Mettere alla prova la microelettronica

di TJ Triolo | 28 giugno 2023 | Caratteristiche, Scuole Fulton

Gli ingegneri di test garantiscono che i chip semiconduttori funzionino correttamente in una varietà di condizioni testandoli per difetti e deviazioni del processo fuori tolleranza.

Sebbene un chip possa sembrare funzionare bene per la maggior parte dei suoi usi, è sufficiente una condizione di mancato funzionamento durante i test per causare a un piccolo numero di utenti guasti significativi nei sistemi elettronici.

"Durante i test, tutti i difetti, compresi quelli nascosti, devono essere rilevati", afferma Sule Ozev, professore di ingegneria elettrica presso la Ira A. Fulton Schools of Engineering dell'ASU. "Il compito di un ingegnere di test è quello di lavorare come un detective e trovare i modelli di test corretti, in modo simile all'interrogatorio di un sospetto, in modo che tutti i possibili difetti vengano attivati ​​durante il test per garantire che nessuna parte difettosa venga spedita al cliente."

Per contribuire a soddisfare la crescente domanda di ingegneri di test dei semiconduttori, la società di apparecchiature di test per la microelettronica Advantest e il produttore di chip NXP® Semiconductors si sono rivolti all'ASU per soddisfare la loro esigenza di formazione sul campo.

"ASU, che ha una delle scuole di ingegneria più rinomate del paese, è proprio nel nostro cortile ed è un collaboratore naturale per sviluppare ulteriormente il talento ingegneristico", afferma Raghu Maddali, direttore senior dell'ingegneria dei test presso NXP.

La richiesta ha portato all'EEE 522 Radio Frequency Test, un corso di ingegneria elettrica di livello universitario aperto anche a studenti universitari, sviluppato da Ozev in collaborazione con Advantest e NXP, che ha debuttato nel semestre primaverile del 2023 con nove studenti iscritti.

L'ispirazione per il corso è emersa dalla mancanza di corsi di ingegneria dei test sui semiconduttori, in particolare per quelli nell'area dei chip di comunicazione a segnale misto e radiofrequenza, o RF. Ozev afferma che l'ASU è una delle poche università negli Stati Uniti che offre un corso del genere.

Il corso si concentra in particolare sui chip a segnale misto e RF per aiutare gli studenti a comprendere a fondo i test RF e a semplificare i processi del settore. I chip a segnale misto sono quelli che includono sia circuiti analogici che digitali nella loro progettazione.

"I test sui segnali misti e RF sono generalmente piuttosto ad hoc nel settore", afferma Ozev. “Ogni nuovo prodotto richiede il proprio approccio ai test. Questo ambito può trarre grandi benefici da un approccio sistemico ai test e alla valutazione della qualità dei test”.

Oltre al tempo in aula sotto la guida di Ozev, il corso offre agli studenti un'esperienza pratica di laboratorio nei test di microelettronica sotto la supervisione degli ingegneri di test NXP e Advantest. Il corso utilizza anche apparecchiature donate da Advantest e installate presso la struttura MacroTechnology Works dell'ASU.

Paul Hirsch, senior account manager globale e rappresentante di Advantest coinvolto nello sviluppo del corso, ha elogiato gli sforzi dell'ASU per dare vita al corso.

"Il processo di collaborazione con l'ASU è stato straordinario", afferma Hirsch. “Abbiamo ritenuto che tutti i membri del team ASU fossero aperti e positivi nelle loro interazioni con NXP e Advantest. Hanno subito capito i vantaggi della nostra collaborazione e hanno fatto del loro meglio per aprirci le porte”.

Ferhat Can Ataman, uno studente laureato in ingegneria elettrica presso l'ASU, ha seguito il corso per approfondire le sue conoscenze nella ricerca sui radar a onde millimetriche. Ha cercato di capire come vengono eseguiti i test sui semiconduttori RF per migliorare la precisione della calibrazione del suo radar.

"Il laboratorio di questa classe mi ha dato l'opportunità di acquisire esperienza pratica", afferma Ataman. "Ho acquisito esperienza con strumenti di test standard del settore e scenari di test RF reali."

Dice che il corso gli ha insegnato l'importanza di integrare metodi di test durante la progettazione di un chip semiconduttore, inclusa la tecnologia di autotest integrata o BIST. Questa tecnologia è integrata nella progettazione dei chip e rileva quando i chip non funzionano correttamente, in modo simile alla spia di controllo del motore di un'auto.

Ataman ha ritenuto preziosa l'esperienza e ora comprende come vengono condotti i test su grandi lotti di chip in contesti industriali.