
•  平台型系統（含運算單元，系統記憶體，主要介面或通訊
元件）以半導體元件開發的技術已經非常成熟。
Ø  超級電腦等級的運算單元技術成熟，以及超大容量記憶體技術也
完備。透過異質型整合技術，各種介面也都可以輕易整合。
Ø  系統化半導體產品功能強大，結構性測試(structure test)涵蓋率
不容易完整。同時軟體比重增加，也成為測試一大難題。
Ø  系統等級的功能測試與環境相容測試，成為唯一的解決方案。
Ø  但是系統等級測試成本極高，需要完全不同的測試架構解決。
Ø  系統產品通常以CSP (chip scale packing)形式封裝完成，因此對
於KGD (known-good-die)要求很高。
Ø  目前產業界系統級半導體產品已經無法運用傳統ATE設備進行測
試，但是產業界對於系統功能測試方法不一，技術紛亂。
Ø  測試大數據分析，彈性適應測試(adaptive test)，也都經常被納
入考量。

9
市場與技術趨勢：微小結構量測功能
•  半導體技術的演進，導致在晶圓級奈米結構，以及高階封
裝次微米級結構，以及各種異質元件結構，量測需求都大
幅增加。
Ø  如前兩頁所敘述，高階半導體元件在成品測試上涵蓋率已經嚴重
不足。變通的策略為加重製程過程中的監控與回饋。也就是直接
對於半導體結構體的量測監控。
Ø  7nm/10nm FinFET 2D/3D Metrology 需求
Ø  先進封裝 bump, TSV, RDL…etc. 2D/3D Metrology 需求
Ø  光學元件，MEMS元件等的微小結構量測
Ø  因為全面檢測，量測點以及資料量非常龐大，速度與精準度的最
佳搭配，成為主要挑戰。
Ø  檢測結果與製程參數的連結，也是重點之一。

10
市場與技術趨勢：微小結構雜質與材料特性量測
•  先進半導體製程，對於雜質或材料的微小變化都極為敏感，
因此量測上的需求也大幅增加。
Ø  FinFET對於甚至小於5 nm的雜質微粒，都會被影響。
Ø  材料上電阻，電容的容許差異度，也已經到達10-15的敏感程度。
Ø  幾乎所有物理上可能的影響因素都必須被納入考量，進行適當的
阻絕與防護。例如：溫度，應力，電磁….等等。
Ø  精準的量測，同時還必須搭配製程反應的即時性，與大量資料的
即時處理，在速度與處理容量上都是量測設備的挑戰。

11
市場與技術趨勢：大數據與人工智慧應用
•  產品的測試數據，或檢測判別，是產品是否被適切生產製
造的最直接回饋；絕對是智慧製造最重要的依據。運用大
數據或人工智慧，是量測業者無可迴避的責任。
Ø  連結測試數據，與其他數據，對於產品製程產生回饋，改善製程
的適切性。
Ø  運用人工智慧，強化檢測結果的判斷能力。
Ø  運用人工智慧，提升對於檢測設備，或生產設備的管理。
Ø  需要的知識內容廣泛，待測物產品的知識，以及製程的專業知識，
都是人工智慧能否成功的關鍵。
Ø  量測設備最重要的任務，不在於完美的判斷，而在於提供最有鑑
別率的資料。

12
高功率電力電子的發展重點
•  300KW以上的電池，電控，電機測試能力
•  功率零組件的可靠度與信賴度的測試
•  高功率動力模組風險設計開發工具
•  高功率模組智慧化診斷能力

13
半導體衍生產品測試的發展重點
•  持續強化傳統ATE架構性能，與成本
•  系統級功能測試能力 System Level Test

•  異質性測試功能的整合
•  智慧化測試分析與管理軟體

14
微小結構量測的發展重點
•  發展各種光學以及影像為核心的 Metrology 技術
•  深耕極微小訊號，或是微小顆粒檢測技術
•  著重檢測資料與製程的連結關係

15
大數據與人工智慧運用的發展重點
•  強化檢測設備的測試與辨識能力
•  強化設備的維護與管理
•  善用測試數據，改善製程良率，以及生產管理
•  以測試數據為基礎，進行終端產品的可靠度風險管理

16
SUMMARY
•  電子產品擴及生活多個角落，可靠度與信賴度需求大幅增加
•  高可靠度在量測上包含：風險設計，製程監控，全功能測試，生命週
期紀錄
•  系統以及應用情境模擬為風險設計重要手法
•  製程監控包含，細部的結構量測，材料特性分析，以及雜質監控
•  零瑕疵測試必須採用全功能測試的策略
•  產品生命週期紀錄(黑盒子)以及大數據分析，成為可靠度最後的把關
•  量測技術上的挑戰包含訊號極大極小，尺寸越來越精密，物理訊號種
類異質化，以及智慧化測試的導入
•  量測策略上考慮，包含從設計到生命週期的規劃，成本與功能的妥協，
以及各個製程資訊的溝通/使用
•  量測產業的挑戰，包含與客戶的更緊密合作，產品構思階段的參與，
以及必須採多方業者合作
•  量測設備的唯一產出是 “DATA”，如何智慧化運用珍貴的DATA，來
讓產品更安全，更符合需求，是越來越重要的課題。
測試不再只是“必要之惡”，而是產品不可或缺的一環

17
www.chromaate.com
Keep going beyond
Thank You !

2018AOIEA論壇Keynote_眺望趨勢量測設備未來10年發展重點_致茂曾一士

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to 2018AOIEA論壇Keynote_眺望趨勢量測設備未來10年發展重點_致茂曾一士

Similar to 2018AOIEA論壇Keynote_眺望趨勢量測設備未來10年發展重點_致茂曾一士 (20)

More from CHENHuiMei

More from CHENHuiMei (20)