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┃Cover Story
반도체 테스트의 미래
사물인터넷(IoT)과 빅데이터가 이끄는 차세대 ICT 시대에는
아직까지 상상하지 못했던 많은 양의 데이터 고속처리 기술이
필요할 것으로 예상된다. 또한 저전력의 요구도 점점 더
가속화될 것으로 전망된다. 차세대 ICT 환경이 요구하는 High-
speed, High-capacity, Low-power 사양을 만족시키는 제품의
폭발적인 급증에 따라, 초고사양을 만족시키기 위한 차세대
제품개발에 있어 ‘테스트’의 역할이 더욱 중요해지고 있다.
아이앤아이 편집부
반도체 테스트 시장 현황
테스트 공정의 구분
테스트 공정은 크게 전공정 테스트와 후공정 테스트로 구분
된다. 전공정 테스트는 웨이퍼 레벨 테스트와 번인 테스트로
진행되며, 후공정 테스트는 컴포넌트(단품) 테스트와 번인
테스트로 나뉜다.
반도체 테스트 시장 전망
(1) 테스트 공정 확대
반도체 업체들의 장비투자가 지속적으로 증가하고 있다. 전
세계 반도체 산업의 투자를 주도하는 분야는 3D NAND와 파운
드리다. 3D NAND는 SSD가 요구하는 메모리 특징과 가격을
제공함으로써 수요가 크게 증가하고 있고, 공급업체들은 이러한
수요 증가에 대응하기 위해 공격적인 설비투자에 나서고 있다.
아직은 삼성전자가 설비투자와 공급을 독점하고 있지만
올해부터는 후발업체들의 설비투자가 증가할 전망이다. 파운
드리는 그동안 성장동력이었던 스마트폰용 반도체 수요 외에
자동차용을 비롯해, 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI) 등 새로운
시장의 등장으로 수요가 증가하고 있다.
반도체의 고사양화는 반도체를 점검하는 반도체 테스트 시장의
성장으로 이어진다. DDR4 속도 다양화 및 SSD 수요 증가로 인해
테스트 시장은 2016년 22억달러에서 2017년 30억달러 규모로
30% 넘게 성장할 전망이다.
SSD의 경우 16TB, 32TB 등 고용량화로 테스트 공정 시간이
길어지고 있으며, 16TB의 경우 2~4일 걸릴 정도로 테스트 공정
시간이 길어지고 있는 상황이다. 또한 SATA, SAS, NVMexpress 등
다양한 속도의 제품이 출시되고 있어 SSD 테스터 수요도 증가할
전망이다. DDR4도 2133, 2400 등 속도 변화로 테스트 공정
확대가 예상된다.
(자료: NH투자증권)
| 그림 1 | Test 시장 전망
반도체 테스트의 미래인공지능과 빅데이터 시대의 본격 개막으로 데이터의 저장뿐만 아니라 데이터의 고속 탐색과 프로세싱이 매우 중요한 화두로
떠오르고 있다. 따라서 고성능의 저장 매체에 대한 수요가 급증하고 있으며, 3D NAND의 데이터 신뢰성 및 성능이 큰 폭으로
향상되면서 플래시메모리 기반의 스토리지가 인류의 디지털 정보를 저장하는 메인스트림 매체로 부각되고 있다. 반도체의
고사양화는 반도체를 점검하는 반도체 테스트 시장의 성장으로 이어지고 있다.
Cover Story I 손수란 기자
23Feb. 2017 I
Cover Story I 반도체 테스트의 미래
(2) IT부품 품질 문제인식 강화
그동안 IT업체들은 단가인하와 비용 증가로 인해 과거대비
테스트 및 품질 강화를 위한 검사 비용을 낮춰왔던 것으로
추정된다. 하지만 최근 갤럭시 노트7 품질 불량이슈로
IT업체들의 품질 향상 노력이 강화될 것으로 보인다. 세트뿐
아니라 부품 테스트 및 검사 공정이 강화될 것으로 예상되고
있어 테스트 수요도 증가할 것으로 전망된다.
SEMICON Korea 20172017년 2월 8일(수)부터 10일(금)까지 서울 삼성동 코엑스
전관에서 개최될 세미콘코리아 2017에는 전 세계 반도체
장비 재료산업을 선도하는 20여개국 600개 이상의 업체가
역대 최대 규모로 참가할 예정으로, 국내 반도체 시장에 쏠린
관심을 실감케 한다.
반도체 테스트 및 검사 장비 업체들은 세미콘코리아 2017을
통해 혁신적인 플랫폼을 소개할 예정이다.
혁신적 플랫폼 앞세운 테스트 업계
Hall A
㈜티에스이
Booth #2712
Hall B
한국텍트로닉스㈜
Booth #4404
Hall D
한국내쇼날인스트루먼트
Booth #5604
Hall C
아드반테스트코리아㈜
Booth #1612
한국NI, 테스트 환경 변화에 대응하는
혁신적 플랫폼 선보인다최근 IoT 산업 흐름에 따라, 반도체 테스트 시장에서도 웨어
러블 디바이스, 스마트 홈 & 지능형 자동차 등 다양한 요구가
증대되고 있다. 집적기술의 발전에 따른 기능다양화는 반도체
개발 및 엔지니어들에게 테스트 항목의 증가와 더불어 시간
및 비용절감이라는 과제를 남겼다.
ADC/DAC·PMIC·RFIC 등 반도체 기능에 대한 전반적인
테스트를 진행하려면 측정 항목에 다양한 계측기가 필요하고,
때문에 테스트 비용은 제품 판매 가격의 일부를 차지한다.
결과적으로 제품의 가격이 낮아지기 위해서는 테스트 비용이
감소해야 한다.
