山路那头是大海——集成电路测试技术研究所的研发之路

  7月 29 日， 由半导体垂直领域产业媒体「芯榜」主办，亚太芯谷科技研究院、芯多多、智前沿芯创平台协办的封测产业合作共赢沙龙在北京成功举办。 在嘉宾分享环节，北京自动测试技术研究所（下文简称自测所）研发中心主任高剑，为大家带来了主题为《集成电路测试技术研究所的研发之路》的分享。 在 30 分钟的沉浸式沙龙分享中，高主任对集成电路测试在半导体产业链中的重要性、半导体行业发展现状及行业发展新要求、国产化替代的市场机遇、以及自测所的发展历史和独特优势做了全面细致的讲解。

  ■集成电路测试是半导体产业链不可或缺的重要环节，将必然的联系到生产效率和生产制造成本

  下图是高主任演讲PPT中半导体产业链的重要环节示意图，在产业链的各个关键节点都必须由测试来 进行产品质量的把控，问题每晚发现一个环节，芯片公司付出的成本将增加数倍。

  “我个人认为下图对于封装技术发展的新趋势的预测还是比较准确的，现在我们面向的测试产品发生了变化，随着近几年高密度芯片的发展，芯片集成度持续不断的增加，我们应该测试的芯片对象更多的会是汽车电子、5G、工业互联网相关场景应用的产品，测试对象的变化也对测试设备和技术提出了更高的要求。 ”高主任在分享中提到。

  高主任也对国内芯片测试厂商未来发展会面对的难点做了总结：首先，未来的芯片测试研发技术因为产品对象的变化，会更倾向于演变成一个综合性学科，会涉及到很多领域的专业相关知识；其次，受市场之间的竞争环境的影响，客户对测试精度的要求会慢慢的高、在测试成本的控制上也会更加严格，以期提高自身在产品和成本上的竞争力。以上这些变化都对提供测试服务的企业、从业人员、检测系统提出了更高的要求。

  高主任和大家伙儿一起来分享了方正证券的一张产业链图谱，并提到我国的半导体测试设备行业已经诞生了长川和华峰两位产业里的 “老大哥”，这两家企业测试机的年产值均可达到数亿，为中国测试设备产业高质量发展做出了好的表率。 但他也观察到，国产化测试机这样的领域，尤其是以面向数字芯片为主的测试机，国内厂商和国外厂商的技术水平还有相当大的差距。 国外企业如日本爱德万、美国泰瑞达等依旧占了重要的市场地位。 由国外厂商提供的检测系统、测试服务成本比较高，而国产的检测系统性价比相比来说较高，但市占率还很低，现在的市场供给近90% 还是来自于国外厂商。 因此，从成本和自主可控角度考虑，半导体测试领域还存在比较大的国产化替代市场空间。 在国家政策的支持和外部环境变化的影响下，将会有更多类似长川、华峰以及自测所类型的国内企业进入这样的领域，奋起直追、提高国产化产品的市占率、推进国产化替代进程！

  自测所地处北京，作为一家公司，自测所需要服务军品、民品的市场客户； 作为老牌研究所，也要为我国半导体行业的发展积极贡献力量、攻克技术难题、满足市场需求。

  自测所有清晰的科研定位： 围绕集成电路测试领域的重大科学技术问题，开展应用基础和应用技术探讨研究，着力突破高端集成电路检测系统关键技术、大功率半导体器件检测系统关键技术、测试应用关键技术、高可靠试验评价技术与方法等关键核心技术，为我国集成电路产业可持续发展提供技术支撑。

  自测所成立于 1984 年，2000 年转型为科技型研发企业， 2011 年被北京市科委认定为 “集成电路测试技术北京市重点实验室”，2021 年更名为北京自动测试技术研究所有限公司。

  从转型为科技型研发企业到现在，自测所也走过了风风雨雨的 20 年。 早期，国家的智能卡、电表卡、社保卡等这类卡的芯片测试有很大一部分都是使用自测所研发的设备完成的。 跟随信息技术的发展浪潮，自测所始终没停下技术攻坚、产品迭代、适应市场新需求的脚步，围绕集成电路检测系统、半导体器件检测系统、电子科技类产品可靠性试验技术及试验方法、集成电路测试应用技术系统四大领域展开研究。

