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直击eMMC、UFS可靠性测试 昂科V9000-SLT-M以专业测试护航存储技术迭代

时间:2025-12-26   访问量:1017

在消费电子、汽车电子、工业控制等核心领域,存储芯片的稳定性直接决定终端设备的全生命周期性能与用户体验。eMMC(嵌入式多媒体卡)与UFS(通用闪存存储)作为基于NAND闪存架构的主流嵌入式存储解决方案,是支撑各类智能设备运行的核心硬件基石。可靠性测试作为验证二者在复杂工况下稳定性、耐久性与环境适应性的关键环节,既要覆盖NAND闪存存储的共性技术要求,更需针对UFS串行总线、全双工传输的技术特性,构建专项验证体系,确保其在高速传输场景下的性能稳定性。

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在消费电子领域,尤其是智能手机市场,eMMC与UFS早已成为衡量设备性能的核心指标之一。从2009年智能手机全面普及至今,嵌入式存储标准历经多轮迭代,存储芯片的读写速度直接决定了软件安装效率、应用载入响应、文件读写速率及影像数据写入等关键用户体验环节。不同存储标准的性能差异,最终会转化为用户可直观感知的使用体验差距。

作为嵌入式存储领域的“前辈”,eMMC(embedded MultiMediaCard)标准由MMC协会专为移动终端(手机、平板等)制定,其技术源头可追溯至传统MMC存储卡,采用并行传输架构设计,读写操作需分时执行。尽管单路读写的架构限制了其性能上限,但eMMC凭借高度集成化、体积紧凑、硬件设计复杂度低及成本可控的优势,曾长期主导中低端移动终端存储市场,广泛应用于智能手机、平板电脑、数码相机等嵌入式设备。

从技术参数来看,当前主流的eMMC 5.1标准连续读取速度约为250MB/s,最大理论读取速度仅400MB/s。随着移动应用轻量化向重型化演进、高清影像数据量激增,eMMC 5.1的性能已难以匹配当前主流软件与功能的需求,如今更多应用于百元级低端智能手机及入门级嵌入式设备。与之相对,UFS标准凭借更先进的技术架构实现了性能跃升:UFS 2.1版本最大理论读取速度可达5.8GB/s,是eMMC 5.1的十余倍,彻底打破了并行传输的性能瓶颈。

作为后发的高端存储标准,UFS的技术优势不止于速度。其采用MIPI协议接口,支持多通道并行传输,不仅实现了读写性能的跨越式提升,更具备存储容量扩展优势,最高可支持2TB超大容量;同时,UFS通过优化总线架构与功耗管理机制,在高性能运行的同时降低了能源消耗,有效延长了移动设备的续航时间。值得注意的是,UFS的普及并非一蹴而就:第一代UFS因性能与同期eMMC差异有限,且成本居高不下,未能实现规模化应用;直至2014年UFS 2.0标准发布,其连续读取速度提升至800MB/s,性能优势开始凸显,才逐渐成为Android旗舰机型的标准配置。

UFS标准的迭代速度进一步巩固了其高端市场地位:2018年发布的UFS 3.0将连续读取速度提升至1700MB/s,性能逐步赶超苹果设备采用的NVMe存储标准;2022年推出的UFS 4.0更是实现了性能翻倍,连续读写速度突破3400MB/s,为5G时代的高速数据传输、AR/VR沉浸式体验、8K影像录制等重负载场景提供了核心存储支撑。

无论eMMC还是UFS,常温与高温环境下的可靠性验证都是其量产前的核心环节,直接决定芯片在实际应用场景中的使用寿命与故障发生率。针对二者的可靠性测试,核心涵盖三大关键试验类型,各有明确的测试目标与技术要点:

高温寿命试验是半导体芯片可靠性测试的基础核心项目,通过在恒定高温环境下对芯片进行长时间应力测试,模拟设备全生命周期内的热应力作用与自然老化过程,进而评估芯片在高温工况下的长期稳定性。测试过程中,待测试芯片(DUT)被置于高精度恒温热槽中,在100°C至150°C的典型温度范围内持续运行,测试周期根据产品规格与应用场景设定。测试期间,专业测试设备实时监测并记录芯片的电气参数、传输性能及可靠性指标,精准捕捉因热扩散、材料老化、结构损伤等导致的故障,如电阻漂移、漏电流增大、焊点接触不良、金属离子迁移等。通过对测试数据的深度分析,可定位芯片设计与制造过程中的薄弱环节,为工艺优化与可靠性提升提供数据支撑。