테스트 환경 변화
테스트 관리자 및 엔지니어와 서비스 공급업체는 적은 비용
으로 디바이스의 품질을 보장해야 한다는 과제를 안고 있으며,
이러한 어려움을 해소해 줄 자동화 테스트의 전환점이 되는
것이 바로 스마트 디바이스이다. 많은 조직들은 스마트
디바이스 테스트와 관련하여 지속적인 출시 시간 단축 및 비용
절감이라는 요구사항을 충족하기 위해, 기존 박스형 계측기와
폐쇄형 아키텍처 기반의 테스트 자동화 장비(ATE, Automated
Test Equipment) 시스템에서 확장할 수 있는 스마트 테스트
시스템으로 전환하고 있다.
| 그림 2 | SEMICON Korea 2016, 한국NI 부스
혁신의 첫걸음, 반도체 테스트 통합 솔루션 공개
내쇼날인스트루먼트가 세미콘코리아 2017을 통해 반도체
테스트 통합 솔루션을 선보인다. 한국NI는 이번 전시회를
통해 반도체 테스트 비용을 절감하고, 테스트 시간을 단축
하며, 업계 최고 수준의 측정 정확성을 확보할 수 있는 최신
솔루션들을 공개할 예정이다.
NI의 플랫폼 기반 방식은 테스트 전 과정에 걸쳐 효율성을
높여 주고, 각종 문제점들을 손쉽게 해결해 주는 확장 가능한
솔루션을 제공한다.
24 I Feb. 2017
반도체 테스트의 미래
한국NI 반도체 테스트 솔루션 담당 권순묵 대리는 “개별화된
커스터마이징을 통한 융복합화가 테스트생태계에서도
요구되고 있다”며, “기술의 융복합화가 진행됨에 따라 기존의
제한된 기능만을 갖춘 테스트 장비들은 한계를 맞이하고
있어, NI는 다양한 하드웨어와 플랫폼을 제공하는 한편,
고객 중심의 최적화된 테스트 운용이 가능하도록 지원하고
있다”고 전했다.
주요 전시 제품인 ‘STS(Semiconductor Test System)’는 기존
ATE보다 작업 공간을 덜 차지하고, 전력 소모량이 적다.
무선주파수(RF) 전력 증폭기(Power Amplifier), 전력관리
반도체(PMIC) 같은 아날로그나 혼합 신호 반도체 테스트에
적합하다.
사물인터넷(IoT) 기기가 지원하는 다양한 무선 통신 규격을
동시에 테스트하는 장비 ‘WTS(Wireless Test System)’도 소개
한다. 측정·자동화 시스템을 위한 산업용 모듈형 계측기
PXI(PCI eXtensions for Instrumentation), 그래픽 기반 시스템
디자인 소프트웨어 랩뷰(LabVIEW), ATE급 벡터 솔루션,
올인원 계측기 버추얼벤치(VirtualBench), 휴대용 데이터 측정
플랫폼, 다채널 오픈 쇼트 테스트 등의 데모도 선보인다.
‘개발·검증·테스트·양산’ 통합솔루션(STS)
STS 시리즈는 일체형 테스트 헤드에 NI PXI 플랫폼, TestStand
테스트 관리 소프트웨어, LabVIEW 그래픽 기반 프로그래밍이
결합되어 있어 생산에 바로 투입할 수 있는 테스트 시스템
이다. 헤드에 테스터를 내장하는 방식의 설계에는 시스템
컨트롤러, DC, AC, RF 계측, DUT 인터페이싱, 장비 핸들러/
프로버 도킹 기계 장치 등 생산 테스터의 주요 구성요소가
모두 포함되어 있다.
이러한 컴팩트 설계 덕분에 기존의 ATE 테스터보다 적은 작업
공간에서 사용 가능하며, 전력 소모량과 유지보수 노력이
줄어들기 때문에 테스트 비용을 절약할 수 있다. 또한 개방된
모듈형 STS 설계를 통해 더욱 강력한 계측 및 연산 기능을
갖춘 가장 최신의 업계 표준 PXI 모듈을 활용할 수 있다.
| 그림 3 | 반도체 양산 테스트 시스템 STS(Semiconductor Test System)
� STS RF 서브시스템
RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit) 제조업체의 전체
테스트 비용을 낮추고 출시 시간을 단축하기 위해 RFIC용
STS에는 RF 서브시스템이 함께 제공된다. 이것은 NI 벡터 신호
트랜시버(VST )를
중심으로 구축되는
구성 가능한 멀티
포트 RF 서브시스템
이다. VST는 벡터
신호 생성기 및 벡터
신호 분석기를 FPGA
기반 리얼타임 신호
처리 및 제어 기능과
결합한 제품이다.
전체적으로 RFIC용
S TS 는 R F 생 산
테 스 트 의 엄 격 한
| 그림 4 | 하나의 VST와 12개의 RF
포트가 있는 STS T2의 구성 예한국NI 반도체 테스트 솔루션 담당 권순묵 대리
25Feb. 2017 I
Cover Story I 반도체 테스트의 미래
측정 및 확장성 요구사항을 충족할 수 있도록 완벽하게 통합된
RF 테스트 기능을 제공한다.
VST의 주요 기능으로는 ‘빠른 측정 속도의 소형 폼 팩터
생산 테스트 박스’, ‘R&D 등급 박스형 계측기의 유연함과
고성능’, ‘사용자 프로그래밍 가능 FPGA’. ‘업계 최고 수준의
순시 대역폭’ 등을 들 수 있다. 또한, RF 서브시스템의 나머지
부분에는 ‘RF 쿼드 포트 모듈 및 고전력 RF 포트 옵션(최대
+38dBm TX 및 +40dBm 리시브)’, ‘26GHz S-파라미터 측정’,
‘자동 멀티포트 RF 교정 모듈’ 등이 포함되어 있다.
