加速高通道数、高精度半导体测试的四大创新技术
半导体测试工程师面临持续压力，需要在不损害测量精度或设备安全的前提下提高吞吐量和覆盖范围。增加通道数量有助于解决吞吐量问题——通过并行测试多个被测器件，以及覆盖范围。然而，随着工程师扩展多通道、高精度测试系统，几个工程挑战凸显：
管理更多通道和更多仪器
• 源与测量之间更紧密的时序协调
利用人工智能和现代化工具实现高效软件开发。
• 保持或提高测量精度
44118太阳成城官方网 MP5000 系列模块化精密测试系统在设计上进行了重大创新，旨在帮助测试工程师应对这些挑战，尤其适用于这种现实。：
1. 高通道密度有助于管理机架空间。
2. 灵活的仪器内置脚本可减少通信开销
3. 高级触发和序列以实现确定性时序。
4. 硬件交叉触发和同步。
本文解释了它们的工作原理，以及它们如何在半导体测试中提高吞吐量和覆盖范围。它还解释了如何将MP5000和3706A开关/数字万用表结合使用以进一步扩展系统。
带有 3706A 的 MP5000 系列模块化精密测试系统，可应对高通道开关应用。
高通道密度
MP5000 系列的核心是高密度模块化架构。单个 MP5103 1U 主机架最多可容纳三个模块化 SMU 或 PSU 模块，可在紧凑型封装（1U 机架高度）中提供多达六个完全独立的通道。这些通道不仅独立——它们设计用于并行运行并具有精确的时序控制。
仪器内置脚本以减少通信开销。
MP5000 主机内置测试脚本处理器 (TSP)，能够控制仪器内部的每个仪器和通道。将此功能内置到主机中，可消除主机和仪器之间的大量内部通信流量，这些流量在高通道数系统中可能会急剧增加。
此外，由于测试执行在仪器级别使用 TSP 技术进行，因此可以高效地收集大型数据集，而不会使通信总线饱和或降低吞吐量。
44118太阳成城官方网 TSP Toolkit Visual Studio Code 扩展使用户能够更快地构建自定义 TSP 测试序列，轻松集成到复杂系统中，并完全控制支持 TSP 的仪器。TSP Toolkit 具有实时错误检查、智能自动完成、内联帮助、仪器内置调试器、数据导出、自动化脚本生成以及用于构建触发模型的 TriggerFlow™ 等功能，可将 TSP 脚本编写转变为强大而直观的体验。
确定性同步和序列。
在测试系统中增加定时控制，减轻了主机和测试工程师在自定义测试代码中保持同步和定时的负担。关键实现技术是 TriggerFlow®，它是 MP5000 完全可定制的触发模型。与固定或刚性的触发方案不同，TriggerFlow 允许工程师将测试执行定义为流程图式的操作序列。通过结合通知、等待、延迟、源、测量和分支模块，用户可以协调跨通道操作，实现确定性时序，并且不依赖复杂的 PC 端控制回路。
固定事件模型与 TriggerFlow 事件模型对比
此方法显著降低了测试延迟和抖动。当另一个通道完成激励步骤时，通道可以立即开始测量，从而实现紧密同步的并行测试。
2 个 MP5000 主机箱的后视图，带有 2 个 PSU 模块和 1 个 SMU 模块，准备好应对高通道测试。
并行测试多引脚或多端器件时，通常需要同时为多个电源轨或器件端子供电，因此受控电源时序至关重要。不当的上电或断电可能导致不可预测的器件状态、过大的浪涌电流或永久性 DUT 损坏。
当配置 MPSU50-2ST 电源模块时，MP5000 可精确控制每个电源轨的时序和变化速率。使用 TriggerFlow，每个通道都可以在定义的序列中开启或关闭，并具有可编程的延迟和变化速率，以管理涌流电流并确保 DUT 的电压稳定性。
此时序功能完全集成到测试系统中，无需外部时序控制器、PMIC 或分立 FET 电路，从而简化了系统设计并提高了重复性。
利用 TSP-Link 交叉触发和同步功能扩展超越主机
当应用需要甚至更高的设备数量时，多个 MP5000 主机可以同步。MP5000 包含 TSP-Link 高速同步和通信总线。这使得多个主机可以作为一个统一的系统运行。它支持确定性触发、仪器级协调以及可扩展的多通道测试，无需持续依赖 PC 控制。
TSP-Link 显示了 3 台 MP5000 系列主机以物理方式连接，从而实现 18 通道并行测试的数字连接。
TSP-Link 还允许 MP5000 与吉时利 3706A 开关系统配对，以实现真正的大规模并行测试和经济高效的解决方案。3706A 具有多达六个开关卡插槽，并提供多路复用器拓扑。此外，3706A 配备 7.5 位万用表，为测试系统实施提供额外的灵活性。该开关主机箱通过我们的 TSP-LINK 轻松与 MP5000 协调，用于通信和触发，以确保开关与源或测量之间的时间同步。
TSP Toolkit 软件显示了 MP5000 和 3706A 硬件连接的数字连接，用于并行测试和开关应用。
对于需要并行测试数十甚至数百个设备的应用程序，开关成为架构中的关键部分，且成本至关重要。吉时利开关正是在这里发挥补充作用。
3706A 广泛用于半导体可靠性及特性分析环境，能够将 SMU 输出和测量值以高通道数路由到大型 DUT 阵列。在可靠性测试场景中，单个大功率 SMU（或 PSU）可以并行偏置许多器件，而开关矩阵可以顺序地将精密测量通道路由到每个 DUT，以捕获泄漏、阈值漂移或随时间变化的参数。
由于 MP5000 和 [switching] 3706A 都利用了 TSP 和 TSP-Link® 技术，因此它们可以在统一的测试架构中进行同步。仪器级脚本可以协调控制源、开关和测量操作，支持大规模并行测试，同时不牺牲精度或时序确定性。
从验证到生产的灵活路径
MP5000 生态系统的优势之一在于其易于扩展性。工程师可从独立 MP5000 系统开始进行验证或特性分析，然后进行扩展：
单个主机架内的通道间互通。
通过 TSP-Link 跨主机（最多 32 个系统同步）
• 跨设备使用诸如 3706A 的高密度开关系统
这种灵活性使测试策略能够随着产品生命周期的发展而演进，而无需强制全面重新设计测试基础设施。
总结
在高密度通道测试、并行测试在现代半导体测试中不再是可选项，而是必不可少的。MP5000 系列模块化精密测试系统提供时序控制、通道密度和架构可扩展性，可满足当今的吞吐量要求。与吉时利 3706A 等成熟的开关系统搭配使用时，它将成为一个经济高效的强大平台，能够支持从早期特性分析到大批量可靠性测试的所有工作。
MP5000 将精密测量、同步执行和可扩展系统设计集于一体，可帮助工程师提高吞吐量，同时不影响他们所依赖的数据。