アドバンテストIR技術説明会

SoC半導体の今後のテストニーズとソリューション
2020年12月21日
取締役 兼 常務執行役員
ATEビジネスグループリーダー

津久井 幸一

営業本部 SoC Marketing and Business Development統括部
SoC Marketing 部 部長 杉井 勉
All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATIONご注意
将来の事象に係る記述に関する注意– 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、将来の事象についての、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おります。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また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おり、当社としてその実現を約束する趣旨のものではありません。

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。

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アジェンダ✓ 当社のSoCテスト事業の変遷✓ SoC半導体の市場環境✓ 今後のテストニーズとソリューション
✓ 本日のサマリー

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当社のSoCテスト事業の変遷

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事業セグメントおよび製品・ソリューション
半導体・部品テストシステム事業部門

メカトロニクス関連事業

サービス他

SoCテスト・システム

テスト・ハンドラ

保守・サービス

V93000
SoCテスタ

T2000
SoCテスタT6391
ディスプレイ・ドライバIC
向け

M4872
ハイエンドSoC、車載IC向け

M6242
メモリIC向け

EM360
サービス・ソリューション

システムレベル・テスト
デバイス・インタフェース
チェンジ・キット

HIFIX

MPT3000HVM
SSD用システムレベル・テスタ

ATS503xハイエンドSoC用システムレベル・テスタ

注: 「SoC」は”System on Chip”の略称ですが、ここでは「非メモリ」と同義

メモリ・テスト・システム
T5833
DRAM・NAND向け

T5503HS2
高速DRAMパッケージテスト向け

ナノテクノロジー

サーマル・コントロール・ユニット ハイエンドSoC用ソケット

E3650
フォトマスク、EUVマスク用CD-SEM

リース/中古販売
その他新規事業
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All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATIONSoCテスタ事業でのM&AによるR&Dシナジー➢ コアテクノロジーの共有と融合を通じたポートフォリオ拡充により卓越したソリューションを業界に提供+

V93000 RFソリューション

+
1939

1994

V93000 アナログ
パワーソリューション

1999+
V93000EXA Scale

V93000Smart Scale

2006

2008

2009
2011
2011

1954

2000

2003

2008

Credence Systems GmbH(SZ)

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2015
2015

2013

+

T2000アナログパワーソリューション

2019 2020

SoCテスタ売上推移➢ 顧客ニーズに先んじたソリューション提供により過去10年間で顧客数が約2倍に増加、売上増のドライバーにHPC/AI
需要台頭
スマートフォン
高性能化加速スマートフォン
市場拡大
4Gの世界的拡大スタート

797

1,486

1,550

車載
需要拡大

863

833

752741

2015

2016

879

496

393

（億円）

(FY) 2010

5Gに向けたスマホメーカー間競争加速

2011

2012

2013

2014

2017

2018

2019

M&A後強化された営業リソースで顧客ベース拡大

拡がった顧客ベースからのテスト複雑化の波を捉え売上拡大

M&A後強化された開発リソースでソリューション拡大

新ソリューションでアナログ・パワー顧客獲得、デザイン・ウィン加速

DDIC*の高性能化対応製品を先駆投入、以降の需要をほぼ独占
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All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATION*DDIC:ディスプレイ・ドライバIC

多様なIPの試験に対応するSoCテスタ
High speed
I/Oモジュール

デジタルモジュール

High-speed Memory I/FHigh-speed I/O I/F

DSP

電源モジュール

SoC半導体の試験は基本的にクリーンな電流を流しながら各機能の動作をチェック

CPU

⇩GPU

ロジック部、アナログ部、RF部それぞれの試験に特化したテストモジュールを接続し試験

MemoryRF
Modem

RFモジュール

8Audio Video⇩

PowerMgmt

ミクスドシグナル
モジュール

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集積度が進むほど、テストは複雑化
アナログモジュール進化するSoC半導体への対応：モジュール・アーキテクチャー➢ モジュール構成を変更することで、1プラットフォーム上でローエンドデバイスから複雑なハイエンドSoCまで多様な品種のテストに対応