� STS 소프트웨어
STS의 핵심이라 할 수 있는 TestStand는 엔지니어가 테스트
프로그램을 신속하게 개발하고 디버깅하고 배포하는 데
도움이 되도록 설계되었으며, 즉시 실행 가능한 테스트 관리
소프트웨어이다. 주요 기능으로는 ‘멀티사이트를 지원할
수 있는 Test Sequence Editor’, ‘운영자 인터페이스’, ‘DUT
비닝(binning)’, ‘강력한 디버깅 툴’, ‘핸들러/프로버 통합
제어’, ‘데이터베이스 연결 기능을 갖춘 표준 테스트 데이터
포맷(STDF) 지원’, ‘DUT 중심 테스트 프로그래밍을 위한 핀 및
채널 매핑’, ‘타사 계측기와 통합 가능’ 등을 들 수 있다.
PXI 기반의 무선 테스트 시스템(WTS)
무선 테스트가 갈수록 복잡해지는 상황에서, NI WTS(Wireless
Test System)를 사용하면 빠른 측정 속도와 병렬 테스트에
최적화된 시스템을 사용하여 테스트 비용을 낮추고 생산량을
증대할 수 있다.
WTS는 PXI 하드웨어의 최신 기술이 통합되어 있어 단일
플랫폼만으로 여러 표준, 여러 DUT 및 여러 포트를 테스트할
수 있다. 또한, 생산 업체들은 WTS를 TestStand Wireless
Test Module과 같은 유연한 테스트 시퀀싱 소프트웨어와
함께 사용하면, 여러 디바이스를 병렬로 테스트할 때 계측기
활용을 크게 개선할 수 있다. WTS는 퀄컴 및 브로드컴 등의
주요 칩을 탑재한 디바이스에 사용 가능한 테스트 시퀀스,
통합된 DUT 및 원격 자동 제어 기능을 통해 생산 라인에
손쉽게 통합된다. 따라서 고객들은 보다 효율적인 RF 테스트
설비 사용과 테스트 비용 절감을 실제로 경험하게 된다.
WTS는 PXI 하드웨어 및 LabVIEW/TestStand 소프트웨어에
기반한 최신 시스템이다. WTS는 LTE Advanced, 802.11ac,
블루투스 LE 등의 무선 표준을 지원하며, WLAN 액세스
포인트, 휴대전화, 인포테인먼트 시스템 및 기타 멀티
표준 디바이스의 생산 테스트를 위해 제작된 시스템이다.
WTS에 포함된 소프트웨어 기반의 PXI 벡터 신호 트랜시버
기술은 생산 테스트 환경에서 우수한 RF 성능을 구현하며
RF 테스트의 변화하는 요구에 맞게 확장 가능한 플랫폼을
제공한다.
| 그림 5 | 무선 테스트 시스템(WTS, Wireless Test System)
PXI 디지털 패턴 계측기
PXI 디지털 패턴 계측기는 RF 프런트 엔드 및 PMIC부터
트랜시버 및 IoT SoC까지 내장된 연결 및 센서를 사용하여
RF 및 혼합 신호 IC를 테스트하도록 설계되었다. 이 계측기는
특성화 및 양산 과정에서 이러한 반도체 디바이스를
테스트하는 데 필요한 성능, 기능 및 도구를 제공한다.
점점 더 스마트해지는 디바이스에 맞는 보다 스마트한 테스트
시스템을 구축하는 동시에 점점 짧아지는 반도체 산업의
출시 주기에 맞추기 위해, 특성화부터 양산까지 아우를 수
있는 계측기를 갖춘 테스트 시스템을 설계하는 일은 이제
필수사항이 되어가고 있다.
PX I 디지털 패턴 계측기는 정의된 타이밍 세트 및
레벨을 사용하여 벡터를 기준으로 디지털 패턴을
버스트(burst)함으로써, 디지털 인터페이싱 및 DC 파라미터
측정을 위한 핀 전자기기 하드웨어의 기능과 디지털 타이밍의
유연성을 겸비한 장비이다. PXI 디지털 패턴 계측기에 다양한
타임 세트를 사용함으로써 패턴 내에 있는 각 벡터마다 기간
및 엣지 배치를 다르게 지정할 수 있다. 디지털 패턴 계측기에
26 I Feb. 2017
반도체 테스트의 미래
포함된 수많은 기능으로 테스트 엔지니어는 디바이스 및
디바이스 제품군에 대한 전체 테스트 프로그램을 작성할 수
있다.
Digital Pattern Editor는 PXI 디지털 패턴 계측기의 하드웨어
기능을 확장하여 디지털 테스트를 구성하는 파일을 개발하고
편집하는 도구로 활용할 수 있게 해준다. 또한 Digital Pattern
Editor는 History RAM 툴, 디지털 스코프, 리얼타임 핀 뷰,
시스템 뷰와 같은 강력한 디버깅 기능은 물론, 특성화 및 마진
설정을 위한 Shmoo 툴도 추가한다.
NI-Digital Pattern Driver는 LabVIEW 소프트웨어 및
.NET에서 디지털 테스트를 개발하는 데 사용된다. TestStand
Semiconductor Module은 모든 측정 유형에 대한 테스트 계획
단계를 결과 로깅, 데이터베이스 연결, 부품 비닝(binning) 및
핸들러 인터페이스와 통합한다.
| 그림 6 | SEMICON Korea 2017에 소개될 NI 테스트 자동화 시스템
올인원(All-in-one) 계측기 버추얼벤치(VirtualBench)
버추얼벤치는 5가지 핵심 계측기를 하나의 디바이스에
결합하여 사용할 수 있는 올인원 계측기다. 가장 필수적인
5개 계측기인 디지털 I/O, 프로그래밍 가능한 DC 파워
서플라이, 오실로스코프, 함수 발생기, 디지털 멀티미터를
하나의 장치에 결합하고 PC와 iPad를 통해 제어할 수 있는
버추얼벤치는 단순하고 편리하며, 보다 효율적인 회로
디자인, 디버깅 및 검증을 제공한다.
