自動試験装置とは何ですか？

定義はまた、$15億の半導体産業と、毎回600回のテストを行うブレーカ工場のテストサイトを示唆しています。これらの両方の対象は自動テスターとして機能しますが、互いに区別できないため、用語を理解するには購入者の種類に関する知識が重要です。.

さらに、ATEのトピックが本文で取り上げられており、機器が適用される分野、その機能と主な特徴、そして正しい判断を下し必要な機器のみを購入するための支援が含まれています。.

要約すると、一般にATEとして知られる試験機械があり、それは製品に入力を提供し、応答を測定し、オペレーターの関与なしに受け入れ可能かどうかを判断する装置として定義されます。この市場の主要分野は半導体ATEであり、AdvantestとTeradyneの2社が市場全体の約86%を占めています。もう一つのタイプは電気に基づくものです。.

自動試験装置とは何か

簡単に言うと、4つの機能があります：電圧、電流、RF信号、温度、または動きを刺激として生成します。刺激をDUTに適用します。既知の精度の装置を使って応答を測定します。そして結果を制限値と比較し、判定を記録します。.

重要なのは「自動化された」という言葉です。マルチメーターと経験豊富な技術者は4つの機能すべてを実行できますが、速度は遅いです。ATEは、4番目の場合に人間の関与があるのに対し、3番目の場合は数百回の繰り返し後に信頼性が失われるため存在します。.

次に、ATEが何でないかを通じてカテゴリを定義できます。ATEは決定を下すため、データロガーではありません。ATEはシーケンスを実行するため、ベンチインストゥルメントではありません。ATEシステムは例外なくテスト手順を含みますが、テスト手順自体ではありません。.

ATEを購入する業界とそれぞれのテスト内容

��のセクターが市場のほぼ全てを占めており、それらの間の違いは類似点よりも大きいです。.

ほとんどの人は、半導体セグメントを前述の頭字語と関連付けています。その理由は、現代のシステムオンチップが数千のピンを持ち、テスターがそれらのほとんどを同時に超高速で測定および駆動する必要があるためであり、ピコ秒単位の差が成功と失敗の違いを意味することもあります。これは大量生産で測定する上で最も難しい問題であり、すでにこれを克服した企業は世界で最も価値のあるメーカーの一つです。.

自動車セグメントは最もダイナミックな分野です。電気自動車にはバッテリーパックが搭載されており、数十のモジュールがあり、それぞれが独自の監視回路によって制御されています。タスクはコンポーネントの検査から、基本的にバスを使用してシステムを検証することに変わりました。航空宇宙セグメントについては、最も安定していますが最も要求が厳しい分野であり、このセグメントで利用可能なラインリプレースャブルユニットは30年間サービスを維持する可能性があるため、テスト装置も30年間メンテナンス可能である必要があります。.

半導体ATE：カテゴリーを説明するデュオポリー

公表されているほとんどの推定によると、AdvantestとTeradyneは半導体ATEの世界市場の約86%を占めており、Advantestが時折2社の中で大きいと見なされています。Advantestは2025年に約$7兆円の過去最高収益を報告し、Teradyneは約$3.2兆円でした。ハイエンドのSoCおよびメモリーテストでは、集中度はさらに高く、90%を超えています。.

この構造は特定のパターンから生まれました。1960年代のTeradyneのJ259は一般的にATE時代の始まりとされています。Advantestは日本の半導体生産の成長に伴いメモリーテスト市場を獲得し、その後2000年代に買収を通じて統合しました。その結果、新規参入者は顧客がすでにテストプログラムを構築しているプラットフォームで既存企業を打ち負かさなければならず、これは実際にはより高速な機器を作るよりも難しい問題となっています。.

市場はAIシリコンによって大幅に成長しています。世界の半導体テスト装置市場は2026年に約$15.3兆円に達し、2028年には約$20.8兆円に近づくと予測されています。このメカニズムは単純で少し直感に反します：より複雑なチップはテストにより多くの時間を要します。主要なAIアクセラレータのテスト時間は、ある世代で約350秒から次の世代では700秒から1,000秒に増加しており、同じ数のチップに対して2倍から3倍のテスター容量が必要となっています。テストはコストラインではなくスループットの制約として見なされるようになりました。.

半導体以外の人にとって、この話は参考になりますが、残念ながら役に立ちません。これは自動テスト装置の市場シェア追求がなぜ半導体分析に戻るのか、そしてブレーカーテストベンチの購入者が提供された文脈内で何も共感できない理由を示しています。.

