自動試験装置の将来の傾向に関する洞察

前書き

アナリストは、今後数年間、新技術の導入、高度に統合された電子部品、および新しい電子機器の複雑化により、世界の自動試験装置(ATE)市場が大幅に成長すると予想しています。市場投入までの時間の短縮は、最先端の機能にも高品質基準を提供する必要性と相まって、製造業者を自動テストソリューションに向かわせています。その信頼性と再現性により、時間、メンテナンス、コストの大幅な削減が保証されます。 ATEは、製造業者が正確なテストと測定を実行し、障害とエラーの発生率を減らし、手動テスト方法よりもはるかに高速にテスト結果を提供するのに役立ちます。競争の激化とその結果としての規模の経済を達成して、増大する消費者の需要を満たすことができる高品質の製品を提供する必要性を考慮して、世界中の製造業者は自動テスト技術を採用しています。半導体、消費者、自動車、産業、航空宇宙、防衛などの垂直セクターにおけるATEソリューションは、今後数年間で最高の成長を遂げる予定です。

ATEクラス

自動試験装置(ATE)は、オペレーターの介入を最小限に抑えて、コンポーネント、プリント回路基板、相互接続、または電子機器全体の自動試験を可能にするコンピューター制御システムです。 ATEが提供する利点には、テスト時間の短縮、検証手順の再現性、および特にDUT(テスト対象デバイス)の量が多い場合のコスト削減が含まれます。

最初のタイプのATEは、半導体と集積回路のテストの実行を扱います。電気信号の所定のプログラム可能なパターンを半導体またはICに適用することにより、ATEは対応する出力信号を測定し、それらを期待値または範囲と比較します。これらのシステムは、ロジックテスター、メモリテスター、アナログテスターに分けることができます。一般的なシリコンベースのコンポーネントから複雑な集積回路やシステムオンチップ(SoC)までのDUTを使用した半導体テストは、通常2つのレベルに分けられます。 1つ目はウェーハテスト(ダイソートまたはプローブテストとも呼ばれます)で、そのタスクはウェーハをテストすることです。 2つ目は、パッケージング後にコンポーネントに対して実行されるパッケージングテスト(最終テストとも呼ばれます)です。ウェーハテストではプローバーとプローブカードを使用し、テストパッケージではハンドラーとテストソケットを使用します。 DUTは、ハンドラーまたはプローバーと呼ばれるデバイスを介して、およびATEリソースをDUTに適合させるカスタマイズされたインターフェイステストアダプター(ITA)を介して、ATEに物理的に接続されます。このクラスのATEには、マイクロプロセッサ、FPGA、ASIC、およびその他のロジックデバイスをテストするように設計されたロジックテストシステム、リニアまたはミックスドシグナル機器(ADC、DAC、アンプ、コンパレータ、ビデオデバイスをテストするため)、パッシブコンポーネントATE(コンデンサ、抵抗、インダクタ)およびディスクリートATE(MOSFET、SCR、ツェナー、JFETなど)。

次世代自動試験装置(ATE)の設計用の革新的で低電力の高密度コンポーネントの大手サプライヤーであるElevATE Semiconductorは、ATE装置用の8つの独立したピンチャネルを備えた500 MHz SoCであるMystery(図1を参照)を提供します。各チャネルは50MHzSPIインターフェイスを介して構成され、すべてのリアルタイムデータはプログラムされ、複数のシングルエンドおよび差動ロジックファミリを使用して他のデバイスに直接インターフェイスするように構成できる高速FLEX I / Oピンを介して読み戻されます。

図1:Elevate Mystery SoC

新しいRainierSOC8チャンネル/1.6GHz

この新しいピンエレクトロニクスSoCは、速度を50%向上させ、電力を67%削減し、合計サイズを75%削減します。 50%の速度向上により、最もパフォーマンスの高いプロセッサ、SoC、FPGA、およびメモリテクノロジでさえもテストできます。 67%の電力削減により、電力バジェットを増やすことなく、ピンまたはDUTの数を3倍にすることができます。 75%のサイズを縮小すると、PCB全体のサイズを拡大することなく、テスト対象のピンの数を4倍にすることができます。