VB-8034는 이전 VB-8012와 비교해서 아날로그 채널이
2개에서 4개로 증가했으며, 대역폭도 100MHz에서 350MHz로
넓어졌다. 또한, 샘플링 속도도 1GS/s에서 1.5GS/s로
증가했다.
반도체 테스트 ‘정조준’
반도체 산업은 지난해에 이어 올해도 호황이 예상된다. NI는
모듈형 계측기와 시험·계측 소프트웨어(SW)에 주력하고
있으며, 개발자들이 주로 쓰는 제품인 만큼 연구개발(R&D)
트렌드와 산업 경기에 민감한 모습을 보여 왔다.
권 대리는 “지난해 한국NI가 법인 설립 이래 최고 매출을
올렸다”며, “반도체 호황 덕분”이라고 전했다. 그는 “지난해
실적은 그동안의 투자가 시장 환경과 맞아떨어졌기 때문에
가능했던 일”이라고 설명했다.
한국NI가 연구개발(R&D) 로드맵에서 반도체를 주요한
영역으로 준비한 것은 약 5년 전부터로, 반도체 테스트
시스템(STS)은 지난해부터 본격적인 성과를 보이고 있다.
권 대리는 “세미콘코리아 2017에서 한국NI는 랩뷰(LabVIEW)와
PXI 기반의 모듈형 계측기를 이용하여 R&D부터 양산까지
모든 테스트 과정에 동일하게 적용 가능한 테스트 자동화
솔루션을 선보이며, 아울러 반도체 전공정 장비에 적용되는
임베디드 컨트롤/측정 솔루션도 소개할 예정”이라며,
“고객들이 테스트 및 측정 산업의 글로벌 리더인 NI의 최신
반도체 테스트 장비들을 체험하면서 NI의 기술력을 직접
확인하고 폭넓게 활용할 수 있기를 바란다”고 덧붙였다.
한편, 한국NI 부스(3층 D홀 5604)에서는 전시 및 데모 시연과
함께 전문 엔지니어의 제품 상담이 진행될 예정이다.
한국텍트로닉스,
복잡한 특정요구에 적합한 키슬리 테스트 솔루션텍트로닉스는 2010년 키슬리 인스트루먼츠를 인수함으로써
더 넓은 포트폴리오로 다양한 산업분야에 솔루션을 제공하고
있다. 텍트로닉스와 키슬리는 함께 저준위 정밀 측정부터
강력한 타임 도메인 측정에 이르는 고객의 요청사항에 따라,
나노 볼트에서 기가헤르츠에 이르는 솔루션 및 서비스를
제공하고 있다. 텍트로닉스는 최근 빠르게 소형화, 저전력화
되는 소자 시장에 대응하기 위해 이에 적합한 최적화된
솔루션을 출시 하고 있다.
세미콘코리아 2017에서는 반도체 측정에 사용되고 있는
키슬리 최신 테스트 솔루션들을 비롯하여, 텍트로닉스 테스트
솔루션이 소개된다.
27Feb. 2017 I
Cover Story I 반도체 테스트의 미래
S540 전력 반도체 테스트 시스템
키슬리 S540 전력 반도체 테스트 시스템은 최대 3kV의 전력
반도체 소자 및 반도체 구조의 웨이퍼 수준 테스트를 위한
완전 자동 48핀 파라미터 테스트 시스템이다. SiC(탄화규소)
및 GaN(질화갈륨)을 포함한 최신 화합물 전력 반도체
재료용으로 최적화된 완전 통합형 S540은 모든 고전압,
저전압 및 커패시턴스 테스트를 한 번의 프로브 터치로
측정할 수 있다.
전력 반도체 소자에 대한 수요가 계속 증가하고 SiC와 GaN의
상용화가 확산됨에 따라 제조업체들은 수율을 최적화하고
수익성을 개선하기 위해 양산 공정에 웨이퍼 수준 테스트를
도입하고 있다. 이러한 애플리케이션을 위해 S540은 테스트
시간과 테스트 설정 시간, 점유 공간을 최소화함으로써 소유
비용을 낮추는 동시에 실험실 등급의 고전압 측정 성능까지
제공한다.
S540은 양산을 높이기 위해 케이블 또는
프로브 카드 인프라 변경 없이 최대 48개
핀에서 파라미터 측정을 수행
할 수 있다. 또한 최대 3kV
까지 Ciss, Coss 및 Crss와
같은 트랜 지스터 커패시턴스
측정도 수행할 수 있으며 이
경우에도 마찬가지로 테스트
핀의 수동 재구성이 필요 없다.
S540은 테스트 출력 속도를
더욱 높이기 위해 0.1pA의 측정 성능을
제공하며 완전 자동화된 고전압 누설 전류
(Leakage Test) 테스트를 1초 미만에 수행 할
수 있다. 표준 상용 제품인 S540은 자체 제작
또는 맞춤형 시스템과는 차별화되는 완벽한
추적 가능한 시스템 사양과 안전
인증, 진단 및 전 세계 서비스와
지원을 제공 한다.
S540은 30년 이상 축적된 키슬리의 반도체 파라미터 테스트
전문 기술을 활용하며 업계를 선도하는 반도체 테스트
장비를 저/고전압 스위칭 매트릭스, 케이블 구성, 프로브 카드
어댑터, 프로브 드라이버 및 테스트 소프트웨어와 안정적이고
완벽하게 호환한다.
반도체 특성분석의 복잡성 완화시킨
새로운 파라미터 분석기
키슬리 4200A-SCS 파라미터 분석기는 테스트 설정이 간편
하면서도 명확하고 정밀한 결과를 제공함으로써 새로운
사용자 또는 일시적인 사용을 원하는 고객이 복잡한 특성
파악에 할애하는 수고를 덜어주어 반도체 장치, 소재, 공정
관련 이해를 돕는다.