RF
Mixed signal

High speed I/OMixed signal

DigitalPower

RFHigh speed I/ODigitalDigitalMixed signal

DigitalDigital

DPS

Power

DigitalDigitalDPS

Mixed signal

DPS

Digital

DPS

DPS

DPS

PowerDPS

DPS

DPS

Smart card,
MCU

High enddigital ICPower &Analog IC

SoC, Mixedsignal IC

RF SoC,Power SoC

High end
SoC

ハイエンド・ロジックICではゲート数増加（≒コア数増）によりテスト時間伸長
9Power

大規模SoCでは性能進化＆機能複雑化（AI機能追加など）によりテスト時間伸長

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当社SoCテスタのアプリケーション・カバレッジ
コンピューティング・通信
アプリケーション
プロセッサ(AP)

高性能ロジックIC(MPU/GPU/AI/FP
GA)

RFデバイス
(WiFi, Bluetooth,mmWave…)

車載・産機・民生
標準ロジックIC(MCU, SmartCard..)

CMOS
イメージセンサ(CIS)

アナログ/ミクスド
シグナルIC

パワーマネジメントIC(PMIC)

ディスプレイ
ドライバIC(DDIC)

各アプリケーション毎に最適な機能モジュールを準備
モジュールを組み替えて幅広いアプリケーションを測定可能

V93000
10T2000
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T6391 (DDIC専用)テスタの役割：設計から量産まで顧客の活動をサポート➢ 半導体にテストは不可欠です。基本的にその全量が試験されています➢ 半導体テスタは、製品開発から量産まで、半導体メーカーのものづくりを横断して使われます。半導体の入出力電気信号を精密に制御・解析することで、顧客製品の性能改善、新製品開発工期の短縮、製造品質の向上、歩留まりの改善などに貢献しています
半導体 設計・開発フェーズ
回路設計

設計回路の効果的な不具合検出により、製品開発の効率化、設計工期の短縮を支援

半導体 量産フェーズ
ウエハ試験・パッケージ試験

試作評価

不良傾向の特定を通じて製造レシピの決定など、量産プロセス立ち上げをサポート

故障検出

電気特性チェック

バーンイン試験

構造化試験

機能試験

＠スピード試験

顧客製品個々に最適化したハードとソフト（テストプログラム）で各項目を実施

IDM
Fabless
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Foundry
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OSAT半導体市場の成長を支える高い技術コンサルテーション力
Offers highest quality yield, product✓ ＷＷで600名以上のテスト・エンジニアが顧客ビジネスを支援
performance, and usable performance

Time to Market✓ 半導体の進化とともに、テスト難易度も上昇する中、最新の半導体の適切な試験手法・環境をコンサルティング

Fabless

Delivers global support for allsemiconductorproducts• 設計・評価から量産拠点へのシームレスな技術支援•

測定の信頼性および効率性で業界をリードする、周辺機器含めた統合ソリューションの構築

Time to Quality

FoundryGuarantees superior uptime
management by product experts✓ 収集したテスト・トレンドを次世代テスタ開発にフィードバック、顧客に再還元

Provides best engineering support frominstallation through the life of the product

幅広い顧客との緊密なパートナーシップで、顧客とともに成長
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All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATIONOSATTime to Volume

SoCの進化を先端で支える当社のコア・コンピタンス➢ 業界No.1の高い技術力とリーダーシップ✓ SoC半導体試験装置市場シェア >50% (2018-2019年) *当社推定✓ テスト技術が最も試されるハイエンド市場で支配的なポジション✓ 業界最高クラスのMTBFの実現(平均故障間隔：Mean Time Between Failure)2018 Global Technology Leader
by Thomson Reuters➢ 業界No.1の優良顧客基盤と業界最大のイントールベース✓ IDM、ファブレス、ファウンダリ、OSATを問わず、さまざまな業態のお客様と強固な関係を構築
V93000>8,000台✓ 業界で最大数の量産システムが全世界で稼働中➢ 周辺機器を含めた総合提案力、グローバルサポート能力✓ 米国VLSIreserch社 顧客満足度調査第１位獲得、「Best10」連続32年受賞✓ 総合テスト環境として、テスト・システム、テスト・ハンドラ、デバイス・インタフェースをワンストップでグローバルにサポート

