アドバンテスト IR技術説明会

2018年12月10日
株式会社アドバンテスト

ご注意◆将来の見通しに関する記述について
本プレゼンテーション資料およびアドバンテスト代表者が口頭にて提供する情報には、当社の現時点における期待、見積りおよび予測に基づく記述が含まれています。
これらの将来の事象に係る記述は、当社における実際の財務状況や活動状況が、当該将来の事象に係る記述によって明示されているもの又は暗示されているものと重要な差異を生じるかもしれないという既知および未知のリスク、不確実性その他の要因が内包されています。

◆本資料の利用について
本プレゼンテーション資料に記載されている情報は、各国の著作権法、特許法、商標法、意匠法等の知的財産権法その他の法律及び各種条約で保護されています。事前に当社の文書による承諾を得ない限り、法律によって明示的に認められる範囲を超えて、これらの情報を使用（改変、複製、転用等）することを禁止します。

2018/12/10

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アドバンテスト IR技術説明会「半導体と半導体テスト技術の関わり」

社長室 経営企画統括部
木村 伸一

半導体とは半導体（はんどうたい、英: semiconductor）とは、電気伝導性の良い金属などの導体（良導体）と電気抵抗率の大きい絶縁体の中間的な抵抗率をもつ物質を言う

スイッチになる（Source: Wikipedia）

1947年、ベル研究所の理論物理学者ジョン・バーディーンと実験物理学者ウォルター・ブラッテンは、半導体の表面における電子的性質の研究の過程で、高純度のゲルマニウム単結晶に、きわめて近づけて立てた2本の針の片方に電流を流すと、もう片方に大きな電流が流れるという現象を発見した。最初のトランジスタである点接触型トランジスタの発見である。 （Source: Wikipedia）

増幅できる

金属針

Source: Wikipedia

金属針
半導体は素材の名前。
組み合わせたもの／回路に組んだものを、「半導体デバイス」、「半導体チップ」等と呼ぶ。

ゲルマニウム単結晶

金属電極

Source: Wikipedia
2018/12/10

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4半導体とは（２）Siシリコン

Ge
ゲルマニウムゲルマニウムより安定で、酸化膜作成等の加工が容易なシリコンが多く使われる

Source: Wikipedia

2018/12/10

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5半導体とは（３）iPhone8

1964年
トランジスタ530個
ダイオード2300個

世界初のオールトランジスタ電子
卓上計算機
シャープ
COMPET

Source: Wikipedia

A11プロセッサ
搭載トランジスタ数は4.3B（43億）、サイズは90平方mm以下

設計・製造技術の進歩
トランジスタ5個

1952年
Source: Wikipedia

2018/12/10

43億トランジスタ

トランジスタラジオ
ソニー TR52

All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATION6半導体デバイスの設計

Source: Wikipedia

世界最初のプロセッサIntel社i4004
トランジスタゲート数2300

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設計から製造
シリコンウェハ
洗浄
酸化膜形成
薄膜形成
露光現像
エッチング
イオン注入薄膜形成
平滑化
ダイシング
マウンティング
ボンディングパッケージング

光学測定
異物検査

電気測定

欠陥検査
寸法計測
寸法計測

欠陥検査

テスタ

外観検査

テスタ

テスタは、完成した半導体が正しく設計され、正しく製造されているか電気的に確認する唯一の装置
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設計から製造（２）設計者それぞれが持つ設計
環境（各社互換性が無い）に対応し、確認したいデータを取り込む
理論上の理想物理現象に近づける

実際に電気信号を入れ、理想通りに設計・製造されている事を確認
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9テスト・システムの役割
テスタメインフレーム

デバイス・インタフェース

出力信号
入力信号
（テスト・パターン）

テストヘッド最大数百個のデバイスを同時にテスト

半導体デバイスをテスト

デバイスピンは、デバイス・インタフェースを介してテスト・モジュールに電気接続されます。

テスト・システムは、半導体の出力信号を基準データと比較し、欠陥のあるデバイスを峻別します。
半導体の種類に応じて最適なテスト・システムが使い分けられています。
•••

