在半导体产业，shmoo已成为评估待测组件(DUT)健康状况、追踪制程偏差、分析制造良率以及进行客户特定特性分析和速度分级的必备工具。传统上，为了获得shmoo，工程师必须使用大型自动测试设备(ATE)，而这些设备主要用于生产测试，而非工程或特性分析，这导致了设备可用性和成本方面的许多挑战。而Introspect的M Series如何让shmoo的取得变得前所未有的轻松呢?首先，让我们来说明一下shmoo的概念及其用途。
如图1所示，Shmoo是一种用于可视化多维数据的图表。在典型的半导体应用中，它用于区分待测物其测试结果为「通过」的测试条件(参数值)和导致测试运行结果为「失败」的测试条件。在这种情况下，测试的具体内容完全无关紧要，Shmoo的目的仅在于快速识别导致待测物(DUT)从通过特定测试转变为失败的参数值。例如，在图1中，在250 ps抖动摆幅和4 MHz抖动频率下进行的测试通过了，而同样的测试在250 ps抖动摆幅和9 MHz抖动频率下的测试却失败了。一般来说，一个真正好用、强大的Shmoo工具，必须具备三大核心特点：
- 测试参数与数量是可以任意调整的，工程师可以自由调整任何想测试的参数，不管是常见的电压、频率，还是外在环境的温度、湿度、甚至是气压，都能轻松纳入测试。
- 参数的数量是任意的，参数的数量完全由工程师决定。他们可以建立多维度的Shmoo特性曲线，并透过切片检视不同的数据层，让复杂的多个参数关联性，可以在屏幕上一目了然。
- 弹性的判定标准，不管是功能测试、误码率(BER)测试，还是任何最终能得出「成功或失败」的测试项目，工程师都能自由设定为判定标准。
在工程师执行的众多Shmoo测试中，最关键的一项就是「调整待测芯片的供电电压」。也就是说，在那个多维度的测试图表中，芯片的核心电压(VDD)绝对是不可或缺的关键指标(如下方的图2所示）。因为芯片的设计瑕疵或制程的不稳定性，通常在改变供电电压时最容易现出原形。图2：实际待测物的shmoo，其中纵轴是提供给待测物的VDD电压Introspect Technology的VDD Shmoo身为「桌上型自动测试设备(ATE-on-Bench)」技术的领航者，Introspect一直致力于开发更亲民、更易于上手的工具，让工程师能毫无负担地进行芯片特性验证。为此，我们在全新的M系列桌上型ATE测试仪中，直接内建了「可程序化电源供应器(Programmable Device Power Supplies)」。这意味着：现在您不需要去排队抢实验室的大型机台，只需坐在自己舒适的办公桌前，就能直接画出高阶、精准的Shmoo芯片特性曲线图！下方的图3是一个实际应用范例，这可程序化的电源供应器直接安装在测试板上，并紧密连接到我们的M5504测试仪上。将这种「组件供电技术」完美整合后，带来了两大颠覆性的优势：
- 再也不需要依赖实验室那些又大且笨重、占空间的传统传统电源供应器。
- 透过M5504的超高速电子电路与可程序化电源之间「超紧密连动」，大幅缩短了测试时间，带来极致流畅、无延迟的测试体验。
在先前的图2中，我们展示了一个真实的芯片测试案例。当时工程师调整了两个主要参数：一个是供应给芯片的电压(VDD)，另一个则是时钟讯号的相位。简单来说，这个测试是在固定的数据传输速率下，测量芯片在不同电压下的建立与保持时间，也就是讯号稳定度。现在，好戏登场了！如果我们把芯片的数据传输速率提高33%，会发生什么事？当我们在同一个测试环境下，把速度调快33%后，生成的Shmoo就变成了图4。你会发现，代表失败的红色区域明显变大了！而且更奇怪的是，这颗芯片在电压高于1.08 V时就宣告失败了，但明明在之前速度较慢时，它连1.1 V的高电压都能安全过关。这看起来非常违反直觉，对吧?但这正是Shmoo测试最无可替代、最厉害的地方！它能帮工程师挖掘出隐藏在芯片深处的盲点，否则，这种在特定高频、高压下才会爆发的设计瑕疵，在一般的测试下根本摸不着头绪。图4：与图2相同的组件，但数据速率提高了33%的Shmoo，这组件在电压高于1.08V时失效，这有点违反直觉。既然谈到数据传输速率(Data Rate)，业界最经典的Shmoo测试手法，就是将供电电压与运作速率摆在一起进行交叉大扫描。图5展示的就是一个针对市售LPDDR5 DRAM芯片的真实测试案例。从图中可以看出，这颗芯片在整个速度区间内表现都很不错，但它的稳定度并非一成不变。在某些特定的传输速率下，芯片明显变得比较敏感、脆弱。而这，正是为什么我们必须做Shmoo 测试的真正原因！最后，请看看图6。这是同一个LPDDR5测试，但我们把原本单纯的「成功/失败」判定，升级为更细致的「误码率(Error Rate)渐层」。有时候，相比于简单的非黑即白，这种带有参数梯度的Shmoo，能帮工程师挖出更多深层的芯片信息。图5：LPDDR5内存的Shmoo图，DQ中每个引脚的Pass/Fail资料图6：上图DRAM的Shmoo图，但使用误码率测量而不是Pass/Fail测量在这篇文章中，我们深入探讨了Shmoo芯片特性曲线的核心概念，并展示了Introspect长期以来如何作为客户的坚实后盾，全力支持各项Shmoo测试需求。同时，我们也透过真实的芯片测试案例，呈现了Shmoo如何为研发团队提供独到、关键的深度洞察。您也有Shmoo特性测试的需求吗？锐测电子与Introspect Technology团队随时准备提供协助，让我们为您展示Introspect强大且震撼的Shmoo测试实力，您可以透过下方的信箱与我们联系，讨论您的设计挑战，并了解我们的工具如何帮助您顺利完成验证。Create Shmoo Plots in Seconds and Right at Your DeskWhat Happens When You Probe a DDR5 RDIMM for 24 Hours?如何捕获真实的DDR5/LPDDR5电气讯号!!?