13All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATION

T2000>3,000台

T63XX>2,500台

エレクトロニクスの進化とテスト技術の進化
大型コンピューターの時代

データの時代インターネットの時代

スマートフォンの時代

パーソナルコンピューターの時代

1970-

1985-

計測器を組み合わせたDCテストなど
基本的な技術2000半導体試験装置の普及
ファンクションテスト技術

2010テスト容易化設計
スキャンテスト技術

2018既存テスト技術の高度化＋システムレベル・テストとの補完✓ 2020年代は、5Gだけでなく、AIの普及、データセンター/データサーバーの処理能力向上が進展✓ 技術リーダー達のイノベーションが加速
IDM✓ 多様なIP融合と先端パッケージ採用が、よりパワフルなテスト能力と測定環境を求める潮流
時代の変化（”Wave”）を予測し、進化する半導体バリューチェーンで顧客価値を追求
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All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATIONSoC半導体の市場環境

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半導体が支える暮らしの変化

Autonomous
Smart Transportation

AI / Machine Learning

AR/VR

Data Centers

5Gの3大特徴「超高速」・「多数個同時接続」・「超低遅延」

Infrastructure

計測技術を通じて、社会の「安心・安全・心地よい」へ貢献
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All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATIONSmart Factory

Smart Home

次世代SoC半導体市場を牽引するアプリケーション• DDIC• APU/BB• CIS• DDIC/TDDI• RF

スマートフォン

Ultra HD TV / 有機EL
• APU
• GPU
• CIS
• DDIC

• AI
• MPU
• GPU

データセンター• Automotive APU• LiDAR・RADAR• CIS• DDI/TDDI

ADAS / 自動運転

エンターテイメント

あらゆる分野で求められるSoC半導体の高機能化・高性能化
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スマート社会を支えるハイエンドプロセッサ
スマートフォン

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ビッグデータプロセッシング

５Gに対応する
コンピューティングパフォーマンス

ハイパフォーマンスを実現する
パッケージング

超高速処理を実現する
次世代アーキテクチャ• 最先端のプロセスノードを採用• インタフェースの高速化• パフォーマンスと消費パワーのバランス• 最先端のパッケージングの採用(チップレット、2.5D/3D化）• 高パワーと温度制御• ミリオンコアのアーキテクチャ• 並列処理とスケーラブル• パワードメイン制御

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次世代車社会を支える半導体技術と動向継続した安心・安全の確保

ゼロエミッション

ゼロディフェクトの実現

電動化(HV/PHV/BEV)✓ 市場不良 ゼロ✓ 工程内不良 ゼロ✓ 障害事故 ゼロ✓ 車の軽量化✓ バッテリ 12V⇒48V✓ 効率の良いモーター駆動

自動運転化

ネットワーク化ADAS/Autonomous Car

コネクテッドカー✓ 高感度センサの増加✓ 高度なCPUの搭載✓ 車載向けパッケージ提案✓ 車載ネットワークの高速化✓ 車外との通信接続✓ GPSの位置情報✓ クラウドでのビッグデータ処理✓ アプリケーションとの連携

CASE*を支える半導体の応用領域拡大と更なる機能・性能と信頼性の向上が求められている* CASEとは、Connected、Autonomous、Shared & Services、Electricの頭文字をつなげた造語
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今後も拡大が期待されるイメージセンサ市場➢ スマートフォンを中心に技術革新が継続し、市場成長を見込む➢ 車載、AR/VR、 セキュリティ、ドローンなど、さまざまな分野で用途が拡大
スマートフォン市場

多眼化*MIPI=Mobile Industry Processor Interface Alliance>1億画素

4K/8K動画(2024年までに80%が3眼以上【C-PHY採用メリット】
１）従来のD-PHYに比べ約1.5倍のデータレート
２）大容量データ通信、高速化によるデータラインの配線面積の削減
３）送受信時の消費電力削減
４）回路レイアウトの自由度向上