키슬리 4200-SCS 파라미터 분석기의 성공을 기반으로 신규
4200A-SCS 장비는 현대적 산업디자인, 새로운 그래픽 사용자
인터페이스를 갖추었고, 전문가 교육 영상을 장비와 함께
제공하는 등 자가학습이 가능한 다양한 도구를 제공한다.
결과적으로 테스트 설정 시간이 최대 절반으로 절약되고 훨씬
간편하고 직관적인 조작이 가능하다. 반도체 장치 연구, 장치
장애 분석, 다수 사용자가 공유하는 장비에 대한 신뢰성 실험과
같은 응용 분야의 경우 이러한 편리성이 특히 중요하다.
| 그림 8 | 키슬리 4200A-SCS 파라미터 분석기
� 새로운 스위치 모듈
측정이 다양해지고, 반도체 연구의 복잡성이 가중되고 있는
시장 환경의 요구에 맞춰, 텍트로닉스는 키슬리 4200A-CVIV
4채널 IV/CV 스위치 모듈을 출시했다. 4200A-SCS 메인
프레임에 사용하는 본 모듈은 SMU(I-V)와 커패시턴스-전압
(C-V) 측정 간에 온더플라이 스위칭을 제공하여 프로버 니들
이나 이동 케이블을 움직이지 않고도 C-V 측정을 다른 장치
단자로 이동시킬 수 있게 해준다.
| 그림 7 | 키슬리 S540 전력
반도체 테스트 시스템
28 I Feb. 2017
반도체 테스트의 미래
| 그림 9 | SEMICON Korea 2016, 텍트로닉스 부스
4200A-SCS에는 새로운 고화질 와이드스크린 디스플레이가
장착되어 테스트와 실험 상호작용을 위한 넓은 화면 면적을
제공한다. 디스플레이는 미숙한 사용자들이 필요로 하는
직관적 조작이 가능하면서 동시에 전문가가 요구하는 고급
기능을 지원하는 전적으로 새로운 그래픽 사용자 인터
페이스와 결합되어 있다. 새로운 사용자 인터페이스에는 전
세계 키슬리 응용 기술 엔지니어의 지식과 지혜를 집약한
전문가 영상이 함께 제공된다. 영상은 사용자의 학습곡선을
단축시키고 예상치 못한 결과가 발생했을 때를 대비한 문제
해결 능력을 배양하고 결과에 대한 자신감을 길러준다.
4200A-SCS는 대체하는 장비와 마찬가지로 전체 통합식
모듈형 파라미터 분석기로 소재, 반도체 장치, 공정의 전기적
특성을 뒷받침한다. I-V 특성화를 위한 소스 측정 장치, AC
임피던스 측정용 커패시턴스-전압 모듈, 펄스 I-V와 파형
포착 및 트랜젠트 I-V 측정이 가능한 초고속 펄스 측정 장치로
구성된 4200A-SCS는 재료 연구, 반도체 장치 설계, 개발
또는 생산을 위해 연구자 또는 기술자가 필요로 하는 핵심
파라미터를 제공한다.
업계 최초 ‘터치스크린 방식’ 디지털 멀티미터
키슬리는 새로운 종류의 디지털 멀티미터 중 최초 모델로
DMM7510 그래픽 샘플링 멀티미터를 발표했다. 이 제품은
높은 정확도의 디지털 멀티미터, 파형 캡처용 디지타이저,
정전 용량식 터치스크린 사용자 인터페이스가 통합된
솔루션이다.
DMM7510은 측정 결과의 정확도에 대한 확신과 측정
결과를 심층적으로 탐구할 수 있는 기능, 그리고 직관적인
터치스크린 조작 기능을 제공하도록 설계되었다. 본 제품의
사용자 인터페이스는 사용자가 더 빠르게 익히고 효율적으로
작업하며 손쉽게 연구하도록 지원하는 키슬리의 “Touch, Test,
Invent”설계 컨셉을 이어받았다.
전력 소자 측정을 위한 키슬리 2461 소스미터
본 소스미터를 이용하여 고전력 소재, 전력 소자와 전력 모듈
부문에서 측정 및 평가가 가능하다.
키슬리 2461 고전력 소스미터 SMU 장비는 10A/100V,
1000watt의 전류 펄스를 인가할 수 있어서 전력 소자의 열
발생량을 최소하고 소자의 신뢰도를 유지할 수 있다. 18비트
고속 디지타이저가 2개 장착되어 있어서 실제 측정하는
소자가 동작 중에 동작의 특성을 측정할 수 있고, 측정 결과가
화면에 바로 표시되어 즉각적인 분석을 할 수 있다. 성공적인
2450 및 2460 SMU 플랫폼을 기반으로 하는 2461은 동급 최고
수준의 DC 및 펄스 소스와 싱크 성능을 갖추어 사용자가
설계를 더 상세히 파악할 수 있게 해준다.
차세대 전력 소재 및 소자를 개발하는 연구원, 과학자들,
그리고 설계 엔지니어들은 다양한 DC와 펄스를 측정하여
소자의 성능을 확인할 수 있어야 한다. 측정과 동시에 소자나
모듈의 결함으로 이어지는 자체 발열의 영향을 감소시켜야
한다. 본 장비는 소비자 전자 제품에 사용되는 소재연구,
반도체 소자, 회로보호 소자, 광학기술, 에너지 저장 및 출력
부품, 전력관리 분야에 적용할 수 있다.
2461소스미터는 텍트로닉스의 다른 키슬리 그래픽 SMU와
마찬 가지로 학습 기간을 최소화하고 빠른 해결책을 도출하기
위해 테스트 설정 시간을 단축, 단순화 그리고 직관적인 Touch,
Test, Invent® 사용자 환경을 제공한다. 사용자는 그래픽 터치
스크린 인터페이스를 통해 스마트폰이나 태블릿과 비슷한
자연스러운 제스처를 사용하여 전면 패널에서 바로 결과를
확인하고 세부적인 분석을 수행하면서 신속하게 데이터를
확대 및 축소할 수 있다. 내장된 오픈 소스 스크립팅 언어를
사용하면 사용자가 특수 측정 분야를 위해 재사용 및 맞춤
구성이 가능한 테스트 소프트웨어 라이브러리를 생성할 수 있다.