高低温循环试验聚焦于评估芯片在温度剧烈变化环境下的适应性与结构稳定性,模拟设备在实际使用中(如户外环境、车载场景)因温度波动产生的热应力冲击与材料疲劳效应。测试核心逻辑是让芯片在极端低温与高温之间进行周期性切换暴露,典型测试区间为-40°C(低温极限)至125°C(高温极限),每个温度节点的停留时间、循环次数根据产品应用场景精准设定。温度循环过程中,芯片不同材料(硅、金属、封装树脂)的热膨胀系数差异会产生内应力,长期循环后可能导致焊点疲劳、封装开裂、芯片与基板剥离等故障。测试期间,同步监测芯片的电气性能与连接可靠性,重点排查温度变化引发的接触不良、焊接断裂、金属疲劳等问题,确保芯片在复杂温度环境下的稳定运行。

早期失效寿命试验的核心目标是在芯片量产阶段或产品研发早期,筛选出存在潜在缺陷的个体,提前规避批量交付后的早期失效风险,本质是通过加速应力测试模拟芯片全生命周期的应力累积效应。测试通过施加高温、高电压、高频率等极端应力条件,将芯片置于远超常规使用的严苛环境中运行,在短时间内激发潜在的设计缺陷与制造瑕疵。此类测试通常在芯片制造流程末端或成品检验阶段开展,通过对测试数据的统计分析,定位芯片设计、晶圆制造、封装工艺中的薄弱环节,如光刻缺陷、金属布线瑕疵、封装密封性不足等。基于测试结果优化生产工艺与质量控制标准,可显著提升批量产品的可靠性,降低终端设备的售后故障发生率。

老化测试机V9000

针对eMMC、UFS等存储芯片的可靠性测试需求,昂科推出的V9000-SLT-M高性能存储芯片测试分选机,凭借全维度的技术优势,成为覆盖常温、高温环境下自动化测试分选的核心设备,可适配eMMC、eMCP、LPDDR、UFS、UMCP等多品类存储产品的测试需求。

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该设备的核心竞争力体现在五大关键维度:其一,超高测试效率,UPH(单位时间测试量)最高可达2400,大幅提升量产测试 throughput;其二,精准温控与高集成测试能力,采用独立温控设计,为每颗DUT提供极佳的温度控制精度与一致性,同时集成OS/Leakage、IDD6等高精度DC测试功能,搭配3D5S视觉检测、外观缺陷识别、二维码识别等视觉验证模块,全方位保障测试质量;其三,超高并行测试能力,支持64~8000个DUT并行测试,可根据产能需求灵活配置,显著降低单位测试成本;其四,精细化压力控制,DUT测试压力控制精度达0.1N,在确保测试接触稳定性的同时,有效保护芯片与测试Socket,延长耗材使用寿命;其五,超大容量与自动化适配,堆叠式测试系统容量是市面常规设备的10倍以上,预留天车、AGV接口,可无缝对接自动化生产线,实现全流程无人化测试分选。

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此外,V9000-SLT-M还配备了顶尖厂商认可的ESD(静电放电)保护系统,有效规避静电对精密存储芯片的损伤,同时采用全内置进出料系统,进一步提升测试过程的稳定性与洁净度。通过极低的CPD(单位芯片测试成本)与全场景适配能力,该设备为存储芯片厂商提供了高效、精准、低成本的可靠性测试解决方案,助力企业提升产品质量与市场竞争力。

立足未来发展,昂科技术将以技术迭代与创新为核心引擎,锚定行业前沿需求打磨定制化测试解决方案。昂科将秉持开放协作的理念,与产业链上下游伙伴深化协同,共同夯实芯片测试领域的技术根基,筑牢产业高质量发展的坚固底座。

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