高精度测试如何赋能芯片研发？研华iDAQ同步采集技术深度解析
来源：Advantech Corp（研华科技）
发布时间：2025-06-09
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测试数据不同步 研发效率打折扣
晶圆是制造芯片的基础材料，其内部通道的阻抗会随着外部磁场的变化而变化。这种变化可能会影响芯片的性能和稳定性。因此，在研发和生产过程中，必须对晶圆的电磁性能进行全面测试，以确保其符合设计要求，并能在各种环境中稳定运行。
半导体晶圆测试过程中经常遇到什么问题？
同步精度不足：磁场变化与阻抗数据的动态关联性强，但传统设备难以实现毫秒级同步控制与采集，导致数据偏差大；
多通道效率低下：晶元内通道数量多，手动切换测试模式耗时耗力，实时数据处理能力弱，拖慢研发进度；
系统配置僵化：不同产品测试需求差异大，传统系统扩展性差，无法灵活适配用户自定义的测试文件。
破局利器
高效、精准、灵活iDAQ测试测量系统
为解决上述痛点，研华携手苏州峘一自动化有限公司开发一套iDAQ测试测量系统，可精准控制磁场输出波形并同步测量多路通道阻抗，以技术创新直击行业需求。此外，系统支持灵活配置，通过导入用户自定义的测试文件完成不同产品的测试，并实时保存数据、生成图表。
硬核架构：主控协同，模块精准
以高性能UNO-348嵌入式工控机作为主控单元，负责整体系统的协调与控制。为了实现精确的数据采集，系统选用了三块四槽的iDAQ-934机箱，搭配十张八通道AI模块（iDAQ-817），用于通过电压换算进行电阻采集。同时，磁场控制由一张四通道AO模块（iDAQ-821）完成，确保输出波形的精确性。
方案框架图
同步保障：时钟共享，触发一致
系统采用多种技术手段以保证AI与AO的同步触发。同一机箱内的模块间通过研华独有的“融合”功能实现便捷同步，而不同机箱之间则通过PFP0接口共享时钟信号，确保跨机箱的时间一致性。
此外，iDAQ-821 的 AO0 作为控制信号输出，AO1 作为触发信号给到iDAQ-934 的 PFP1,该 PFP1 接口作为 iDAQ-817 模拟量输入的启动触发信号。这样就完成了 AI 和 AO的同步触发启动。可以实现在同一时刻点下的横向对比，即不同磁场下的晶元各通道输出表现。
iDAQ 验证连线图
验证可靠：波形重叠，性能卓越
iDAQ测试测量系统的同步性能通过严格的测试得到了充分验证。具体而言，团队采用标准三角波作为AO模块的输出信号，并将其直接连接至AI模块的输入通道进行采集。结果显示，AI模块从首个采样点开始精准捕获AO输出的三角波，且各AI通道采集的波形完全重叠，证明了系统在时间轴上实现高度一致的同步采集。
iDAQ 参数设置及 AO 输出
此外，通过将iDAQ-821的AO1作为触发信号，成功启动了iDAQ-817的模拟量输入采集，确保AI与AO模块在同一时刻点启动工作，实现了不同磁场条件下晶圆通道输出表现的精确对比。
AI 与 AO 同步性验证
智能软件：参数自定，流程高效
研华为客户定制了一套专用测试软件，基于不同的晶圆型号，用户可以便捷地设定产品规格信息、采集通道、测试路径地图、磁场波形、循环数量等参数。
软件测试主界面
一键启动测试流程，整个测试过程会通过表格和波形图的形式显示在软件界面上，在曲线呈现的同时可自动记录过程数据。测试结束后，后台自动捕捉关键测试数据并进行二次计算，最终生成各类图片、报表文件提供给用户。
方案成效：从验证到量产 客户这样说
某半导体制造商在研发一款新型高性能晶圆时，面临电磁性能测试的复杂挑战。由于该晶圆需要在多种磁场环境下工作，其内部通道阻抗的变化对芯片性能至关重要。然而，传统测试方法在高精度同步采集、灵活配置和大规模量产支持方面存在明显不足。
为解决这一问题，该制造商引入研华iDAQ测试测量系统，通过其先进的技术能力实现从验证到量产的全流程高效支持。
通过部署研华iDAQ测试测量系统，客户在从验证到量产的全过程中取得了以下显著成效：
01 测试精度全面提升
系统的高精度同步机制确保了AI与AO模块在同一时间点完成数据采集与输出，消除了传统方案中的延迟误差。验证结果显示，标准三角波被各AI通道从首个采样点开始精准捕获，波形完全重叠，证明了系统的可靠性。这种高精度在量产阶段进一步保障了每一片晶圆的质量一致性。
02 测试效率显著提高
自动化测试流程大幅缩短了单次测试时间，同时减少了人为干预带来的操作失误。特别是在量产阶段，系统的高效性能显著降低测试成本，提升整体生产效率。
03 数据分析能力倍增
系统生成的图表和报告文件使数据呈现更加直观清晰，帮助工程师快速识别异常点并制定改进措施。此外，实时保存的数据为长期趋势分析奠定了基础，助力客户持续优化生产工艺。
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研华iDAQ测试测量系统解决了多通道同步测试的难题，从磁场控制到数据生成全流程自动化，实现效率与精度双赢！
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