Qu'est-ce que l'équipement de test automatique ?

La définition implique également une industrie des semi-conducteurs de $15 milliards et un site de test dans une usine de disjoncteurs qui effectue 600 tests à chaque fois. Ces deux objets servent de testeurs automatiques, cependant, ils ne peuvent pas être différenciés l’un de l’autre, il est donc important de connaître le type d’acheteur pour comprendre le terme.

De plus, le sujet de l’ATE est abordé dans le texte, y compris les domaines où l’équipement est appliqué, son fonctionnement et ses principales caractéristiques, ainsi que pour aider à prendre la bonne décision et n’acheter que l’équipement nécessaire.

En résumé, nous avons la machine de test, généralement connue sous le nom d’ATE, qui est définie comme tout appareil fournissant une entrée au produit, mesurant la réponse et indiquant si elle est acceptable ou non sans intervention de l’opérateur. Le secteur clé de ce marché est l’ATE pour semi-conducteurs, réalisé par deux entreprises : Advantest et Teradyne, qui représentent environ 86% de l’ensemble du marché. Il existe un autre type basé sur l’électricité.

Ce qu’est réellement l’équipement de test automatique

Pour faire simple, il y a quatre fonctions : il génère le stimulus, qu’il s’agisse de tension, courant, signal RF, température ou mouvement. Il applique le stimulus à l’élément testé (DUT). Il mesure la réponse en utilisant un appareil de précision connue. Et il compare le résultat à la limite et enregistre le verdict.

Ce qui est important, c’est le mot ‘ automatisé ’. Un multimètre et un technicien expérimenté peuvent effectuer les quatre fonctions mais à une vitesse lente. L’ATE existe parce que dans le quatrième cas, il y a une intervention humaine tandis que dans le troisième cas, la fiabilité est perdue après plusieurs centaines de répétitions.

Ensuite, nous pouvons définir la catégorie par ce qu’elle n’est pas. L’ATE n’est définitivement pas un enregistreur de données puisqu’il prend une décision. L’ATE n’est pas un instrument de banc puisqu’il exécute la séquence. Ce n’est pas non plus une procédure de test bien que tout système ATE en contienne une sans exception.

Les industries qui achètent de l’ATE, et ce que chacune teste

Six secteurs représentent presque la totalité du marché, et les différences entre eux sont plus grandes que les similitudes.

La plupart des gens associent le segment des semi-conducteurs à l'acronyme mentionné. La raison en est qu'un système moderne sur puce (SoC) possède des milliers de broches, ce qui rend nécessaire pour les testeurs de mesurer et de piloter la plupart d'entre elles simultanément à des vitesses fulgurantes, où chaque picoseconde peut faire la différence entre succès et échec. C'est sans doute le problème le plus difficile à mesurer en production de masse, et les entreprises qui ont déjà réussi à le résoudre figurent parmi les fabricants les plus précieux au monde.

Le segment automobile est le plus dynamique. Le véhicule électrique contient un pack de batteries, qui comprend des dizaines de modules, chacun contrôlé par son propre circuit de surveillance. La tâche est passée de la vérification d'un composant à la validation d'un système utilisant essentiellement le bus. Quant au segment aérospatial, il est le plus stable mais aussi le plus exigeant, car l'unité remplaçable en ligne disponible pour ce segment peut rester en service pendant trente ans, ce qui signifie que l'équipement de test doit être maintenable pendant trente ans.

ATE pour semi-conducteurs : Le duopole qui explique la catégorie

La plupart des estimations publiées indiquent qu'Advantest et Teradyne détiennent ensemble environ 86 % du marché mondial des ATE pour semi-conducteurs, Advantest étant parfois considéré comme le plus grand des deux. Advantest a rapporté un chiffre d'affaires record d'environ 17 milliards en 2025 ; Teradyne, environ 13,2 milliards. Pour les tests haut de gamme de SoC et de mémoire, la concentration est encore plus élevée, dépassant 90 %.

Cette structure provient d'un schéma spécifique. Le J259 de Teradyne dans les années 1960 est généralement crédité d'avoir lancé l'ère des ATE. Advantest a pris le marché des tests de mémoire à mesure que la production japonaise de semi-conducteurs augmentait, puis s'est consolidé par acquisitions dans les années 2000. Le résultat est une industrie où un nouvel entrant doit battre un acteur en place sur une plateforme autour de laquelle les clients ont déjà construit leurs programmes de test, ce qui est en fait un problème plus difficile que de fabriquer un instrument plus rapide.

