Las tácticas de Teradyne para abordar veinte

Cuando era joven, solía trabajar para un par de empresas hermanas llamadas Cirrus Designs y Cirrus Computers en el Reino Unido. Mientras estuve en Cirrus Designs, aprendí todo* sobre las pruebas de circuitos integrados (CI) y placas de circuito impreso (PCB). Mientras tanto, en Cirrus Computers, aprendí todo* sobre simulación lógica digital, generación automática de patrones de prueba (ATPG) y equipos de prueba automáticos (ATE). (*Cuando digo “todo” en este contexto, no me refiero a que aprendí todo lo que hay que saber; más bien, aprendí todo lo que pude meter en mi escasa mente).

Finalmente, ambas entidades fueron adquiridas por la empresa estadounidense General Radio, o GenRad para abreviar. Fundada en 1915, GenRad fue uno de los primeros fabricantes de herramientas e instrumentos electrónicos. Durante la década de 1950, se convirtió en un actor importante en el mercado ATE, fabricando una línea de probadores para PCB ensamblados.

Otra empresa estadounidense famosa en este espacio es Teradyne, que se fundó en 1960, cuando la industria de los semiconductores estaba en su infancia. Teradyne comenzó construyendo probadores para componentes empaquetados discretamente, como diodos, y rápidamente evolucionó hasta construir probadores para circuitos integrados. A mediados de la década de 1960, para abordar la complejidad cada vez mayor de estos dispositivos, Teradyne comenzó a incluir minicomputadoras en sus productos de prueba. Esta fue una idea radical que generó un nuevo mercado, que esencialmente fue propiedad de Teradyne hasta mediados de la década de 1970.

Después de la década de 1970, Teradyne experimentó muchos altibajos antes de transformarse finalmente en el gigante multimillonario que conocemos y amamos hoy. En 2001, Teradyne adquirió GenRad, lo que, de alguna manera extraña, me hace sentir como un miembro más joven de la familia Teradyne.

Estaba leyendo sobre el matemático, físico, ingeniero, astrónomo e inventor griego antiguo, Arquímedes, considerado uno de los principales científicos de la antigüedad clásica y uno de los más grandes matemáticos de todos los tiempos. Mi interés en Arquímedes surgió de una charla con Eli Roth, director de producto de fabricación inteligente en Teradyne. Eli me estaba informando sobre el reciente lanzamiento de la solución Archimedes Analytics de Teradyne.

Eli comenzó haciendo referencia a mi columna reciente sobre chiplets (consulte ¿Está listo para la era de los chiplets?). Señaló que hay avances continuos en los semiconductores que están generando desafíos de calidad, y una de estas mejoras son los chiplets. Hay nuevos materiales, nuevos tipos de dispositivos, nuevas arquitecturas y nuevas tecnologías de embalaje, todos los cuales proporcionan nueva capacidad computacional y todos exigen estándares de calidad más altos.

Las mejoras en los semiconductores generan desafíos de calidad (Fuente: Teradyne)

Hay un par de cosas que me llamaron la atención cuando lancé mis orbes por primera vez sobre la ilustración de arriba. Búsquese usted mismo y vea si algo le hace levantar el ceño. El primer punto es que no se mencionan los chiplets, pero Eli me asegura que estos pequeños bribones son aceptados por la burbuja del “apilamiento 3D y empaquetado avanzado”, así que está bien.

¿Qué tal la burbuja del “Silicio Oscuro”? ¿Qué diablos es esto? Hice un Google rápido mientras nadie miraba. Wikipedia fue inusualmente inútil, informándome solo que el silicio oscuro se refiere a la cantidad de circuitos en un circuito integrado que no se puede encender al voltaje de funcionamiento nominal para una determinada restricción de potencia de diseño térmico (TDP), lo que efectivamente no me dijo nada de lo que quería. saber.

Afortunadamente, el sitio web de Semiconductor Engineering fue un poco más completo y explicó que el silicio oscuro se refiere a un método para conservar energía en los circuitos integrados apagando segmentos de un chip cuando no están en uso. Con un poco más de detalle dicen: “[…] Este fracaso del escalado de Dennard ha introducido la era de lo que los diseñadores llaman 'silicio oscuro'. Si el número de transistores se duplica, pero el presupuesto de energía para el circuito en su conjunto permanece igual (o disminuye, gracias a la proliferación de dispositivos móviles), entonces la energía disponible para cada transistor se reduce a la mitad. Si el voltaje umbral permanece igual, entonces el número de transistores que pueden funcionar al mismo tiempo también se reduce a la mitad. Estos transistores no operativos son de silicio oscuro, medido como una fracción del área total del chip”.

