當(dāng)今時(shí)代，科技迅猛發(fā)展、芯片量呈幾何倍數(shù)增長(zhǎng)，芯片已經(jīng)進(jìn)入融合的時(shí)代。從無(wú)人駕駛到虛擬現(xiàn)實(shí)、從人工智能到云計(jì)算、從5G到物聯(lián)網(wǎng)，一顆芯片上承載的功能越來(lái)越多，芯片工藝越來(lái)越復(fù)雜，新器件類型層出不窮，眾多驅(qū)動(dòng)因素的推動(dòng)對(duì)半導(dǎo)體測(cè)試技術(shù)不斷提出新的要求。

行業(yè)需要更加面向未來(lái)需求的測(cè)試系統(tǒng)和方案，來(lái)打破傳統(tǒng)儀器固有的不足和局限。

以半導(dǎo)體器件測(cè)試來(lái)看，在先進(jìn)器件研究過(guò)程中，新材料、新結(jié)構(gòu)與新工藝的應(yīng)用都可能帶來(lái)未知的變化。研究者不但要關(guān)注精確的靜態(tài)電流電壓特性，更希望觀察到細(xì)微快速的動(dòng)態(tài)行為。同時(shí)隨著半導(dǎo)體尺寸不斷減小，一些現(xiàn)象需要在極短的時(shí)間內(nèi)才能觀察到，例如MOS器件的BTI效應(yīng)，因此，對(duì)包括短脈沖測(cè)試(PIV)在內(nèi)的新技術(shù)提出了要求。

前不久，概倫電子與北京大學(xué)集成電路學(xué)院及上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院聯(lián)合研發(fā)的新一代高精度快速波形發(fā)生與測(cè)量套件FS-Pro HP-FWGMK正式發(fā)布，填補(bǔ)了其半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)FS-Pro在短脈沖測(cè)試的空缺，同時(shí)也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)短脈沖測(cè)試技術(shù)的空缺。

高端測(cè)試儀器FS-Pro“如虎添翼”

據(jù)了解，此次發(fā)布的最新一代高精度快速波形發(fā)生與測(cè)量套件FS-Pro HP-FWGMK由黃如院士在北京大學(xué)和上海交通大學(xué)的團(tuán)隊(duì)與概倫電子聯(lián)合研發(fā)。作為短脈沖測(cè)試技術(shù)的先行者，黃如院士團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)了十余年的努力，在實(shí)踐過(guò)程中掌握了一整套短脈沖產(chǎn)生、測(cè)量以及分析技術(shù)。概倫電子基于其提供的包括測(cè)試方法、電路原型、方案框架、版圖設(shè)計(jì)及PIV應(yīng)用在內(nèi)的指導(dǎo)意見(jiàn)繼續(xù)精細(xì)開(kāi)發(fā)，滿足高增益與高帶寬的同時(shí)，有效抑制放大電路的非線性失真，最終實(shí)現(xiàn)了最小脈寬130ns的高精度測(cè)量。

概倫電子FS-Pro半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)（圖源：概倫電子）

概倫電子的半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)FS-Pro是一款功能全面、配置靈活的半導(dǎo)體器件電學(xué)特性分析設(shè)備，在一個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了電流電壓(IV)測(cè)試、電容電壓(CV)測(cè)試、脈沖式IV測(cè)試、任意線性波形發(fā)生與測(cè)量、高速時(shí)域信號(hào)釆集以及低頻噪聲測(cè)試能力。

此次增加短脈沖IV(PIV)技術(shù)后，F(xiàn)S-Pro更是如虎添翼，幾乎所有半導(dǎo)體器件的低頻特性表征都可以在FS-Pro測(cè)試系統(tǒng)中完成，可廣泛應(yīng)用于各種半導(dǎo)體器件、LED材料、二維材料器件、金屬材料、新型先進(jìn)材料與器件測(cè)試等。

其全面而強(qiáng)大的參數(shù)測(cè)試分析能力極大地加速了半導(dǎo)體器件與工藝的研發(fā)和評(píng)估進(jìn)程，并可無(wú)縫的與概倫電子低頻噪聲測(cè)試系統(tǒng)9812系列集成。

據(jù)了解，概倫電子噪聲測(cè)試系統(tǒng)9812系列是全球半導(dǎo)體行業(yè)業(yè)內(nèi)低頻噪聲測(cè)試的“ 黃金標(biāo)準(zhǔn)”，為半導(dǎo)體行業(yè)先進(jìn)工藝研發(fā)、器件建模和高端電路設(shè)計(jì)提供了更加完整而又高效的低頻噪聲測(cè)試及分析解決方案，可以滿足各種不同工藝平臺(tái)下半導(dǎo)體器件和集成電路低頻噪聲測(cè)試的需求。FS-Pro快速的DC測(cè)試能力進(jìn)一步提升了9812系列產(chǎn)品的噪聲測(cè)試效率和吞吐量，性能相較同類型產(chǎn)品獲得大幅度提升，并將在噪聲測(cè)試的業(yè)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)擴(kuò)展到通用半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試。