Le marché a énormément grandi, porté par le silicium IA. L'équipement mondial de test de semi-conducteurs devrait atteindre environ 15,3 milliards en 2026, avec des projections proches de 20,8 milliards d'ici 2028. Le mécanisme est simple et un peu contre-intuitif : les puces plus complexes nécessitent plus de temps pour être testées. Le temps de test sur un accélérateur IA de pointe est passé d'environ 350 secondes à une génération à entre 700 et 1 000 secondes à la suivante, donc le même nombre de puces nécessite deux à trois fois la capacité du testeur. Le test a cessé d'être une ligne de coût pour devenir une contrainte à la production.

Pour toute personne extérieure aux semi-conducteurs, cette histoire est informative, mais malheureusement pas utile. Elle montre pourquoi la recherche de parts de marché dans les équipements de test automatisés ramène à l'analyse des semi-conducteurs, et pourquoi un acheteur d'un banc de test de disjoncteur ne trouvera rien à quoi se référer dans le contexte fourni.

Ce que l'industrie électrique teste, et pourquoi c'est différent

Chaque article présenté dans la section électrique du tableau remplit une fonction de coupure de courant, ce qui rend le processus d'ingénierie différent.

Les disjoncteurs miniatures sont soumis à plusieurs tests tels que l'évaluation du paramètre de déclenchement thermique pour les valeurs de courant lorsqu'il déclenche et lorsqu'il ne déclenche pas ; l'évaluation de la valeur magnétique (plusieurs fois le courant nominal), la résistance de contact, la résistance d'isolement et bien d'autres. En outre, les DDR et les RCBO ajoutent un test de protection différentielle. Les contacteurs effectuent des tests de prise et de chute de bobine ainsi que des tests d'usure sur tous les pôles. L'ajout de l'assemblage signifie que le test de résistance diélectrique sera effectué à la toute fin.

Aucun processus élaboré n'est nécessaire pour effectuer le test électrique. Ce dont il a besoin, c'est d'un courant de la valeur la plus élevée, d'un timing parfait et d'un processus mécanique. Faire les mesures est facile tandis qu'obtenir les résultats est très difficile.

L'économie diffère énormément. Les tests de semi-conducteurs sont réalisés sur des millions de puces. Pendant ce temps, les tests électriques sont effectués sur chaque appareil de test fabriqué et le volume peut atteindre des centaines de milliers. Cela explique l'existence de nombreuses petites entreprises dans l'industrie. Un banc construit autour des routines de disjoncteurs à air est le plus grand format dans ce segment, et son champ d'application est défini dans cet aperçu de ce qu'un banc de test ACB mesure et enregistre.

L'anatomie que chaque système ATE partage

Le schéma bloc des systèmes de test contient cinq composants principaux, qui sont les mêmes quel que soit le domaine d'application respectif.

• Génération d'une stimulation. La phase où la source de l'effet appliqué est identifiée. En termes amusants, ce serait une carte électronique à microprocesseur dans les tests de semi-conducteurs, un dispositif ayant la capacité d'injection de courant dans les tests électriques, et un simulateur de bus dans les tests automobiles.
• Commutateurs. La partie où les générateurs dirigent les stimuli vers le contact approprié sans que l'opérateur ne déplace les câbles. Cette partie du schéma est responsable de la plupart des problèmes de fiabilité car elle implique des contacts relais et leur exploitation.
• Mesures. L'équipement comprend les dispositifs de mesure conformes au certificat d'étalonnage, testés au préalable, et le processus de transmission des données qui maintient sa précision du capteur jusqu'au processus d'enregistrement.
• Manipulation. La manière dont l'appareil est approvisionné avec les éléments de test pertinents et comment le processus de fixation de ces éléments est réalisé. Dans les tests de semi-conducteurs, cela se fait au moyen de manipulateurs ou de sondes, et dans les tests électriques, cela se fait par des dispositifs de fixation et des pinces.
• Logiciel et enregistrements. L'ensemble du processus est instrumenté par un logiciel qui suit les particularités du système. Veuillez noter que le cinquième composant est souvent sous-évalué par les utilisateurs et n'est remarqué que lorsqu'il est trop tard.