Sin embargo, nos desviamos…

En el caso de los chiplets, que ensamblamos en un sustrato común, ¿cómo conocemos el chip bueno y cómo unimos y empaquetamos estos chiplets? Si no detectamos un chiplet fallido hasta el paso final de empaquetado, será demasiado tarde.

Como otro ejemplo, tomemos la industria automotriz. En el pasado, las fallas que resultaban en garantías eran típicamente electromecánicas en la forma del motor o la transmisión. Ahora, la mayoría de las fallas que resultan en garantías pueden tener su origen en un dispositivo semiconductor. Como resultado, la industria automotriz está presionando para que las tasas de falla en los dispositivos semiconductores sean de una parte por mil millones (eeek).

Eli señala que una forma de aumentar el rendimiento y mejorar la calidad es emplear análisis avanzados, lo que (y solo puedo imaginar su sorpresa) nos devuelve claramente a la solución Archimedes Analytics.

Solución de análisis de Arquímedes (Fuente: Teradyne)

No tenemos tiempo para revisar todos estos elementos individualmente, pero ciertamente podemos seleccionar un par. Tomemos como ejemplo los datos en tiempo real. Lo que ha sucedido históricamente es que el probador de obleas genera un archivo de registro y, al final de una ejecución, ese archivo de registro se carga en la nube para el procesamiento de big data. Aquí es donde se realiza el control de procesos estadístico clásico. Además, puede examinar los dispositivos individualmente, pero esto puede tardar minutos, horas o incluso días después de probar la oblea. En comparación, las capacidades de transmisión de datos en tiempo real de Archimedes Analytics Solution significan que todo sucede en el momento en que se prueba el dispositivo, por lo que no minutos, horas o días; estamos hablando de milisegundos de tiempo para la disponibilidad de datos.

Y luego tenemos la seguridad. Los datos deben estar seguros en todo momento y durante todas las etapas del proceso. No puede permitir que nadie intervenga y modifique el dispositivo, modifique el modelo o espíe los datos, por lo que Archimedes Analytics Solution emplea un modelo Zero-Trust (ZT) en el que los datos se cifran por completo. Por ejemplo, no desea que nadie extraiga datos del probador y los manipule antes de enviarlos. Por lo tanto, Teradyne garantiza que todos los datos que salen del probador sean genuinos y esencialmente estén "estampados" como "Teradyne conocido como bueno"; es decir, se trata de datos genuinos que provienen directamente del probador y que no pueden ser manipulados por sinvergüenzas infames: son datos con los que los clientes pueden contar.

A continuación se describen dos escenarios de uso principales. En el primer escenario, los datos de un probador de Teradyne se transmiten directamente al dispositivo perimetral de Teradyne en forma de UltraEdge2000. Con el proceso de computación paralela de menor latencia y mayor rendimiento que ofrece Teradyne, UltraEdge2000 reside directamente en la celda de prueba, proporcionando así análisis en tiempo real y datos procesables en tiempo real que se pueden utilizar para tomar decisiones en tiempo real. Además de las soluciones analíticas listas para usar de Teradyne, los clientes pueden emplear sus propias soluciones locales o soluciones de otros proveedores de análisis.

Solución de análisis de Arquímedes (Fuente: Teradyne)

Además, los datos se pueden transmitir a grandes grupos de datos en la nube. Esto permite realizar análisis en múltiples celdas de prueba, posiblemente en múltiples sitios de fabricación. E incluso existe un futuro potencial en el que se realizarán análisis de conjuntos de datos de múltiples empresas (los datos de empresas individuales podrían confundirse) para facilitar el análisis de los problemas de fabricación en toda la industria.

Sé que la nostalgia ya no es lo que solía ser, pero hablar de las pruebas ha provocado que una ola de nostalgia me invada. Me divertí mucho creando manualmente programas de prueba para circuitos integrados y PCB, y me encantó trabajar con la generación automática de patrones de prueba y equipos de prueba automáticos. ¿Y tú? ¿Tiene alguna historia de proezas relacionada con las pruebas? ¿Le gustaría compartirla con el resto de nosotros?