29Feb. 2017 I
Cover Story I 반도체 테스트의 미래
| 그림 10 | 키슬리 2461 고전력 소스미터
엔지니어는 2461의 10A/100V, 1000W 펄스 전력을 통해 더
짧은 시간 동안 장치에 더 큰 전력을 적용함으로써 DC 전류
테스트에 비해 실제 작동 특성 파악에 방해가 될 수 있는
테스트 대상 장치의 자체 발열 영향을 최소화할 수 있다. 또한
DC 테스트는 전류를 너무 장시간 적용할 경우 장치에 손상을
입힐 수도 있다. 2461은 18비트 듀얼 1MS/s 디지타이저를
사용하여 실제 장치 작동, 파형, 전류 및 전압의 이상신호
이벤트를 동시에 측정하고 시각화할 수 있다. 새로운 고속
‘Contact Check’기능은 접촉 피로로 인한 측정 오류와 허위
제품 장애, 프로브 팁 오염, 연결 약화 또는 손상, 릴레이
장애를 최소화하도록 도와준다. 이러한 기능을 통해 사용자는
테스트 결과에 대한 확신을 갖고 설계 및 엔지니어링 의사
결정을 더 신속하게 내릴 수 있게 된다.
업계 최고 신호 충실도 탑재한 70GHz 대역폭 실시간
오실로스코프
현 시판 중인 초고 대역폭 실시간 오실로스코프 중에서 최저
노이즈와 최고 유효 비트를 자랑하는 DPO70000SX 70GHz
ATI 고성능 장비이다. 새로운 오실로스코프에는 특히 광학
시스템을 개발 중이거나 첨단 연구를 수행하는 엔지니어 및
과학자의 현재와 미래 요구사항을 더욱 효율적으로 충족시
키는 다양한 혁신 기술들이 채택되었다. 기존 초고대역폭
오실로스코프와 차별화되는 DPO70000SX ATI 고성능
오실로스코프의 주요 혁신 기술은 다음과 같다.
| 그림 11 | 70GHz 대역폭 실시간 오실로스코프
첫째, 신호 대 잡음비를 유지하며 높은 충실도를 제공하는
텍트로닉스의 특허 기술인 ATI(비동기 시간 인터리빙)가
적용된 세계 최초의 70GHz 실시간 오실로스코프이다. 이는
사용자가 현재 시판 중인 다른 어떤 오실로스코프보다 빠른
속도로 신호를 더 정확하게 캡처하고 측정할 수 있음을
의미한다. 둘째, 괄목할만한 200GS/s의 샘플링 속도와 5ps/
sample의 분해능으로 향상된 분해능과 타이밍을 제공한다.
셋째, 계측기를 DUT(테스트 대상 디바이스)에 매우 가까이
배치할 수 있는 초소형 규격과 분석 시 유연한 디스플레이
및 컨트롤을 제공한다. DUT와의 거리를 단축하면 더 짧은
케이블을 사용할 수 있고, 결과적으로 매우 높은 주파수에서
신호 충실도를 유지할 수 있다. 넷째, 텍트로닉스가 특허 출원
중인 UltraSync 아키텍처가 적용된 시판 제품 중 가장 확장성
높은 오실로스코프 시스템으로 정밀한 데이터 동기화와 멀티
유닛 시스템의 편리한 운영을 지원하며, 정밀한 멀티 채널
타이밍 동기화는 100G 이상 고속의 가간섭 광학 변조 분석과
같은 분야의 획득 조건을 만족하는 데 핵심적인 요소이다.
� 신호 충실도의 부각
엔지니어들은 더 높은 데이터 전송률의 제품과 시스템을 개발
하면서 지속적으로 고난도의 실험 과제에 직면하고 있다.
특히, 속도가 빨라지고 진폭이 낮아짐에 따라 중요한 신호
세부 정보를 불분명하게 만드는 시스템 노이즈가 중대한
문제가 되었다. DPO70000SX 오실로스코프는 ATI 기술을
사용하여 엔지니어들이 더 낮은 노이즈와 왜곡으로 신호 세부
정보를 더 많이 확인하도록 지원하므로 측정 성과를 높이고
시스템 작동을 더 쉽게 이해할 수 있다. 타 오실로스코프
공급 업체는 초고대역폭 달성을 위해 신호를 고주파 및
저주파 대역으로 분할하고 개별적으로 디지털화하는 주파수
인터리빙 기법을 사용한다. 이와 같이 대역을 개별적으로
디지털화하면 노이즈가 발생하며, 두 대역을 다시 결합할
때 해결하기 어려운 위상, 진폭 및 기타 다른 불일치 현상이
발생한다. 텍트로닉스 특허 기술인 ATI 기술의 경우 주파수
인터리빙이 아니라 시간 인터리빙을 사용하며, 일치하는
성능의 두 대칭 신호 경로 각각에 의해 전체 신호 스펙트럼이
디지털화되므로 전체 스펙트럼을 복구할 때 노이즈가 대폭
줄어든다.
30 I Feb. 2017
반도체 테스트의 미래
� 정밀성이 수반된 UltraSync 확장성
UltraSync는 여러 대의 DPO70000SX 오실로스코프를 함께
가동하여 이러한 분야에 필요한 정밀한 고속 멀티 채널
획득을 제공할 수 있는 고성능 동기화 및 제어 버스를 통해
요구사항을 만족한다.
UltraSync에는 단일 계측기 내부의 통상 채널 대 채널 지터와
동등한 고유 획득 대 획득 지터를 제공하도록 12.5GHz의
샘플 클럭 레퍼런스와 연동형 트리거 버스가 포함되어
있다. 또한 분석을 위해 확장 유닛에서 마스터 유닛으로
파형을 전송할 수 있는 고속 데이터 경로도 포함되어 있다.