基于在產(chǎn)線測(cè)試與科研應(yīng)用方面的優(yōu)異表現(xiàn)，F(xiàn)S-Pro全面的測(cè)試能力在科研學(xué)術(shù)界受到了廣泛關(guān)注和認(rèn)可，已被數(shù)十所國(guó)內(nèi)外高校及科研機(jī)構(gòu)所選用，同時(shí)也被眾多芯片設(shè)計(jì)公司、代工廠和IDM公司所釆用。

國(guó)產(chǎn)高端測(cè)試儀器新突破

縱觀行業(yè)現(xiàn)狀，測(cè)試測(cè)量?jī)x器屬于高端科研儀器設(shè)備，需要長(zhǎng)時(shí)間積累，特別考驗(yàn)一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)技術(shù)的厚度。由于國(guó)內(nèi)本土測(cè)量?jī)x器行業(yè)起步較晚，主營(yíng)電子測(cè)試測(cè)量?jī)x器的企業(yè)數(shù)量少，發(fā)展情況也不盡相同，目前我國(guó)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要集中在中低端，大部分企業(yè)仍處于仿制研發(fā)的階段，僅有小部分企業(yè)走向應(yīng)用研發(fā)的轉(zhuǎn)型之路。

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)電子測(cè)量?jī)x器的市場(chǎng)規(guī)模由2016年的28.72億美元增至2021年的50.39億美元，預(yù)計(jì)2022年將進(jìn)一步達(dá)到53.14億美元。面對(duì)國(guó)內(nèi)如此巨大的市場(chǎng)需求，以及受國(guó)外隱形技術(shù)壁壘等因素制約，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍被掌握在國(guó)外儀器儀表廠商手中，高端產(chǎn)品依賴進(jìn)口，行業(yè)類第一梯隊(duì)公司主要為是德科技（Keysight）、泰克（Tektronix）、羅德與施瓦茨(R&S)等歐美企業(yè)。

國(guó)內(nèi)測(cè)量?jī)x器與國(guó)際水平相比，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、高端產(chǎn)品的技術(shù)水平、市場(chǎng)占有率等方面存在較大差距，亟待國(guó)內(nèi)本土企業(yè)填補(bǔ)高端儀器的技術(shù)和市場(chǎng)空白。

在這種情況下，提高企業(yè)的研發(fā)力度成為了電子測(cè)量?jī)x器行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)之一。同時(shí)伴隨著強(qiáng)烈的自主可控需求，國(guó)產(chǎn)高端測(cè)試測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)在近幾年迎來(lái)高速增長(zhǎng)。

概倫電子的半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)FS-Pro作為高端測(cè)試儀器的代表之一，在先進(jìn)器件和材料等領(lǐng)域的測(cè)試表現(xiàn)非常出色，集 IV、CV、1/f noise及PIV測(cè)試等于一體，高精度、低成本、綜合的半導(dǎo)體器件表征分析能力靈活滿足各種用戶的不同測(cè)試需求，大大節(jié)省了測(cè)試設(shè)備采購(gòu)開(kāi)支。

同時(shí)，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PXI模塊化硬件結(jié)構(gòu)，通用的軟件平臺(tái)，內(nèi)置測(cè)量軟件提供數(shù)百個(gè)預(yù)定義的測(cè)試模板和功能，實(shí)現(xiàn)即插即用體驗(yàn)，使FS-Pro成為了半導(dǎo)體器件與先進(jìn)材料研究方面的得力助手，產(chǎn)品性能直接對(duì)標(biāo)是德科技等行業(yè)巨頭的高端測(cè)試儀器。

近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)測(cè)試測(cè)量?jī)x器的需求在逐漸擴(kuò)大。當(dāng)前中國(guó)的半導(dǎo)體測(cè)試測(cè)量行業(yè)在飛速發(fā)展中，可以預(yù)見(jiàn)的是，復(fù)雜的國(guó)際關(guān)系背景和市場(chǎng)需求的雙重驅(qū)動(dòng)下，關(guān)鍵領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化成為競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)，自上而下的產(chǎn)業(yè)政策和企業(yè)突圍將加速自主可控產(chǎn)業(yè)鏈的成長(zhǎng)，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體測(cè)量?jī)x器迎風(fēng)口。

隨著概倫電子在中高端產(chǎn)品領(lǐng)域取得突破，將會(huì)使其成為國(guó)內(nèi)該行業(yè)的領(lǐng)頭羊，有望引領(lǐng)該領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化替代浪潮。

