定義
ATC(Active Thermal Control,主動熱控制 / 主動溫控)是半導體 FT / SLT 測試中用來控制 DUT 溫度的熱控系統。它通常由 thermal head、加熱器、冷卻迴路、溫度感測器、壓接機構與控制軟體組成,並與 技術_Handler、socket、load board 或 SLT board 整合。
AI GPU / ASIC 功耗升高後,測試不再只是「把晶片接上 ATE」,還要在指定溫度與功耗條件下穩定運作。ATC 的品質會直接影響 binning、良率判斷、重測率與可靠度資料可信度。
圖解
flowchart TB
Tester[ATE / SLT workload] --> DUT[DUT<br/>AI GPU / ASIC]
Handler[Handler / socket<br/>contact force] --> DUT
Sensor[Temperature sensor<br/>DUT / thermal head] --> Controller[ATC controller]
Controller --> Heater[Heater]
Controller --> Cooler[Cooling loop<br/>air / liquid / chiller]
Heater --> Head[Thermal head / cold plate]
Cooler --> Head
Head --> DUT
DUT --> Feedback[Temperature / power feedback]
Feedback --> Controller
圖說:ATC 是閉迴路控制系統,透過 sensor 回授調整加熱與冷卻,讓 DUT 在測試過程維持目標溫度。
技術原理
ATC 的目標是讓 DUT 在測試期間保持穩定、可重複的熱條件。高功耗 AI 晶片會在短時間內產生劇烈 power transient,若熱控反應太慢,會造成溫度 overshoot、測試結果漂移或 false fail。
核心能力包括:
- 快速熱響應:能跟上 workload 切換與功耗突波。
- 高熱移除能力:支援 1kW 以上 AI/HPC DUT 或多 site 測試。
- 溫度均勻性:降低 large package 上不同區域的 hot spot 差異。
- 壓接穩定:thermal head 與 lid / heat spreader 接觸需平整,否則熱阻不穩。
- 多溫測試:cold / room / hot test 的切換效率與穩定性影響 UPH。
關鍵參數 / 判斷指標
| 指標 | 意義 | 觀察重點 |
|---|---|---|
| Thermal capacity | 可處理功耗 | 是否能支援高功耗 GPU / ASIC / CPU |
| Temperature range | 可測溫度範圍 | cold / hot test 條件與車用 / AI 規格 |
| Temperature stability | 控溫精度 | 影響 binning 與 repeatability |
| Ramp rate | 升降溫速度 | 多溫測試 throughput 關鍵 |
| Contact thermal resistance | 接觸熱阻 | 受 lid 平整度、TIM / thermal interface、壓力控制影響 |
| Multi-site matching | 多 site 溫度一致性 | 高 site 數測試時避免 site-to-site 偏差 |
| Liquid cooling support | 液冷整合 | 高功耗 SLT / FT 可能需要 CDU / chiller |
受惠環節 / 台股映射
| 環節 | 受惠強度 | 理由 | 相關公司 / 頁面 |
|---|---|---|---|
| Handler 內建 ATC | 高 | AI/HPC FT handler 需整合主動熱控 | 7769_鴻勁精密(市) |
| SLT 熱控系統 | 高 | mission-mode 測試需要高功率熱控與液冷能力 | 2360_致茂(市)、技術_SLT |
| 測試代工 capex | 中高 | 測試廠需添購支援 ATC 的 handler / SLT 系統 | 2449_京元電(市) |
| 封裝散熱接觸 | 中 | ATC 接觸面與 lid / stiffener / TIM 平整度連動 | 技術_Stiffener、技術_TIM導熱介面材料 |
| 液冷 / CDU | 中 | 高功耗 SLT 可能需要液冷迴路輔助 | 技術_液冷 |
投資觀察
- ATC 是高功耗測試的必要條件:AI 晶片功耗越高,測試結果越容易受溫度漂移影響。
- ATC 與 Handler ASP 綁在一起:高階 handler 不是單純 pick-and-place,熱控、壓接與感測都會提高價值。
- SLT 對 ATC 要求更高:SLT 需接近真實 workload,熱控能力、液冷整合與長時間穩定性更重要。
- 封裝設計會反向影響 ATC:lid、stiffener、TIM、cold plate 接觸面改變,會改變 thermal head 與壓力設計。
技術瓶頸 / 風險
- 熱接觸不穩:package warpage 或 lid 平整度不佳會提高熱阻,導致測試溫度失真。
- 多 site 一致性:site 間溫差會造成良率 / binning 偏差。
- 功耗升級追趕:GPU / ASIC TDP 快速上升,設備需持續升級熱移除能力。
- 平台專案波動:ATC 設備規格常與特定客戶封裝 / 測試流程綁定。
相關技術
來源
- 7769_鴻勁精密(市) — ATC 為 AI/HPC FT Handler 核心產品之一。
- 技術_SLT — 高功率 SLT 對熱控、液冷 CDU、contact leveling 的需求。
- 技術_FT_SLT_Burn-in — 封裝後測試流程與 post burn-in FT / SLT 需求。