メモリ・テスト・システム： DRAM、NANDフラッシュなどのメモリ半導体用
SoCテスト・システム：サーバーやスマホのプロセッサからアナログＩＣ、センサーまで
ディスプレイ・ドライバ・テスト・システム：液晶/OLEDディスプレイドライバIC専用

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10メモリ試験の複雑化
容量の増加はもちろん、微細化・多層化により、測定したい場所以外の影響も考えないといけなくなった
正常動作しているか確認したい

壁の薄いマンションのように、周辺の影響を受ける場合が有る

チェックの複雑化 → テスト時間の増大
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11APU（アプリケーション・プロセッサ）
RF
ディスプレイ
ドライバ

プロセッサ
ディスプレイ

メモリ

画像処理

GPU

オーディオ

通話

APUは、スマートフォン等が要求する多数の異なった処理を、1つのチップで可能とするプロセッサ。
Qualcomm社のSnapdragon、Samsung社のExynos、Apple社のA1x、HiSillicon社のKirin等が代表。
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テスタ事業の環境変化（再掲）

Source: アドバンテスト 中長期経営方針資料(2018年4月)

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13デジタル革命がデータ爆発を促す
ゼタ・データの時代
Global Datasphere Expansion is Never-ending
175 Zettabytes by 2025

Source: IDC White Paper, sponsored by Seagate, The Digitization of the World from Edge to Core, November 20182018/12/10

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データ増トレンドに応えた技術進化

データセンターから最終セットまで、あらゆる電子機器にデータ生成・伝送・処理能力強化が求められる深層学習
処理能力強化
センシング
能力強化

データ伝送
高速化

ストレージ
大容量化
演算処理能力向上

搭載半導体の性能強化へ
Source: IDC White Paper, sponsored by Seagate, The Digitization of
the World from Edge to Core, November 20182018/12/10

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半導体テストの価値✓ 半導体テスタは電気信号解析により、顧客の製品品質の維持・向上、性能の測定・改善、市場投入時間の短縮および生産歩留まりの向上を支えています。
✓ ロジック、ＲＦ、アナログ、パワー、ミクスドシ
グナル、メモリといったあらゆる半導体に試験は必要です。
✓ 一般的に、テストされる半導体デバイスの性能や設計の複雑度が高いほど、より試験を必要とします。

✓ 半導体テスタの顧客は、垂直統合型デバイスメーカー（IDM）、ファブレスＩＣデザイン会社、ファウンドリ、OSAT企業（Outsourced
Semiconductor Assembly and Test )となります。

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半導体サプライチェーン<テスタプロバイダー><半導体メーカー><最終製品メーカー>

IDM
Fabless

FoundryOSAT✓ ＩＤＭやファブレスといった上流工程の半導体企業は、各社のテスト（品質）ポリシー、各デバイスの電気的仕様や設備投資効率に基づき、テストフローや試験手法、テスタのモジュール構成を決定します。
✓ ファウンドリやOSATなどの下流工程の企業は、基本的に、IDMやファブレス企業が推奨するテスタを購入します。

2018/12/10

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半導体テスタは先端技術をサポート
半導体
設計・開発工程
回路設計

試作評価

半導体
量産工程
ウエハ試験・パッケージ試験＜テスト仕様の決定＞✓ 顧客/個別の品種ごとのテスト・ポリシー、半導体の用途、生産予定数量に沿って、最適なテスト手法とテスタを選定✓ 半導体回路データ（EDA連携）、ピン（電極）配置と機能割り当て、パッケージ種別から、テスト・プ
ログラムとテスト・インタフェースを個別に準備