電気業界がテストするもの、そしてそれがなぜ異なるのか

表の電気セクションに掲載されているすべての項目は、電流遮断の機能を果たしており、そのためエンジニアリングプロセスが異なります。.

ミニチュアサーキットブレーカーは、トリップ時およびトリップしない時の電流値に対する熱トリップパラメータの評価、磁気値（定格電流の数倍）、接点抵抗、絶縁抵抗など、複数の試験を受けます。それに加えて、RCDおよびRCBOは差動保護試験を追加します。コンタクターはコイルのピックアップおよびドロップアウト試験、さらにすべての極に対する摩耗試験を実施します。組み立てが加わることで、絶縁耐力試験は最後に実施されます。.

電気試験を行うために複雑なプロセスは必要ありません。必要なのは最高値の電流、完璧なタイミング、そして機械的なプロセスです。測定は簡単ですが、結果を得ることは非常に難しいです。.

経済性は大きく異なります。半導体試験は数百万のダイで行われますが、電気試験は製造されたすべての試験装置で実施され、その量は数十万に達することもあります。これが業界に多くの小規模企業が存在する理由です。エアサーキットブレーカールーチンを中心に構築されたベンチは、そのセグメントで最大のフォーマットであり、その範囲は以下の概要に示されています。 ACB試験ベンチが測定および記録するもの.

すべてのATEシステムに共通する構造

試験システムのブロック図は、適用分野に関係なく5つの主要なコンポーネントで構成されています。.

• 刺激の生成。. 適用効果の源が特定される段階です。半導体試験ではマイクロチップ電子基板、電気試験では電流注入能力を持つ装置、自動車試験ではバスシミュレータが該当します。.
• スイッチ。. ジェネレーターが刺激を適切な接点にルーティングする部分で、オペレーターがケーブルを動かす必要はありません。この部分はリレー接点とその使用に関わるため、最も信頼性の問題が発生しやすい箇所です。.
• 測定。. 装置は、校正証明書に準拠し、事前にテストされた測定機器と、センサーから記録プロセスまで精度を維持するデータ伝送プロセスを含みます。.
• ハンドリング。. 試験対象物がどのように供給され、それらの固定プロセスがどのように行われるかを指します。半導体試験ではハンドラーやプローバーによって、電気試験では治具やクランプによって行われます。.
• ソフトウェアと記録。. 全プロセスはシステムの詳細を追跡するソフトウェアによって管理されます。なお、第5のコンポーネントはユーザーに十分に評価されていないことが多く、遅れてその重要性に気づかれることが多いです。.

購入者にとって、第五の部分は通常あまり重要視されず、後になって誤りに気づくことが多いです。テストに依存するシステムで記録がなければ、2年後には防御が困難な紙の記録が残るだけであり、エンジニアだけが知る制限付きのシーケンスは監査に適しません。耐久試験はこの点を明確に示しています：老朽化したベンチは数週間無人で稼働するため、記録は電源遮断に耐え、試験を失わずに保持されなければならず、その設計上の考慮は単発のテストとは異なります。この点については ATSの老朽化ベンチのサイクルとログ記録 に示されています。.

ATEが手動テストで解決できないこと

��の問題が存在し、そのうち速度だけが我々に関係する側面です。.

• 再現性。. 人間のテスターはトルクを加え結果を読み取りますが、同じユニットを異なる技術者がテストすると結果が異なることがあります。システムを使用することで入力が完全に再現可能となり、今年のベンチ結果と昨年の結果を比較することが可能になります。.
• 出力量は品質に対して一定です。. 手動テストは生産プロセスの中で劣化し、この劣化は気づかれずに進行します；最後の50個の製品は最初の50個に比べてはるかに速く検査されます。自動テストシステムはこの問題を抱えず、未知の量の製品を生産します。.
• 証明。. システムはテストを受ける各ユニットの記録を作成します。これにより顧客に監査結果を報告し、保証請求の承認を確実にし、各種規制の遵守を証明することが可能になります。.

ただし、この意見は注目に値します。適切に設計されたベンチシステムと良好な治具、適切に訓練されたオペレーターがいれば、自動テストと同等の結果をより迅速に出すことが可能です。1日数百ユニット以下の場合、その組み合わせが通常勝利し、この比較で計算が示されています 手動および自動テストの経済性. 。測定時間ではなく処理時間が制約となる場合に自動化がその地位を獲得します。.

Gage R&R：誰もが省略する測定

システムの合否判定を信頼する前に、測定システム自体の適格性を確認する必要があります。ここで機能する原理はゲージの再現性と再現可能性であり、残念ながら多くの完成プロセスで次のステップとして避けられがちです。.

