4 月 14 日消息，科技媒體 IEEE Spectrum 于 4 月 12 日發布博文，報道稱阿德萊德大學研究團隊在半導體測試領域取得突破，發現利用太赫茲輻射可探測芯片內部晶體管活動。

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）、對微小結構敏感等特性。

在芯片測試中，太赫茲波可穿透封裝材料探測內部晶體管活動，但波長（約 300 微米）遠大于晶體管尺寸（納米級），導致信號檢測難度極高。

報道指出該技術可以在不破壞性拆解的情況下，讓技術人員首次能在處理器運行時，“透視”其內部工作狀態。

測試過程依賴實驗室設備矢量網絡分析儀（VNA），VNA 生成已知頻率和相位的微波信號，經頻率擴展器轉換為太赫茲波，再通過聚焦透鏡照射到微芯片表面。

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

研究團隊成員 Withawat Withayachumnankul 表示，團隊不得不“破解”改造接收器，才能在太赫茲頻段工作。

原設備僅設計用于微波頻率比對，而太赫茲信號的物理尺寸實際上比被探測的晶體管更大，導致反射信號的變化極難捕捉。

團隊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頻率間微小差異的設備，同時還能有效抑制振蕩器噪聲干擾。

這項技術的核心價值在于非侵入式診斷。傳統測試工具無法在芯片工作時觀察內部狀態，而太赫茲探測填補了這一空白，為處理器故障診斷和芯片測試開辟了新路徑。技術人員可以在不損壞芯片的情況下，實時觀察內部晶體管的開關行為。

研究團隊同時指出，該技術目前依然不夠成熟，遇到的最大挑戰就是多層堆疊芯片。對于采用 3D 堆疊小芯片設計的復雜處理器，太赫茲輻射難以穿透不透明的上層結構，無法準確判斷信號來自哪一層。

圖源：ASML