4 月 14 日消息，科技媒體 IEEE Spectrum 于 4 月 12 日發(fā)布博文，報(bào)道稱阿德萊德大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體測試領(lǐng)域取得突破，發(fā)現(xiàn)利用太赫茲輻射可探測芯片內(nèi)部晶體管活動(dòng)。

太赫茲輻射（Terahertz Radiation）是指頻率介于 0.1-10 THz（波長 30-3000 微米）的電磁波，位于微波與紅外線之間。太赫茲波具有穿透非極性材料、非電離輻射（安全性高）、對微小結(jié)構(gòu)敏感等特性。

在芯片測試中，太赫茲波可穿透封裝材料探測內(nèi)部晶體管活動(dòng)，但波長（約 300 微米）遠(yuǎn)大于晶體管尺寸（納米級(jí)），導(dǎo)致信號(hào)檢測難度極高。

報(bào)道指出該技術(shù)可以在不破壞性拆解的情況下，讓技術(shù)人員首次能在處理器運(yùn)行時(shí)，“透視”其內(nèi)部工作狀態(tài)。

測試過程依賴實(shí)驗(yàn)室設(shè)備矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA），VNA 生成已知頻率和相位的微波信號(hào)，經(jīng)頻率擴(kuò)展器轉(zhuǎn)換為太赫茲波，再通過聚焦透鏡照射到微芯片表面。

測試時(shí)芯片必須通電工作，內(nèi)部晶體管在開關(guān)切換后會(huì)反射太赫茲信號(hào)，接收器捕捉這些反射信號(hào)并下變頻回微波，通過檢測幅度和相位的微小差異來還原晶體管狀態(tài)。

研究團(tuán)隊(duì)成員 Withawat Withayachumnankul 表示，團(tuán)隊(duì)不得不“破解”改造接收器，才能在太赫茲頻段工作。

原設(shè)備僅設(shè)計(jì)用于微波頻率比對，而太赫茲信號(hào)的物理尺寸實(shí)際上比被探測的晶體管更大，導(dǎo)致反射信號(hào)的變化極難捕捉。

團(tuán)隊(duì)采用零差正交接收器解決了這一難題，這是目前唯一能檢測兩個(gè)頻率間微小差異的設(shè)備，同時(shí)還能有效抑制振蕩器噪聲干擾。

這項(xiàng)技術(shù)的核心價(jià)值在于非侵入式診斷。傳統(tǒng)測試工具無法在芯片工作時(shí)觀察內(nèi)部狀態(tài)，而太赫茲探測填補(bǔ)了這一空白，為處理器故障診斷和芯片測試開辟了新路徑。技術(shù)人員可以在不損壞芯片的情況下，實(shí)時(shí)觀察內(nèi)部晶體管的開關(guān)行為。

研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)指出，該技術(shù)目前依然不夠成熟，遇到的最大挑戰(zhàn)就是多層堆疊芯片。對于采用 3D 堆疊小芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜處理器，太赫茲輻射難以穿透不透明的上層結(jié)構(gòu)，無法準(zhǔn)確判斷信號(hào)來自哪一層。

圖源：ASML