Pour les acheteurs, la cinquième partie a généralement peu d'importance, pour ne réaliser les erreurs que plus tard. Un système qui repose sur des tests mais qui n'a pas de registre créerait une trace papier difficile à défendre après deux ans, tandis qu'une séquence avec des limites connues uniquement par l'ingénieur ne se prête pas à un audit. Le travail d'endurance le montre clairement : un banc vieillissant fonctionne sans surveillance pendant des semaines, donc le registre doit survivre à une coupure de courant sans perdre la séquence, et les considérations de conception pour cela diffèrent d'un test unique, comme cette analyse de ATS vieillissement banc cyclique et journalisation expose.

Ce que l'ATE résout que le test manuel ne peut pas

Trois problèmes existent, la vitesse étant le seul aspect qui nous concerne.

• Répétabilité. Un testeur humain applique un couple et lit les résultats, mais les résultats peuvent varier d'un technicien à un autre effectuant la même unité. L'utilisation d'un système garantit que l'entrée est totalement répétable et permet de comparer les résultats du banc de cette année avec ceux de l'année dernière.
• Le volume de production est constant par rapport à la qualité. Le test manuel se détériore sous le processus de production et cette détérioration se produit sans que l'on s'en aperçoive ; les cinquante derniers produits testés sont contrôlés beaucoup plus rapidement que les cinquante premiers. Un système de test automatisé ne souffre pas de cela et produit une quantité inconnue du produit.
• Preuve. Le système produira un enregistrement pour chaque unité soumise au test. Ils répondront au client concernant les résultats de l'audit, garantiront que les réclamations de garantie sont approuvées et permettront de prouver la conformité à diverses réglementations.

Cette opinion mérite toutefois une attention particulière. Un système de banc correctement conçu avec de bons dispositifs et un opérateur correctement formé peut produire des résultats équivalents à ceux du test automatisé et produit les résultats plus rapidement. En dessous de quelques centaines d'unités par jour, cette combinaison l'emporte généralement, et le calcul est détaillé dans cette comparaison de Pour les tests de production, renseignez-vous sur la clause normative appliquée dans la procédure testée, en commençant par le courant maximal pendant le cycle de test ; découvrez combien de temps prend le changement, et comment le certificat d’étalonnage a été obtenu. Un banc doit être traité comme un appareil de mesure ; si l’appareil n’a pas été étalonné, les résultats pourraient être trompeurs. La différence entre une station manuelle et une ligne automatisée réside principalement dans la manipulation, et si cela est rentable est une question de volume, analysée dans cette comparaison de. L'automatisation trouve sa place lorsque le temps de manipulation, et non le temps de mesure, devient la contrainte.

Gage R&R : la mesure que tout le monde saute

Il est nécessaire de qualifier le système de mesure lui-même avant de pouvoir commencer à lui faire confiance pour prendre la décision de passer ou d'échouer le système. La répétabilité et la reproductibilité du gabarit est le principe qui fonctionne ici, et c'est, malheureusement, l'étape suivante dans la plupart des processus d'achèvement qui est évitée car le plaisir est déjà arrivé.

Le principe est assez simple. Tout d'abord, un nombre particulier de pièces doit être sélectionné pour représenter la gamme de mesures dans le système. Ensuite, deux ou trois opérateurs doivent effectuer plusieurs mesures sur chaque pièce en utilisant le même équipement. Cependant, les résultats doivent être analysés de manière à ce que la quantité de variance générée soit attribuée au système de mesure plutôt qu'aux pièces. Toutefois, il existe des limites acceptables des résultats du test selon le Manuel d'Analyse des Systèmes de Mesure Automobile : lorsque moins de 10 % de la tolérance totale est utilisée par le système de mesure, le test est bon, entre 10 % et 30 % il est acceptable et au-delà de 30 % il est nuisible.

L'exercice suivant fournit deux résultats importants pour les équipements de test automatique. Le premier résultat identifie le système lorsque le niveau de sa répétabilité est bien inférieur à sa spécification. Cela pourrait se produire, par exemple, lorsque la résistance du dispositif est trop élevée ou lorsque les contacts du relais sont usés. Le second résultat découvert lors du test, bien sûr, est le niveau d'incertitude de mesure pour l'équipement de test automatique. En effet, puisqu'il n'a pas passé le test, la capacité du système de mesure doit être remise en question. La routine pour maintenir un banc dans ses capacités, y compris les intervalles d'étalonnage et l'entretien des contacts, est couverte dans ces Pratiques d'exploitation du banc d'essai MCCB.

Choisir l'équipement par industrie

Ce qu'il faut rechercher dépend entièrement de la ligne du premier tableau dans laquelle vous vous trouvez.