각 오실로스코프가 획득된 신호 전체를 처리하므로, 완료된
파형만이 마스터 유닛으로 이동되며 더 많은 채널을 추가해도
성능이 유지된다.
UltraSync는 광학 테스트 소프트웨어에서 다중 계측기
획득 시스템을 관리할 수 있도록 지원하므로, 현재 가장
정밀한 광학 변조 분석이 가능하다. 업계 최고의 초소형
규격 DPO70000SX 오실로스코프는 시스템 유연성을
높일 수 있도록 업계 최고의 13.3cm 높이 규격의 패키지로
개발되었지만 고성능 기능성도 그대로 유지하고 있다.
이러한 초소형 패키징은 동일한 공간에 두 오실로스코프를
쌓아 표준 벤치 오실로스코프로 사용할 수 있음을
의미한다. DPO70000SX는 또한 70GHz, 200GS/s에서 1채널
또는 33GHz, 100GS/s에서 2채널을 사용할 수 있는 유연성도
제공한다. 사용 가능한 듀얼 유닛 시스템은 두 DPO70000SX
장치를 동기화하여 각각 70GHz, 200GS/s에서 2채널
또는 33GHz, 100GS/s에서 4채널을 제공하며 단일 조율형
계측기로 작동한다.
듀얼 유닛 시스템은 필요할 경우 손쉽게 개별 장치로 분리할
수 있으며, DPO7AFP 보조 전면 패널을 사용하면 공통
계측기 설정을 직접 제어하여 단일 장치 또는 멀티 유닛
시스템 모두에서 일반적인 벤치 오실로스코프 환경을 제공할
수 있다. DPO70000SX의 본질적인 유연성은 더 많은 채널
전반에서 더 높은 성능을 제공하도록 손쉽게 확장할 수
있는 역량을 제공한다. 예를 들어, 오늘날의 애플리케이션
대부분에는 33GHz 채널 네 개와 70GHz 채널 두 개의 옵션이
충분할 것이다. 요구사항이 변경되면 구성에 두 개의 추가
장치를 추가하여 70GHz 채널 네 개를 제공할 수 있으며, 모두
단일 계측기로 작동 가능하다.
준비된 파트너
반도체 소자 측정관점에서 반도체 소자를 측정하는 장비는
복잡하고 미세한 많은 소자를 측정할 수 있는 고속의 다채널이
지원되어야 한다. 차세대 메모리 측정에 필요한 펄스 측정,
새로 개발된 제품을 위해 신뢰성 측정 등 다양한 소자에
대해서 다양한 측정이 지원되어야 한다. 향후 반도체 시장은
지금보다 더 빠르고, 더 많이, 더 다양한 측정을 요구할 것으로
전망된다.
통신, 컴퓨터, 반도체, 소비자 전자 제품 산업에 테스트 및
측정 솔루션을 제공하는 세계적인 계측기 공급 업체 텍트로
닉스는, 1946년 오실로스코프를 시작으로 로직 애널라이저,
신호발생기, 스펙트럼 분석기, 각종 통신 및 비디오 테스트
장비계측 장비를 비롯해 약 1,000여종의 모든 산업용 계측
장비를 생산하고 있다. 또한 디지털 RF, 직렬 버스, 임베디드
시스템 설계 등을 다루는 고객들이 차세대 제품을 개발하고
더 우수한 품질의 제품을 설계할 수 있도록 측정, 테스트
솔루션을 제공한다.
아드반테스트, 다양한 테스트 솔루션을 선보인다반도체 테스트 장비 전문업체 아드반테스트가 세미콘코리아
2017에서 시스템온칩(SoC)과 메모리 시스템을 위한 다양한
테스트 솔루션을 선보인다. 아드반테스트는 관계자는 “한국
시장을 겨냥한 최신 테스트 솔루션과 한국 시장에서 검증된
제품을 소개할 예정”이라며, “주요 전시 품목은 테스트 측정
플랫폼과 성능이 향상된 모듈, 채널 카드, 이빔 리소그래피
측정-SEM 시스템, 실행 보드, 번인 테스트 보드와 프로브
카드”라고 전했다.
T2000 에어 시스템
T2000 에어 시스템은 연구개발(R&D) 혹은 소량 생산용
테스트에 맞춰진 소형 공랭식 장비다. 물을 활용하지 않는
공랭식 구조여서 어디든 설치가 가능하다. 다양한 반도체 칩
모듈을 테스트할 수 있다. 모듈러 구조를 채택해 확장 유연성이
높다. 최대 6개의 별개 공랭식 측정 모듈을 탑재할 수 있다. 최대
512개 채널 동시 테스팅이 가능하다. 2000볼트(V) 고전압 기기,
고정밀 파워 디바이스, 100MHz 대역폭까지의 혼성신호 IC, 무선
주파수(RF) 통신칩, CMOS 이미지센서 등을 이 장비에서 테스트
할 수 있다.
31Feb. 2017 I
Cover Story I 반도체 테스트의 미래
테스트 환경 변화에 따른 기술혁신
스마트폰, 컴퓨터, 자동차, 가전제품 등 우리가 매일 사용
하는 다양하고 많은 제품들에는 반도체가 탑재되어 있다.
아드반테스트의 반도체 테스트 장비는 소비자의 안전과 보안에
중요한 역할을 한다. 반도체칩 제조업체들은 반도체가 제대로
작동하는지, 스펙대로 수행하는지 확인하여 결함이 있는
디바이스를 제거하고, 양품을 생산하기 위해 아드반테스트의
장비를 사용한다.