高速化
MIPI* D-PHYからC-PHYへの移行

スマートフォン以外の市場

Sony EV Prototype [VISION-S]
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車載

用途拡大

自動運転実現のコア技術

AR/VR、監視産業・農業用ドローンなど

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インテリジェント
イメージセンサ
AIエッジとの融合

用途の広がるディスプレイ市場とDDIC需要➢ ディスプレイ需要を牽引：通信規格の5Gへの移行、TVの4K/8K化の潮流、WFH拡大によるDXの加速
大型ディスプレイ

小型ディスプレイ

View findersProjectors

VR/ARTablets

Automotive

Wearables Smartphones

1Laptops

105
ディスプレイ市場の拡大を牽引する先端技術

Monitors

TVs

Digital billboards

2040

Public screens/Theaters

100✓ WQHD、4K/8K を実現する 高解像度表示技術✓ 高画質を実現する高速データ転送技術 スマートフォン：MIPI C/D-PHY、TV：専用高速I/F✓ DDICとタッチセンサ、指紋センサの一体化✓ TV、スマートフォンのフチなし全画面
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Panel size(inch）

今後のテストニーズとソリューション

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SoC製品の進化がもたらすテストの課題
品質保証の強化
解析能力の強化
先端プロセス

先端パッケージ

性能保証の強化

先端ライン立ち上げ

高信頼性の要求

高性能・高機能化

トランジスタ数の飛躍的増加

2.5D/3D実装の適用

TTM*を満足する歩
留まりの向上ゼロディフェクトの実現

動作スピード等の飛躍的向上

すべてのトランジスタの動作を確認するため、膨大なテストパターンが必要

先端パッケージ固有の不良モードを検出するための高精度なテストが必要

製造工程改善による歩留まり向上のため、膨大なテスト結果のデータの取得が必要

あらゆる故障を検出するための、高精度なテスト環境の実現が必要

要求性能を保証する
ため、実動作レベルのテストの適用が必要*Time To Market

SoC製品の進化に即し、ATEを使ったより高度な品質・性能保証手段の実現が求められる
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ハイエンドSoCデバイスのテスト課題 ①➢新たなスキャンテストの課題
スキャンテストの高速シリアルインタフェースへの要求

スキャンテストパターンの増大化

100%

80%

60%増化要因
ムーアの法則チップレット、3次元実装、ADASなど
Zero DPPM要望

40%

20%

0%

スキャンテストとは：論理回路に適用される代表的構造化試験
論理回路の規模が激増しているSoCデバイスでは、テストパターンの規模は増加の一途をたどり、人手により作成された機能試験のデータでは品質保証に十分な故障検出率を達成することが不可能な状況となっている。
そのため、スキャンテストの適用はSoCデバイステストの前提となっている。
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All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATIONSERDES(USB, PCIex),ハイエンドSoCデバイスのテスト課題 ②➢微細化に伴い、膨大なテストデータの取得とその解析が重要となる➢集積度向上により消費電力を増加させる（＞1000W：複数の種類のパワー・ドメイン対応）
最新プロセスノードの開発期間 (ES~CS)
歩留り改善のための必要データ量

プロセスの細密によるハイパワー化

目標歩留りを達成する時間

Yield Data

7nm

微細化に伴い、歩留まり改善に必要なテスト結果のデータが飛躍的に増加

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１パワー・ドメインあたりの消費電流が増加

先端技術を先端で支える
テスタ内部へ分散コンピュータネットワークを採用、並列測定の効率向上

最新モジュールの心臓部に先端パッケージを採用、革新的な性能進化

システムレベル

カードケージレベル

モジュールレベルテストプロセッサレベル•

小スペースに完全独立な16ピンを実装し、従来製品比で2倍の256ピンを1モジュールに実装•

システムコントローラのみによるテスタ制御から、処理や通信の分散化を実現。テストスループットが向上•

ハイスピードコアを採用し、最高5Gbpsのハイスピードシリアルスキャンテ
ストをサポート•

並列設定、並列処理によりマルチサイトテストの効率アップ•

スキャンなどのテストデータの増大に伴い、テスト結果データも増大。データのアップロード/ダウンロードのスピードアップを実現•

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演算処理高速化のため、MIPSプロセッサコア、DSPコアなどのマルチコアプロセッサも搭載し、更に多機能、高性能なテスト機能を実現