故障検出

機能試験

テスト結果を元にしたグレーディング
バーイン試験
テストデータを元にした回路リペア構造化試験

電気特性チェック

@スピード試験

不良傾向の特定→設計・製造プロセ
スフィードバック

完全なテストのため、テスタは半導体に日々追加される新機能全てをカバーする必要がある

2018/12/10

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18半導体テスタは先端技術をサポート
北米時間2018年11月4日、Intel社からのデータセンター向け新型Xeonプロセッサアナウンス
What’s New: Intel today announced two new members of its Intel® Xeon® processor portfolio: Cascade Lake advancedperformance (expected to be released the first half of 2019) and the Intel Xeon E-2100 processor for entry-level servers(general availability today). These two new product families build upon Intel’s foundation of 20 years of Intel Xeon
platform leadership and give customers even more flexibility to pick the right solution for their needs.
How Cascade Lake Performs: Cascade Lake advanced performance represents a new class of Intel Xeon Scalable
processors designed for the most demanding high-performance computing (HPC), artificial intelligence (AI) andinfrastructure-as-a-service (IaaS) workloads. The processor incorporates a performance optimized multi-chip package
to deliver up to 48 cores per CPU and 12 DDR4 memory channels per socket. Intel shared initial details of the processor
in advance of the Supercomputing 2018 conference to provide further insight to the company’s extended innovations
in workload types.
Cascade Lake advanced performance processors are expected to continue Intel’s focus on offering workload-optimized
performance leadership by delivering both core CPU performance gains1 and leadership in memory bandwidth
constrained workloads. Performance estimations include:・Linpack up to 1.21x versus Intel Xeon Scalable 8180 processor and 3.4x2 versus AMD* EPYC* 7601
・Stream Triad up to 1.83x versus Intel Scalable 8180 processor and 1.3x2versus AMD EPYC 7601

・AI/Deep Learning Inference（深層学習向け機能） up to 17x（17倍） images-per-second2 versus Intel
Xeon Platinum processor at launch.

完全なテストのため、テスタは半導体に日々追加される新機能全てをカバーする必要がある
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All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATIONIntel社リリースにアドバンテスト追記

19

参考資料

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テスタ→デバイス 信号伝送路の等価回路ブロック図
ドライバー/
コンパレータ

ピン出力リレー
DC リレー(-F,-S)

ケーブル

PB DUT socketconnector

PEconnector
熱になって逃げていく 熱になって逃げていく
Pinoutリレー

PKGリード
Lpkg
容量
ドライバー/
コンパレータ

Lpkg

50Ω

Lo
容量

熱になって逃げていく
DCリレー

Lo50Ω

Ld
容量

Lpecon
容量

熱になって逃げていく

ケーブル

PE コネクタ

Lpecon50Ω

50Ω

漏れていく熱になって逃げていく
PE Micro Strip LinePE Micro Strip Line

Ld

漏れていく

漏れていく

PB

PBコネクタ

Lpbcon
容量

漏れていく

PB Strip Line

Lpbconデバイスソケット

Ls

50Ω

Ls

(容量)

漏れていく

各部の損失を抑え、理想波形に近づける
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テスタの出力を劣化させない取り組み① 超低誘導、低容量 リレー② 同軸型LiFコネクタ③ 低損失プリント配線基板

PKGリード
Lpkg
DR/CP

③Lpkg

① Pinoutリレー

Lo
50Ω（低損失線路)

Lo

Cpkg

③

① DCリレー PE Micro Strip Line

50Ω

Ld

Co

③PEコネクタ

Lpecon

Lpecon③②ケーブル PBコネクタ
50Ω

LpbconCpecon2018/12/10

50Ω

Cd

②
PE Micro Strip Line

LdAll Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATION

LpbconCpbconPB Strip Line50Ω③

DUTソケット

Ls

Ls(Cs)

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日本での無線周波数割り当て（470MHz～960MHz）
Source: 総務省

周波数有効利用技術のひとつ
直交周波数分割多重: ODFM

2018/12/10

・ 他の周波数帯への漏洩は絶対に許されない・ 各国で周波数割り当てが異なる
・ 各国で電波を送受信するための技術規格が異なる

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RF（ラジオ周波数） 試験波形例
EVM Measurement Result sample