2番目のタイプのATEは、製造エラーを検出し、各製品に欠陥がないことを確認するために、PCBテスト(ウェーブはんだ付け前と組み立て後の両方)を扱います。自動PCBテストには、自動光学検査(AOI)や自動X線検査(AXI)などの光学検査技術、フライングプローブテスト、ネイルベッドインサーキットフィクスチャテストが含まれます。

最後に、相互接続テストは、相互接続、ケーブル、およびコネクタのステータスと品質を検証します。特に、ケーブルハーネス、配電盤、フレキシブル回路、および一般的に使用されるコネクタ構成のメンブレンスイッチパネルのオープン(接続の欠落)、ショート(接続のオープン)、および誤配線(ピンの誤り)を検出できます。相互接続テストには、抵抗テストとヒポテストも含まれます。

バーンイン中のテスト(TDBI)アプリケーションと低コストのテスター向けに、ElevATEは図2に示すKilimanjaroSoCを提供します。Kilimanjaroは高電圧Bi-CMOSプロセスで製造され、プログラム可能なドライバーとウィンドウコンパレータの2つのチャネルを小さな5mmx 5mmQFNパッケージ。各チャネルには、ピンごとのドライバレベル、データ、および高インピーダンス制御と、ピンごとの高および低ウィンドウコンパレータしきい値レベルがあります。

金星4
図2:キリマンジャロSoCを昇格させる

ATE市場セグメンテーション

ATE市場は、製品の種類、アプリケーション、または地理的領域に基づいてセグメント化できます。製品に関しては、市場は非メモリ、メモリ、およびディスクリート自動試験装置に分かれています。 IoTや自動車(自動運転車を含む)などのセクターにおける最近のイノベーションは、防衛および航空宇宙セクターによる大幅な進歩とともに、市場のダイナミクスを変化させています。メーカーの主な目的は、優れた品質を提供し、市場投入までの時間とテストのコストの両方を削減することにより、顧客満足度を向上させることです。アプリケーションに基づいて、主なATE市場カテゴリには、自動車、消費者、航空宇宙および防衛、電気通信、医療が含まれます。地理的には、世界のATE市場は北米によって支配されており、北米の市場シェアも今後数年間でさらに拡大すると予想されています。成長の主な推進力は、航空宇宙および防衛セクターにおけるATEの適用の増加によって決定されます。ヨーロッパとアジア太平洋の世界市場も成長すると予想され、2020年から2022年までのCAGRは3%から4%の間です。同じ予測期間に、アジア太平洋市場は、半導体産業の重要な存在により、最大の地域セグメントになると予想されます。

市場の将来の見通し

2019年に40億ドル以上と評価される世界のATE市場規模は、今後数年間で重要な成長を遂げると予想されています。アナリストによると、この成長は、自動車および半導体業界でのATEのますます普及する使用、5Gテクノロジーの採用、および急速に成長する人工知能/ IoT市場によって推進されます。その他の重要な要因は、接続されたデバイスと家電製品の数が大幅に増加していることです。高品質の製品を提供する必要があるため、市場投入までの時間が短縮されます。システムオンチップ(SoC)やFPGAなどの高度に統合された電子部品の採用の増加、および家庭用電化製品の高い需要は、今後数年間のATE市場の成長の原動力となるでしょう。さらに、最新世代の電子部品の小型化と複雑さにより、ATEの適用範囲が広がります。

半導体製造プロセスの目覚ましい進歩は、発展途上国での接続デバイスの拡大とIoTネットワークの普及と相まって、今後数年間の自動試験装置市場の成長の原動力となるでしょう。さらに、設計の複雑さと効果的なテストシステムの必要性に関連するかなりの技術的進歩は、ATE市場の拡大に有利な要因です。最新の電子技術により、集積回路や半導体の製造に必要なコストと時間が大幅に削減され、企業の利益率が向上しています。これは、エレクトロニクス部門の最新のトレンドに適応することによって製品ポートフォリオを改善するために研究開発に絶えず投資することを優先するATE製造会社にとって重要な機会を表しています。