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V93000 EXA Scale™ 新登場➢ 次世代半導体のテストチャレンジに必要な機能をすべて実装
ベクタメモリの大容量化• 全てのピンが大容量ベクタメモリを保有• 複数ピンのメモリを統合して更に大容量のスキャンテストを実現

スループットの最適化• デュアルシーケンサによる高効率動作• 高速フェイルデータキャプチャ

業界最高クラスの汎用デジタルピン• 最高動作周波数5Gbps• 従来のファンクショナルテストに加えて高速スキャンテストにも対応可能

卓越したスケーラビリティ• エンジニアリング用の小構成から量産用途の大規模構成も構築可能

広範囲のアプリケーションをカバー• ハイスピードテストやRFテストにも対応

あらゆるニーズを１種類の電源カードでカバー• 広範囲な電流供給（mA～数KA）• 優れた精度と応答性能（電圧変動を瞬時に回復、歩留り向上）• 革新的なプローブ針保護機能

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既存V93000のDUTボードとの互換性実現
EXA ScaleとSmart Scale システム間での共用が可能
移行に伴う障壁を排除
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車載エレクトロニクスに求められる技術要件➢ EVシフトや自動運転技術の導入/進化に呼応した流れ
走行距離延伸：リチウムイオンバッテリーの更なる高性能・大容量化による幅広い電圧への対応
車載半導体や電子部品の増加：各々に求められる高効率化、省エネ化

T2000 車載向けテスト・ソリューション

12V
Systems+ －12V+－HV(≧200V)

BMS*

48V
Systems+ －48V

テスト・モジュール群
・SHV2KV
・MFHPE
T2000 AiR ・MMXHE

DC-DC
HV/12V

DC-DC
HV/48V

DC-DC
HV

V93000車載向けソリューション
Traction
Invertor

A-Class

Electric Vehicle*BMS: Battery Management system
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テスト・モジュール群
・HV800・FVI16
・AVI64

車載用半導体の新たなテスト課題➢ 全ての車載グレードが求める、高精度・アクティブ温度制御と多様なパッケージの搬送を実現➢ ADAS用プロセッサの微細化、先端PKG採用に伴い、SLT含めたテスト工程全般の強化へ
SoC Handler + Active Thermal Control
車載向け半導体のPKG提案

車載向け半導体の温度要求
AEC-Q100*
Grade 0-40℃ to +150℃

個別ヒータ
個別温度センサ

Grade 1-40℃ to +125℃

Grade 2-40℃ to +105℃

高速アクティブで高精度な温度制御技術

Automotive IC Test Solutions

SLT Solutions

Grade 3-40℃ to +85℃

*Automotive Electronics Council 車載電子部品評議会の定める規格、業界標準の試験手法による認定

V9300029

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T2000

Fully Automatic
SLT System

CISのテスト課題と当社ソリューション
携帯用カメラの更なる進化がもたらすテスト課題✓ ハイエンドスマートフォン向けカメラの高解像度化対応（年1億画素のペースで増加が予想される）➡ テストタイム増加を抑制し、テストコスト削減が必要✓ データ転送量の増加に伴うインタフェースの高速化➡ 現在 D-PHY 4.5Gbps / C-PHY 3.5Gsps
将来 D-PHY 9.0Gbps / C-PHY 6.0Gsps

T2000 ISSCMOS Image Sensor Solution

Image processing Time0100200300

400

Image Size (Mpixel)

イメージセンサの高画素化に伴い画像演算量が増加、テストに最適な高速画像処理エンジンを提供
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業界初のC-PHY/D-PHY I/Fに対応した4.8GICAPを今月発表。既に顧客量産ラインで多数稼動中