原理は非常に簡単です。まず、システム内の測定範囲を代表する特定の数の部品を選択する必要があります。次に、2人または3人のオペレーターが同じ装置を使用して各部品を複数回測定します。ただし、結果は生成された分散の量が部品ではなく測定システムに帰属するように分析されなければなりません。しかし、自動車測定システム分析ハンドブックによると、測定システムが総許容差の10％未満を使用している場合はテストが良好、10％から30％の間は許容範囲内、30％を超えると有害とされる許容限界があります。.

次の演習は、自動試験装置にとって2つの重要な結果を提供します。最初の結果は、その再現性のレベルが仕様よりもはるかに低い場合にシステムを特定します。例えば、治具の抵抗が高すぎる場合やリレー接点が摩耗している場合に発生する可能性があります。テスト中に発見される2つ目の結果は、もちろん自動試験装置の測定不確かさのレベルです。実際、テストを経ていないため、測定システムの能力は疑問視されるべきです。ベンチをその能力内に保つためのルーチンには、校正間隔や接点のメンテナンスが含まれており、これらでカバーされています。 MCCBテストベンチの運用実践.

業界別の機器選択

注目すべき点は、完全に最初の表のどの行にいるかによって異なります。.

National Instrumentsは特筆に値します。なぜなら、中間領域の経済性を革命的に変えたからです。モジュール式計測器で構成されたPXIまたはCompactRIOシステムは、工場が利用可能なカタログアイテムからカスタムテスト装置を作成できるようにし、低生産量かつ多品種生産の状況に理想的です。しかし、このようなソリューションは、1日に5,000台のブレーカーを製造する生産ラインには適しません。この場合、専用の治具を備えた専用テストベンチが、サイクルタイムの面で柔軟なシステムより常に優れています。その表の行における購入決定は能力の問題ではなく回収計算であり、ブレーカーラインの算術はこの分析で検討されています。 安全性が重要な部品に関する結論は一貫しています：テストしなかった欠陥が顧客に届くということです。.

よくある質問

ATEとは何の略ですか？

自動試験装置は同じ定義でも使用されます。この用語は、試験信号を提供し、戻り信号を測定し、入力試験信号と自身の評価に基づいて応答するシステムを指します。他の分野でも同じ頭字語が使われていますが、使用されるハードウェアにはかなりの違いがあります。.

自動テスト機器の例は何ですか？

プローバーにはテスターが接続されており、自動車のECUエンドオブラインステーション（LRU内）、航空電子機器のLRUテスター、電流注入とトリップタイミングを備えたブレーカーベンチがあります。ブレーカーベンチはラックではなくベンチですが、それでも定義を満たしています。.

ATE市場の規模はどのくらいですか？

半導体試験装置の推定は2026年に約$15.3億ドルで、2028年には$20.8億ドルを超える見込みです。自動車、航空宇宙、電気試験のより大きな市場は確かに存在しますが、より分散しています。.

主なATE企業は誰ですか？

半導体事業はAdvantestとTeradyneが主導しており、両社でこの市場の約86%を占めています。例えば、National InstrumentsはモジュラーおよびPXIシステムで知られ、dSPACEは自動車用途のハードウェアインループ、Cohuはテスターで知られています。.

自動試験装置エンジニアは何をしますか？

機械設計エンジニアは治具とハンドリングを設計し、電気エンジニアはスイッチングと測定経路を設計し、ソフトウェアエンジニアはシーケンスと記録を書きます。小規模な会社では一人がこれら三つすべてを担当するため、治具が最も注意を払われず、最もダウンタイムを引き起こすことが多いです。.

なぜテストベンチでGage R&Rが重要なのですか？

ゲージは測定機器であるため、校正されていないゲージは未知の誤差を伴う高い測定変動性を持ちます。Gage R&Rはゲージの変動性を部品の変動性から区別し、顧客に値を提供します。.

参考文献

• Teradyne — 半導体およびシステムテスト
• Advantest — 半導体試験システム
• National Instruments — モジュラー試験および測定
• dSPACE — ハードウェアインザループおよびECUテスト
• UL Solutions — 製品安全試験および認証

結論

ATEは1つの定義と6つの適用分野を意味します。ATEの定義は、それが研究と意思決定の両方を行うシステムであると言います。適用分野は異なるため、この言葉自体を使うことはほとんど不要と言えます。つまり、提供者に接近する際の最初の質問は、「プロセスで使用される標準は何か」であり、「ATEが実際に正常に動作しているかどうか」ではありません。.

安全機器を製造する工場をテストする場合、対応する比較基準は半導体試験装置ではなく、現在使用されている手動機器です。.