2018/12/10

ACLR Measurement - Spectrum sample

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RFテスト要求

充分なRFリソースとスケーラブルRFポート
Power
ManagementMemory

各種変調解析/発生のサポート
LNA

AD

0°
90°

AD

無線規格

変調方式

GSM/GPRS/EDGE
W-CDMAHSDPA/HSUPA
cdma2000
1xEV-DO/1xEV-DV
WiFi 802.11a/b/g/n
WiMAX 802.16e
DTV, BT…others

GMSK/8PSKHPSK/QPSK/16QAM

PA

DA

0°
90°

DA

WCDMA

SW

RF Transciever

GSM
LNA

AD

0°
90°

Base Band+Application
Processor

147*

AD

QPSK/HPSK
8PSK/16QAM
OFDM
OFDM

369#

DA

0°
90°

PA

2580DA

セルラー
RF → 1Chip

RF+BB+MAC → 1Chip

RF+BB+MAC → 1Chip
CH1
Rx
CH2
Rx
CH3
Rx

Tx/Rx CH4Rx
SW CH1Tx
CH2Tx
CH3Tx
CH4Tx

DEMOD
DEMOD
DEMOD
DEMOD
MODMODMOD
MOD

I

AD

Q
I

AD

Q
I

AD

Q
I

AD

Q
I

DA

Q
I

DA

Q
I

DA

Q
I

DA

BB

MAC
I/O
InterfaceQ

RF Transceiver

WiFi, WiMAX(MiMO)

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All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATIONPowerManagement

CPU

Memory25

GPU(グラフィック・プロセッシング・ユニット)
CPU

1+2+3+4+5+6 =CPUは記憶装置上にあるプログラムと呼ばれる命
令列を順に読み込んで解釈・実行することで情報の加工を行う。（Wikipedia）

GPU(グラフィック・プロセッシング・ユニット)への2018/12/10

へのもへ

それぞれの描画を同時に行っても問題にならない。
むしろ同時に行えた方が効率的。
独立に動く処理機能を、多数用意する

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GPU(グラフィック・プロセッシング・ユニット)
独立して処理を行うユニットを多数並べる
Source: Wikipedia

nVIDIA社GeForce RTX 2080 Tiのトランジスタ数は186億。
Apple A11プロセッサの4倍以上。

Source: Wikipedia

2018/12/10

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GPUは深層学習・機械学習に向いている

ニューラルネットへ への のもへ
特徴抽出

特徴抽出

なんとなく丸くて、中央付近が盛り上がって、、独立した演算ユニットを用い、描画を逆に行うような特徴抽出を行う

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ディスプレイドライバ・テストシステムT6391の機能
UHSIF(3Level)
T6391 : PPS Ramp Gen

T6373 : RVS

2Gbps
RND440 (Type1) Existing

Pattern Start

RND440 (Type3) NEW

Set Ramp Gen voltage

Tester ResourcePPS
1
4

LCD driver partSetting RVS

Execute pattern- Input Ramp Gen 256- Capture DMEM step
count

MEMORYTCO
N

Utility Area
Utility Area

DPI
NP
6512888

Capture DGTDS
IIF176

Output RVS

PPS

DPI
NP
164

Eye open

LO
GI
CI
F

LC
DLCD

DC
DC

MEM
ORYA
/DRampgenPP
S

Touch sensor part

Read DMEM

PPS
560mV/div 100ps/div

Read DGT

Utility Area : 31,400m㎡

Utility Area : 54,000m㎡

Min ±40mV
Min 0.5UIAll Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATION

コンカレント
試験能力C-phy向け
3レベルドライバ

タッチ機能内蔵
デバイス対応Voltageuncontrol

2018/12/10

1.7倍

138.6ms

多数個同測

1053.3ms

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ディスプレイドライバにタッチパネル機能が内蔵されてきたタッチパネルディスプレイドライバ
画面各画素のレベルを決める

タッチパネルコントローラ
ディスプレイドライバ
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タッチパネル機能内蔵ディスプレイドライバ対応

T6391の新機能(1)Ramp Generator(PPS)(2)ATSG(3)DMEM(I/O)