아드반테스트 관계자는 “반도체는 IT분야 외에 자율주행자동차,
IoT 등 여러 분야에서 수요가 증가하고 있다”며, “이는 당사의
테스트 장비와 주변 기기 제품의 매출증가로 이어지고 있다”고
말했다. 또한, 그는 “앞으로도 이러한 반도체업계의 특성에
대비하고, 고객의 변화하는 요구를 충족시키기
위해서 우리는 계속해서 테스트기술을 개발해
나갈 것”이라고 전했다.
한편, 아드반테스트는 세미콘코리아 2017 테스트
포럼(9일) 에서 ‘ATE 시스템 내 사물인터넷(IoT)
모듈 테스트 도전’을 주제로 발표한다. 발표는
아드반테스트코리아 김정섭 이사가 맡았다.
티에스이, 반도체 테스트 비용을 절
감하는 TDMS-1000 공개반도체 및 OLED/LED 검사장비 전문기업
티에스이(TSE)가 세미콘코리아 2017에서 주력
제품인 프로브카드, 테스트 소켓, 인터페이스보드, 로드보드,
발광다이오드(LED) 테스터 등을 전시한다. 특히 신제품
TDMS-1000을 출품할 예정으로 업계의 주목을 끌고 있다.
반도체 패키지 검사장비 TDMS-1000
반도체의 고밀도화, 고속화, 미세화에 따라 반도체 패키지
불량을 검출하기 위한 오픈/쇼트 검사 공정의 중요성이
높아지고 있다.
티에스이는 이번 전시회에 1년 6개월여간 개발기간을 거쳐
완성한 TDMS-1000(TSE DC Measure System) 테스트 장비를
첫 출품할 예정이다. 이 장비는 반도체 패키징 전후에 단선,
단락 여부를 잡아내는 오픈/쇼트(Open/Short) 검사 기능을
수행한다. 저비용, 고효율이 특징이다. 256ch, 3072ch,
4096ch 등 검사 환경에 맞춰 채널 수를 조정할 수 있으며,
4가지 핀 모드를 제공해 오픈/쇼트 검사 외 전류 누수,
저항(R), 유도용량(인덕턴스)과 정전용량(캐패시턴스)을 측정할
수 있는 L/C 기능을 옵션으로 사용할 수 있다. 직관적인
그래픽사용자인터페이스(GUI)를 갖춰 비전문가도 쉽게 검사
프로그래밍을 작성하고 운용할 수 있는 것이 특징이다.
검사 비전문 사용자도 손쉽게 검사 프로그래밍을 작성하고
운용할 수 있으며, 검사 시간 단축을 위한 Group Pin 검사,
I/O Pin DC분석을 위한 I-V Graph(업데이트예정) 기능 등
다양한 기능을 제공하여 검사 활용 범위도 극대화했다. 양산
검사환경 적용을 위해 Low Yield 및 PGM Miss Match 등
품질사고를 예방하기 위한 기능을 제공하여 최적화된 양산
효율을 낼 수 있도록 지원하며, 컴팩트한 크기로 다양한
Handler와 쉽게 통합이 가능하다.| 그림 13 | 아드반테스트 T2000 에어 SoC 테스트 시스템
| 그림 12 | SEMICON Korea 2016, 아드반테스트 부스
32 I Feb. 2017
반도체 테스트의 미래
| 그림 15 | 반도체 패키지 검사장비 TDMS-100
TDMS-1000과 함께 제공하는 TDAT(TSE Data Analysis
Tool)는 검사 결과를 취합하여 검사 경향 및 수율, Fail
position 등 검사 분석 결과를 다양한 방식으로 제공함으로써
사용자로부터 검사 과정에서의 문제점 진단, 제품의 특성
등을 쉽게 파악할 수 있도록 한다. STDF File을 생성하여
통계 관리를 지원하고 있으며 이를 통해 효율적인 자원 관리
환경을 제공한다.
| 그림 14 | SEMICON Korea 2016, 티에스이 부스
티에스이 관계자는 “더욱 복잡해진 반도체 공정과
높아진 패키징 기술 난이도에 따라 증가하는
조립특성 불량을 TDMS-1000을 이용하여
조기에 검출한다면 Final test의 효율을 증가시켜
검사비용을 효과적으로 감소시킬 수 있다”며, M
architecture(Multi para, Multi state, Multi PMU, Multi
option)로 개발된 TDMS-1000은 작은 비용으로
제품의 품질을 보증할 수 있는 솔루션으로서
반도체 검사 업계에 큰 반향을 불러일으킬 것으로
보인다”고 말했다.
부지런한 연구개발
1994년 설립된 티에스이는 코스닥상장 업체로
반도체 검사장비 분야에서 20년 이상의 경력을 가지고
있으며, 업계에서 세계적으로 인정받고 있는 기업이다. 특히
반도체 후공정 검사장비인 Interface Board 제품은 전 세계
시장점유율 1위로 자리 잡고 있다. 이러한 기술력을 바탕으로
최근 반도체 제조사의 요구사항에 빠르게 발맞추어 저비용
검사를 실현할 수 있는 제품개발에 매진했으며, 그 결과로
TDMS-1000을 개발했다. 또한, 티에스이는 Kelvin 측정 및
High Power Forcing 방식을 적용하여 정밀 분석이 가능한
TDAS-3072(TSE DC Analysis System) 장비를 개발 중이며,
양산형 장비 외에 분석용 장비를 함께 제공하고 있다.
반도체 테스트의 미래사물인터넷(IoT)과 빅데이터가 이끄는 차세대 ICT 시대에는
아직까지 상상하지 못했던 많은 양의 데이터 고속처리
기술이 필요할 것으로 예상된다. 또한 저전력의 요구도 점점
더 가속화될 것으로 전망된다. 차세대 ICT 환경이 요구하는
High-speed, High-capacity, Low-power 사양을 만족시키는
제품의 폭발적인 급증에 따라, 초고사양을 만족시키기 위한
차세대 제품개발에 있어 ‘테스트’의 역할이 더욱 중요해지고
있다.
33Feb. 2017 I