  高主任坦言，在这几年自测所的业务发展和研发推进中，他们有很多感触。 一方面，他们深刻的感知到 “测试”这一环节在整个半导体生产流程中的重要性，能有效帮助中国半导体企业提高在质量和成本上的竞争优势； 另一方面，他们也切身体验到半导体检测系统研发是一个周期长、回报慢的事情，但十几年来，自测所以及自测所的小组成员从始至终坚持在做这件事情，因为，他们都以为，中国半导体产业的很多环节还处在卡脖子的状态，尽管难、尽管回报慢，但在中国是一个机遇； 更重要的是，在过往开发检测系统的过程中，自测所团队深切的感受到，买是买不来任何核心技术的，完全自主独立的知识产权、对半导体检测系统的开发和完善都有很重要的作用！

  自测所作为老牌细致划分领域专业研究所，有多年的技术积累、专业的开发团队、协同创新的生态以及硬核的专利及知识产权，经过多年的打磨，也拥有了具备市场竞争力的核心产品。

  现今，自测所提供的产品主要聚焦在集成电路检测系统，一方面面向中小企业客户提供高端芯片测试服务，帮助客户攻克一些中高端芯片测试中的瓶颈； 另一方面，自测所也擅长提供市场上急需的高速度、高密度、高效率数字电路检测系统解决方案。

  关于集成电路检测系统技术探讨研究上，自测所自主研发的系列数字检测系统、数模混合信号检测系统等填补了我国检测系统研发的空白。 检测系统规模、最高测试速率、测试管脚数等多项指标均达到国内领先水平。

  自测所最新研制的 BC3192EX超大规模数模混合集成电路检测系统，具备高速度、高密度、低功耗、高稳定度等特性，已逐步应用于研究所、科技公司测试生产线，并受到用户好评。 高主任还提到，这款BC3192 检测系统的命名也很有意义，当时是国家电子工业部给立的设备型号，是专门为打破国外对国内的封锁所做的数字集成电路的测试产品。 这么多年来，产品和技术做了多次迭代，但这个型号一直保留了下来，也见证了中国半导体企业和从业者向着自主可控目标前进走过的历程。

  从 2016 年开始，自测所团队就专注于新一代检测系统 BC3192EX系列的研发，总系统的SoC内核以及软件都是自主开发的。 用高主任的话说，就像是自己家的孩子一样，团队对它很熟悉。 在软硬件自主开发的基础上，团队能够直接进行不断迭代创新、以适应一直在变化的电路测试需求。

  这款产品的核心特点是高并测、高速率、超高的性价比。 这些优势特点在过往也得到了客户的认可，现在有一些军工单位和研究所客户已开始使用自测所的这款系统在部分功能和应用场景上替代国外的设备。

  自测所如今仍在一直在优化产品，如在原有数字产品测试基础上，逐步加入复合测试信号，解决国产数字测试设备中混合信号测试的一些缺陷； 在软件方面，对软件进行深度开发以快速的应对不同的测试需求、满足定制化服务。

  后续，自测所也会利用自身产品特性，面向新兴的半导体芯片应用方向，服务更多客户。 比如产品的高速度和大存储深度的特性能应用在人工智能芯片测试领域； 混合信号测试上的优势能力能应用在汽车半导体这类增加较多传感器的芯片产品测试上； 对于工业互联网 MCU为主的芯片，自测所系统的高并测及多通道能力也具备一定优势。 高主任说： “满足更多客户不相同时期的需求，提供高性价比的测试服务是自测所的努力方向，也是我们国内半导体研究所、设备提供公司的主要努力方向。 ”

  自主可控是自测所开发的检测系统的核心优势之一，除此之外自测所的设备在成本上也比国外的产品更具性价比。 高主任坦言，国外的系统在性能方面可能还是优于我们，但从性价比上我们是有很大优势的。 自测所的检测系统价格只是国外产品的 1/3左右 。 很多军方或研究所客户，非常看重检测系统的软件库，但如果让国外检测系统或测试机的供应厂商提供一款新的芯片的软件库，要消耗很高的成本去购买软件测试包。 在过往的发展中，自测所开发了成百上千的软件库，随着服务客户的增加和拓展，从军工客户到民用市场客户，自测所的软件库和服务能力也在不断丰富，使得自测所的产品早已不是一个样机，而是一个被众多客户熟知，为更多半导体企业、半导体设计公司、科研院所服务的平台。

  未来，自测所将充分的发挥自身自主创新的能力、借助本土化服务和高性价比产品的优势，面向军工产业和民用市场日益涌现的新需求，开展定制化测试服务和软硬件一体化解决方案，努力建成有自主研发力量的半导体测试领域的综合性服务平台！

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