ADI CMOS开关：ATE系统中PhotoMOS的理想替代方案

随着人工智能（AI）和高性能计算（HPC）对高带宽内存（HBM）需求的持续增长，存储器芯片的设计复杂度不断提升。作为确保这些先进器件性能与良率的关键环节，自动测试设备（ATE）面临前所未有的挑战——不仅需要更高的测试精度、速度，还要求更强的并行处理能力。在这一背景下，传统用于晶圆探针电源系统的PhotoMOS开关因其固有局限逐渐难以满足新一代ATE需求。

PhotoMOS开关的优势与瓶颈

PhotoMOS开关因其出色的低电容×电阻（CxR）特性，在高频信号切换应用中表现出色，能有效减少插入损耗、提升关断隔离度，从而保证测试信号完整性。此外，其较高的关态电压也适合多类模拟与数字电路测试场景。

然而，PhotoMOS存在三大明显短板：

导通速度慢：受限于内部LED驱动机制，典型导通时间可达200,000 ns，严重影响测试效率；

扩展性差：单通道结构不利于构建高密度测试矩阵；

可靠性问题：长期使用中LED老化可能影响开关一致性，增加维护成本。

这些问题在面对AI/HBM这类需大量并行测试的高吞吐量应用时尤为突出。

ADI CMOS开关：高速、低RON、高集成度替代方案

为应对上述挑战，ADI推出了基于CMOS工艺的新型开关器件，如ADG1412，作为PhotoMOS的理想替代品。该系列开关在关键性能指标上实现了显著优化：

超快导通速度：ADG1412导通时间仅为100 ns，是PhotoMOS的2000倍；

更低导通电阻（RON）：典型值仅1.5 Ω，大幅降低电压降，提高测量精度；

优异的CxR乘积：尽管寄生电容略高于PhotoMOS，但在DC/低频测试中表现稳定可靠；

高集成度支持并行测试：提供四通道SPST配置，并可扩展至SPI或并口控制的多路复用架构。

系统级优势：提升ATE测试效率与灵活性

在ATE系统中，开关负责将多个被测器件（DUT）连接至参数测量单元（PMU），实现高效测试资源调度。通过引入CMOS开关，ATE厂商可以更轻松地构建矩阵式测试架构，以单一PMU支持多点并发测试，显著提升测试效率并降低成本。

此外，CMOS开关的模块化设计允许更高密度的通道布局，有助于构建大规模并行测试系统，特别适用于高带宽内存等需要大批量测试的应用场景。

性能对比与选型建议

表1展示了PhotoMOS与CMOS开关在关键参数上的对比。可以看到，CMOS开关在导通电阻、响应时间和成本方面均优于PhotoMOS，尤其适合对速度和测试吞吐量敏感的应用。

表1

迁移策略与推荐型号

对于现有采用PhotoMOS开关的ATE系统，迁移至CMOS平台具有高度可行性。引脚兼容设计使得硬件替换简单直接，便于工程师快速完成升级。推荐型号包括：

ADG1412：四通道SPST，适合通用替换；

ADG2412：增强型版本，具备更低RON（0.5Ω）；

ADG6412 / ADGS2414D：支持SPI接口，适合构建高密度、远程控制测试系统。

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结语

在AI与HBM推动下，ATE系统正朝着高速、高密度、高自动化方向演进。ADI推出的CMOS开关不仅解决了PhotoMOS在导通速度、扩展性和可靠性方面的瓶颈，同时在性能和成本之间取得了良好平衡。对于致力于提升测试效率、降低系统复杂度的ATE工程师而言，CMOS开关已成为不可忽视的技术选项，为下一代高性能存储器测试系统提供了坚实的硬件基础。