：波形発生
：波形発生
：データ取り込み

静的直線性試験：指の動きに対する変化が直線的(1)Ramp
Generator(PPS)

タッチパネルIP

アナログ→ディジタル変換(3)DMEM（I/O)(2)ATSG
動的特性試験
：指への追従性が良い

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31アドバンテスト IR技術説明会“5G Networks of Tomorrow”

営業本部 Marketing and Business Development統括部
93000 Marketing and Business Development部部長 伊藤 健一Mobile network - past, present

1940
0GVoice

2018/12/10

Evolution
1980
1GVoice

1990
2GDigital Voice

2003
3GMobile Data

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2009
4GInternet Access33

Mobile network - past, present and future

5G is not just Mobile network, is the broad Network. . . changing Society. . . re-defining your life
2018/12/10

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What’s 5G?

IMT Vision - Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond(Recommendation ITU-R M.2083-0)

2018/12/10

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What’s coming?

RemoteRobotics Surgery

Broadband and Live viewing
Source: Ericsson

Smart Home

Smart Factory
Robotics RenaissanceOperated by Cloud robotics

Autonomous
Smart transportation

2018/12/10

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What’s different between 4G and 5G?
High data rate, Everywherex 20 (1Gbps > 20Gbps)
Lower energy consumption,
High energy efficiency
x 100

High data rate
1Gbps

High-speed mobility
x 1.4 (350km/h > 500km/h)Mobility
350km/hLatency
10ms (LTE-A)
Lower latency
x 10 (10ms:LTE-A > 1ms)
Connection density
100,000 (/km2)

High reliability and availability,
Area traffic> x 1000 (/km2)

Connective density, More devices
x 10 - 100

2018/12/10

All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATION37

So … what is the big things from 5G?

Source: Ericsson Monthly report, November 2018

Source: Ericsson Monthly report, November 2018

Exponentially
Increasing the number of connected things and data

2018/12/10

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Process and Timeline for IMT2020PyeongChang
Olympic
Winter game

ITU

3GPP

Recommendation
Vision ofIMT beyond 2020

Technicalperformancerequirements

Release 13

Release 14

Rugby
World CupJapan

Proposals IMT2020

Tokyo
Olympic
Summergame

IMT-2020
Specifications

Evaluation

Release 15

Non standalone

Release 16

Release 17

Standalone

Commercial launches

2018/12/10

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5G Wave is coming in 2019

EuropeNorth America

Sub-6 and mmWave

China
Sub-6

Sub-6 and mmWave

Australia/SEA
Sub-6

2019 will be the year 5G takes off

Source: Ericsson Monthly report, November 20182018/12/10

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Global 5G spectrum allocations

2018/12/10

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Spectrum allocation – 2G/3G/4G
2G/3G/4G (700/800/850/900/1500/1700/1900/2100MHz)

2018/12/10

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43

Spectrum allocation – 5G (Non standalone)
2G/3G/4G (700/800/850/900/1500/1700/1900/2100MHz)

Additionalbands

2018/12/10

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Technology leading to the new world

AI
Machine learning

Edge computing

High performance computing technology

Infrastructure

Data center
Network server
Storage server

Ultra-high speed netowrking technology

Leading edge process technology
7nm, 5nm (2019), 4/3nm (2020+)

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Solution roadmap toward 5G Network
RF PA / FEM & LNA
China IoT

RF transceiver , RF combo
Internet of things (IoT)

Application / baseband
Processor with integrated RF

5G & Wi-Fi (> 6 GHz)
17.5 GHz, 24..40 GHz, 57..66 GHz

Wi-Fi 6(IEEE 802.11ax)

Wi-Fi 4/Wi-Fi 5(IEEE 802.11n/ac)
6 GHz

24..40 GHz

57..66 GHz

70 GHzWave Scale
RF cardHigh speed serial interface solution moduleSpeed

56Gbps100Gbps

16Gbps/28Gbps/32Gbps

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Time to CHANGE
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