隨著人工智能（AI）和高性能計算（HPC）對高帶寬內(nèi)存（HBM）需求的持續(xù)增長，存儲器芯片的設(shè)計復(fù)雜度不斷提升。作為確保這些先進(jìn)器件性能與良率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，自動測試設(shè)備（ATE）面臨前所未有的挑戰(zhàn)——不僅需要更高的測試精度、速度，還要求更強(qiáng)的并行處理能力。在這一背景下，傳統(tǒng)用于晶圓探針電源系統(tǒng)的PhotoMOS開關(guān)因其固有局限逐漸難以滿足新一代ATE需求。

PhotoMOS開關(guān)的優(yōu)勢與瓶頸

PhotoMOS開關(guān)因其出色的低電容×電阻（CxR）特性，在高頻信號切換應(yīng)用中表現(xiàn)出色，能有效減少插入損耗、提升關(guān)斷隔離度，從而保證測試信號完整性。此外，其較高的關(guān)態(tài)電壓也適合多類模擬與數(shù)字電路測試場景。

然而，PhotoMOS存在三大明顯短板：

導(dǎo)通速度慢：受限于內(nèi)部LED驅(qū)動機(jī)制，典型導(dǎo)通時間可達(dá)200,000 ns，嚴(yán)重影響測試效率；

擴(kuò)展性差：單通道結(jié)構(gòu)不利于構(gòu)建高密度測試矩陣；

可靠性問題：長期使用中LED老化可能影響開關(guān)一致性，增加維護(hù)成本。

這些問題在面對AI/HBM這類需大量并行測試的高吞吐量應(yīng)用時尤為突出。

ADI CMOS開關(guān)：高速、低RON、高集成度替代方案

為應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，ADI推出了基于CMOS工藝的新型開關(guān)器件，如ADG1412，作為PhotoMOS的理想替代品。該系列開關(guān)在關(guān)鍵性能指標(biāo)上實現(xiàn)了顯著優(yōu)化：

超快導(dǎo)通速度：ADG1412導(dǎo)通時間僅為100 ns，是PhotoMOS的2000倍；

更低導(dǎo)通電阻（RON）：典型值僅1.5 Ω，大幅降低電壓降，提高測量精度；

優(yōu)異的CxR乘積：盡管寄生電容略高于PhotoMOS，但在DC/低頻測試中表現(xiàn)穩(wěn)定可靠；

高集成度支持并行測試：提供四通道SPST配置，并可擴(kuò)展至SPI或并口控制的多路復(fù)用架構(gòu)。

系統(tǒng)級優(yōu)勢：提升ATE測試效率與靈活性

在ATE系統(tǒng)中，開關(guān)負(fù)責(zé)將多個被測器件（DUT）連接至參數(shù)測量單元（PMU），實現(xiàn)高效測試資源調(diào)度。通過引入CMOS開關(guān)，ATE廠商可以更輕松地構(gòu)建矩陣式測試架構(gòu)，以單一PMU支持多點并發(fā)測試，顯著提升測試效率并降低成本。

此外，CMOS開關(guān)的模塊化設(shè)計允許更高密度的通道布局，有助于構(gòu)建大規(guī)模并行測試系統(tǒng)，特別適用于高帶寬內(nèi)存等需要大批量測試的應(yīng)用場景。

性能對比與選型建議

表1展示了PhotoMOS與CMOS開關(guān)在關(guān)鍵參數(shù)上的對比。可以看到，CMOS開關(guān)在導(dǎo)通電阻、響應(yīng)時間和成本方面均優(yōu)于PhotoMOS，尤其適合對速度和測試吞吐量敏感的應(yīng)用。

表1

遷移策略與推薦型號

對于現(xiàn)有采用PhotoMOS開關(guān)的ATE系統(tǒng)，遷移至CMOS平臺具有高度可行性。引腳兼容設(shè)計使得硬件替換簡單直接，便于工程師快速完成升級。推薦型號包括：

ADG1412：四通道SPST，適合通用替換；

ADG2412：增強(qiáng)型版本，具備更低RON（0.5Ω）；

ADG6412 / ADGS2414D：支持SPI接口，適合構(gòu)建高密度、遠(yuǎn)程控制測試系統(tǒng)。

如需產(chǎn)品規(guī)格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請加客服微信：13310830171。

結(jié)語

在AI與HBM推動下，ATE系統(tǒng)正朝著高速、高密度、高自動化方向演進(jìn)。ADI推出的CMOS開關(guān)不僅解決了PhotoMOS在導(dǎo)通速度、擴(kuò)展性和可靠性方面的瓶頸，同時在性能和成本之間取得了良好平衡。對于致力于提升測試效率、降低系統(tǒng)復(fù)雜度的ATE工程師而言，CMOS開關(guān)已成為不可忽視的技術(shù)選項，為下一代高性能存儲器測試系統(tǒng)提供了堅實的硬件基礎(chǔ)。