概倫電子產(chǎn)品布局日臻完善

半導(dǎo)體器件特性測(cè)試是對(duì)集成電路器件在不同工作狀態(tài)和工作環(huán)境下的電流、電壓、電容、電阻、低頻噪聲、可靠性等特性進(jìn)行測(cè)量、數(shù)據(jù)采集和分析，以評(píng)估其是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

概倫電子半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)FS-Pro能夠支持多種類型的半導(dǎo)體器件，具備精度高、測(cè)量速度快和可多任務(wù)并行處理等特點(diǎn)，能夠滿足晶圓廠和集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)多維度和高精度的要求。半導(dǎo)體器件特性測(cè)試儀器采集的數(shù)據(jù)是器件建模及驗(yàn)證EDA工具所需的數(shù)據(jù)來(lái)源，兩者具有較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)。隨著下游晶圓廠客戶產(chǎn)能擴(kuò)張，相關(guān)測(cè)試需求或?qū)⑦M(jìn)一步釋放。

在制造類EDA工具方面，概倫電子的器件建模及驗(yàn)證EDA工具已經(jīng)取得較高市場(chǎng)地位，被全球大部分領(lǐng)先的晶圓廠所采用和驗(yàn)證，主要客戶包括臺(tái)積電、三星電子、聯(lián)電、格芯、中芯國(guó)際等，在其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制造流程中占據(jù)重要地位。使用該EDA工具生成的器件模型通過(guò)國(guó)際領(lǐng)先的晶圓廠提供給其全球范圍內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)方客戶使用，其全面性、精度和質(zhì)量已得到業(yè)界的長(zhǎng)期驗(yàn)證和廣泛認(rèn)可。

在此基礎(chǔ)上，通過(guò)半導(dǎo)體器件特性測(cè)試儀器與EDA工具的聯(lián)動(dòng)，能夠打造以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的EDA解決方案，緊密結(jié)合并形成業(yè)務(wù)鏈條，幫助晶圓廠客戶有針對(duì)性的優(yōu)化工藝平臺(tái)的器件設(shè)計(jì)和制造工藝，不斷拓展產(chǎn)品的覆蓋面，進(jìn)一步為概倫電子打造完整的制造EDA流程豐富了現(xiàn)有技術(shù)及解決方案。

目前概倫電子主要產(chǎn)品及服務(wù)包括制造類EDA工具、設(shè)計(jì)類EDA工具、半導(dǎo)體器件特性測(cè)試儀器和半導(dǎo)體工程服務(wù)等。從其產(chǎn)品布局和發(fā)展歷程來(lái)看，概倫電子在具備高價(jià)值的落地場(chǎng)景和應(yīng)用需求的前提下，用相對(duì)較短的時(shí)間、較小的人員規(guī)模和投入，打造了全新的設(shè)計(jì)方法學(xué)和流程，逐漸形成了具有技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的EDA工具、測(cè)試產(chǎn)品和工程服務(wù)，并在國(guó)際主流市場(chǎng)獲得產(chǎn)品驗(yàn)證機(jī)會(huì)，在多環(huán)節(jié)和維度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)際EDA巨頭全流程壟斷的突破。

產(chǎn)學(xué)研模式新探索

上文提到，此次FS-Pro HP-FWGMK套件的發(fā)布是概倫電子與北京大學(xué)集成電路學(xué)院及上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院聯(lián)合研發(fā)的產(chǎn)物，在填補(bǔ)了半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)FS-Pro在短脈沖測(cè)試空缺的同時(shí)，也代表了國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研深度合作的典范。

當(dāng)前，在國(guó)產(chǎn)EDA的發(fā)展過(guò)程中，人才是關(guān)鍵，創(chuàng)新求變正在重塑新的核心競(jìng)爭(zhēng)力。EDA核心技術(shù)的突破沒(méi)有捷徑可走，需要持續(xù)吸引各種人才、加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作和保持高研發(fā)投入，長(zhǎng)期堅(jiān)持技術(shù)沉淀，通過(guò)客戶需求引導(dǎo)，才有可能形成新的突破。

在當(dāng)前行業(yè)背景和發(fā)展現(xiàn)狀下，概倫電子正在探索以產(chǎn)教融合方式來(lái)培養(yǎng)項(xiàng)目和推動(dòng)EDA技術(shù)和人才發(fā)展的新模式，攜手各界通力合作，共同應(yīng)對(duì)后摩爾時(shí)代技術(shù)與市場(chǎng)的雙重挑戰(zhàn)，構(gòu)建中國(guó)EDA產(chǎn)業(yè)命運(yùn)共同體，致力于突破困局并最終實(shí)現(xiàn)超越。