阿德萊德大學的研究團隊在半導體測試領域實現了一項關鍵技術突破，通過太赫茲輻射首次實現了對運行中芯片內部晶體管活動的非侵入式探測。這項技術無需拆解芯片封裝，即可在處理器工作狀態下實時觀察其內部結構，為芯片故障診斷和性能優化提供了全新手段。
太赫茲波是介于微波與紅外線之間的電磁波，頻率范圍為0.1-10 THz，波長在30至3000微米之間。這種特殊頻段的電磁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，理論上可穿透芯片封裝材料直接探測內部電路。然而，由于太赫茲波長（約300微米）遠大于晶體管尺寸（納米級），傳統檢測方法難以捕捉反射信號的細微變化，導致實際應用長期受限。
研究團隊通過改造實驗室設備矢量網絡分析儀（VNA）突破了這一瓶頸。該設備首先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后，通過聚焦透鏡照射到通電工作的芯片表面。當內部晶體管進行開關切換時，會反射攜帶狀態信息的太赫茲信號，接收器將這些信號下變頻回微波頻段，通過分析幅度和相位的微小差異還原晶體管工作狀態。
團隊成員Withawat Withayachumnankul透露，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比被探測對象更大，導致反射信號變化極難捕捉。為解決這一問題，研究團隊開發了零差正交接收器，這是目前唯一能檢測兩個頻率間微小差異的設備，同時可有效抑制振蕩器噪聲干擾。"我們不得不重新設計接收器的核心組件，使其能在太赫茲頻段工作。"他解釋道。
這項技術的核心優勢在于實現了真正的非侵入式診斷。傳統測試工具要么需要停止芯片運行，要么必須破壞封裝結構，而太赫茲探測技術允許技術人員在不損壞芯片的情況下，直接觀察運行中晶體管的開關行為。這對于分析處理器瞬態故障、優化芯片設計參數具有重要價值，特別是在高性能計算和人工智能芯片領域，可顯著縮短產品開發周期。