All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATIONDDICのテスト課題と当社ソリューション
ディスプレイの技術進化がもたらすDDICのテスト課題•••

More LCD Pins

高解像度ディスプレイ用DDIC対応高精度多ピン測定能力
スマートフォン、TV向け高速I/F測定能力
タッチセンサ、指紋センサ一体型DDIC対応アナログ
特性測定能力High Voltage

LCD Dr

PMIC

T-CON

MemoryTouch
Sensor

Logic
Fingerprint
SensorAnalog Pins

More IO Pins

Higher Speed

Analog Pins

DDICテストに必要な全性能を備えるAll In One Solution：T6391• SoCテスタの多ピンコンタクト技術の応用によって、業界最大値となるLCDチャネル 3,584ピンを実装• スマートフォン、TV等ディスプレイのすべての高速I/F規格の試験に対応する高速I/F測定オプションを装備（6.5Gbps）• タッチセンサ、指紋センサの試験に対応するアナログ測定オプションを装備

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All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATION本日ご説明した領域の技術変革とテスタへの影響
SoC半導体の技術変革

全般

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テスタへの影響

微細化に伴うトランジスタ数の増加
半導体回路大規模化に伴う大電流の供給、複数のIP搭載
インタフェースの高速化
高周波化、データ処理スピード向上（高速データ転送）
信頼性強化（ミッションクリティカル用途需要拡大）

••
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半導体回路の大規模化に伴う、電源供給モジュールのフレキシビリティ向上
複数のIP搭載に応じた、複数ドメイン対応
新たな故障モード検出・歩留まり向上のための応答特性と精度の向上
計測モジュールラインナップの充実
テストデータスピード高速化とデータ量増加に応じた、高速インタフェース試験の強化
テスタ構成選択肢の柔軟性、拡張性の実現• 先端プロセス採用に伴う不良解析・歩留り改善の重要性上昇に応じた、試験結果のハンドリング処理能力向上• スキャンテストにおける、データ大容量化や高速化のサポート• 電源の広範囲な電流供給• SLTテスト工程の追加需要対応

ハイエンドプロセッサ• 先端プロセス採用、集積度向上• 最先端PKGの採用（チップレットなど、メモリI/Fとの高速化や消費電力低減）

車載半導体

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CMOS イメージセンサー• C-PHY(新データインタフェース）の採用• 高画素化、高解像度化• センシング技術の用途拡大• データ転送量の増加に伴う、インタフェースの高速化• 画像データサイズ増大に応じた演算処理スループット改善• AI搭載CMOSイメージセンサの普及に伴うロジック機能強化

ディスプレイドライバＩＣ• 高解像度化、高画質を実現する高速データ転送技術• 1チップ化に伴う多機能化• 全てのディスプレイ用高速インタフェースへの対応• アナログの測定機能の向上• タッチセンサ、指紋センサ等の搭載に向けたロジック機能の強化

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半導体の応用領域拡大、車載グレード別温度制御
自動運転
BVE化
コネクテッドカー
多様なパッケージ展開• 自動運転用プロセッサー市場での、ハイエンドプロセッサ同等のテストカバレッジ実現• 車載要求品質であるゼロDPPM実現のための試験時間増大。および、試験中の高精度・アクティブ温度制御技術の強化、SLT含めたテストフロー全般の強化• EV普及に伴う、大電流・大電圧測定レンジへの拡張

All Rights Reserved - ADVANTEST CORPORATION本日のサマリースマート社会の実現

テスタ需要拡大

5GやAI普及を背景に、半導体の設計・製造技術はたゆまず進化

テストの大規模化・高速化・計測技術を通じて、信頼性強化 × TTM需要の伸び顧客の発展に貢献

より高度なテスト装置と社会の「安心・安全・ノウハウの付加価値上昇心地よい」に貢献

半導体の機能高度化、複合化、大容量化と、信頼性強化の動きが加速

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安心・安全・

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心地よい社会