National Instruments mérite une mention spéciale car il a révolutionné l'économie du milieu de gamme. Un système PXI ou CompactRIO composé d'instruments modulaires permet aux usines de créer des dispositifs de test personnalisés à partir des articles du catalogue disponibles, ce qui est idéal pour les situations de faible volume de production et de grande variété de production. Pourtant, une telle solution ne fonctionnerait pas pour une ligne de production fabriquant 5 000 disjoncteurs par jour. Dans ce cas, un banc d'essai dédié avec un dispositif dédié surpassera toujours un système flexible en termes de temps de cycle. Pour cette ligne du tableau, la décision d'achat est un calcul de retour sur investissement et non une question de capacité, et l'arithmétique pour une ligne de disjoncteurs est analysée dans cette étude de , et la conclusion pour les composants critiques pour la sécurité est cohérente : le défaut que vous n'avez pas testé est celui qui atteint le client..

FAQ

Que signifie ATE ?

Le terme Automated Test Equipment est également utilisé dans la même définition. Il désigne tout système qui fournit un signal de test, mesure le signal de retour et réagit en fonction du signal de test d'entrée et de sa propre évaluation. D'autres secteurs utilisent le même acronyme bien qu'il existe des différences considérables dans le matériel utilisé.

Quels sont des exemples d'équipements de test automatisés ?

Un prober est équipé d'un testeur, une station de fin de ligne ECU automobile dans le LRU, et un testeur LRU avionique, ainsi qu'un banc de disjoncteurs avec injection de courant et temporisation de déclenchement. Le banc de disjoncteurs est un banc plutôt qu'une armoire, mais il correspond toujours à la définition.

Quelle est la taille du marché de l'ATE ?

L'estimation pour les dispositifs de test de semi-conducteurs s'élève à environ $15,3 milliards en 2026 et atteindra plus de $20,8 milliards en 2028. Le marché plus large des tests automobiles, aérospatiaux et électriques est certainement plus important, mais plus dispersé.

Qui sont les principales entreprises d'ATE ?

Le secteur des semi-conducteurs est dominé par Advantest et Teradyne, qui contrôlent environ 86 % de ce marché à eux deux. Par exemple, National Instruments est connu pour ses systèmes modulaires et PXI, dSPACE pour le hardware-in-loop pour les applications automobiles, et Cohu pour les testeurs.

Que fait un ingénieur en équipements de test automatisés ?

Les ingénieurs en conception mécanique conçoivent le dispositif et la manutention, les ingénieurs électriciens conçoivent le chemin de commutation et de mesure, et les ingénieurs logiciels écrivent la séquence et les enregistrements. Dans les petites entreprises, une seule personne fait les trois, ce qui explique pourquoi le dispositif reçoit souvent le moins d'attention et cause le plus d'arrêts.

Pourquoi le Gage R&R est-il important sur un banc d'essai ?

Puisqu'un gabarit est un équipement de mesure, un gabarit non calibré présente une grande variabilité de mesure avec une erreur inconnue. Le Gage R&R distingue la variabilité du gabarit de celle de la pièce et produit une valeur pour le client.

Une usine en Inde ou en Asie du Sud-Est peut-elle acheter le même équipement ?

Certainement, il est vrai que la partie électrique est déjà fournie dans le monde entier. Ce qui la distingue, c'est la disponibilité des services, d'où la nécessité que la spécification contienne une liste de pièces de rechange, un plan de calibration, un temps de réponse et pas seulement un prix.

Références

• Teradyne — Test de semi-conducteurs et systèmes
• Advantest — Systèmes de test de semi-conducteurs
• National Instruments — Test et mesure modulaires
• dSPACE — Hardware-in-the-Loop et test ECU
• UL Solutions — Test de sécurité produit et certification

Conclusion

ATE signifie une définition ainsi que six domaines d’application. La définition de l’ATE indique qu’il s’agit du système qui étudie et prend des décisions. Les domaines d’application diffèrent tellement que l’on peut dire que l’utilisation de ce mot en soi est pratiquement inutile. Cela signifie que lors de l’approche du fournisseur, la toute première question doit être la suivante : quelle norme est utilisée dans le processus et non si l’ATE fonctionne réellement correctement en premier lieu.

Lors du test d’une usine produisant des équipements de sécurité, la base de comparaison correspondante n’est pas un dispositif de test de semi-conducteurs, mais l’équipement manuel actuellement utilisé.