Pass or Fail?
這是一款芯片在商業(yè)化量產(chǎn)之前的必經(jīng)環(huán)節(jié)——TEST。
芯片為什么要做測試?
因?yàn)樵谛酒谥圃爝^程中,不可避免的會出現(xiàn)缺陷,芯片測試就是為了發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生缺陷的芯片。
如果缺少這一步驟,把有缺陷的壞片賣給客戶,后續(xù)的損失將是測試環(huán)節(jié)原本成本的數(shù)倍,可能還會影響公司在行業(yè)的聲譽(yù)。
因此測試的重要性也隨之體現(xiàn),保證芯片質(zhì)量,縮短芯片上市時間,提高公司利潤。
測試本身就是設(shè)計
芯片設(shè)計公司在完成一個芯片項(xiàng)目的流程是這樣的,從市場需求出發(fā),到產(chǎn)品tape out進(jìn)行制造,包含了系統(tǒng)設(shè)計、邏輯設(shè)計、電路設(shè)計、物理設(shè)計,到最后開始投入制造。
而在整個設(shè)計過程中,各個環(huán)節(jié)都要為測試去考慮,從測試架構(gòu)、測試邏輯設(shè)計、測試模式產(chǎn)生、到各種噪聲/延遲/失效模式綜合、進(jìn)而產(chǎn)生測試pattern,最后在制造完成后進(jìn)行測試,對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從而分析失效模式,驗(yàn)證研發(fā)。
不是說制造上出現(xiàn)的缺陷,就簡單的將測試定義為設(shè)計之后的事情,測試本身就是設(shè)計,這個是需要在最初就設(shè)計好了的,對于設(shè)計公司來說,測試至關(guān)重要,不亞于電路設(shè)計本身。
這也是具備一定規(guī)模體量的芯片設(shè)計公司都會設(shè)置DFT崗位的原因,design for test,也就是在芯片設(shè)計過程中就開始考慮測試的問題。
測試環(huán)節(jié)越來越被重視的原因
1、隨著芯片復(fù)雜度的日漸提高,內(nèi)部模塊越來越多,制造工藝也是更加先進(jìn),對應(yīng)的失效模式也就不斷增多。在這種趨勢下,如何能完整有效地測試整個芯片,在設(shè)計過程中需要被考慮的比重越來越多。
2、一切行為的目的都是為了保證設(shè)計制造的芯片實(shí)現(xiàn)設(shè)計功能,而從設(shè)計、制造、測試的環(huán)節(jié)上,都會產(chǎn)生一定的失效,如何保證芯片達(dá)到合格良率,如何確保測試本身的有效性,如何按時按量提供給客戶符合要求的芯片,這些都要從一開始設(shè)計的時候就要考慮測試方案。
3、提高利潤的本質(zhì)實(shí)際上是節(jié)約成本。越早發(fā)現(xiàn)失效,越能減少無謂的浪費(fèi);設(shè)計和制造的冗余度越高,越能提供最終產(chǎn)品的良率;同時,如果能得到更多的有意義的測試數(shù)據(jù),也能反過來提供給設(shè)計和制造端有用的信息,從而使得后者有效地分析失效模式,改善設(shè)計和制造良率。
兩種測試:抽樣測試和生產(chǎn)全測。
抽樣測試:這里就可以反映出芯片設(shè)計過程中就開始考慮測試,設(shè)計過程中的驗(yàn)證測試,芯片可靠性測試,芯片特性測試等等,這些都是抽樣測試。
驗(yàn)證測試就是從功能方面來驗(yàn)證是否符合設(shè)計目標(biāo),可靠性測試是確認(rèn)最終芯片的壽命以及是否對環(huán)境有一定的魯棒性,而特性測試測試驗(yàn)證設(shè)計的冗余度。
生產(chǎn)全測:這就是把缺陷挑出來,分離壞品和好品的過程。這種測試在芯片的價值鏈中按照不同階段又分成CP (Circuit Probing) 測試與 FT (Final Test) 測試,即測試整片的晶圓 Wafer(CP測試)和測試封裝好之后的單顆芯片 Chip(FT測試)。
CP測試一般可以體現(xiàn)fab廠制造的工藝水平,現(xiàn)在對于一般wafer成熟工藝,很多公司都會選擇性把CP給省了,以減少CP測試成本。具體做不做CP測試,就是封裝成本和CP測試成本綜合考量的結(jié)果。
并且隨著芯片規(guī)模的越來越大,ATE(Automatic Test Equipment)應(yīng)運(yùn)而生。
芯片ATE測試機(jī)臺設(shè)備和EDA軟件一樣,是一個寡頭壟斷的行業(yè)。兩家巨頭企業(yè)蠶食了全球?qū)⒔?80% 的份額。一家叫:泰瑞達(dá)?(Teradyne) 是美國公司,另一家叫:愛德萬?(Advantest / 株式會社アドバンテスト) 是日本與德國的混血公司。
測試行業(yè)現(xiàn)狀和測試工程師的選擇
長久以來,芯片測試都被劃分為芯片封測的一部分,封測一體化的企業(yè)往往都是封裝為主,測試為輔,而隨著國內(nèi)芯片行業(yè)的快速發(fā)展,封測企業(yè)的傳統(tǒng)模式逐漸無法滿足大多數(shù)企業(yè)定制化的需求。
這就導(dǎo)致目前國內(nèi)芯片設(shè)計行業(yè)出現(xiàn)了只具備芯片設(shè)計能力,但卻缺乏芯片測試功能的公司,大量專用型芯片被設(shè)計出來之后,長期停滯在測試階段,難以實(shí)現(xiàn)封裝生產(chǎn)上市。
企業(yè)需求產(chǎn)生崗位需求,目前行業(yè)內(nèi)對芯片測試工程師的需求也是越發(fā)旺盛。一家優(yōu)秀的芯片測試公司不僅要做到幫助客戶根據(jù)測試反饋及時調(diào)整設(shè)計思路,還能根據(jù)不同賽道品類芯片推出定制化服務(wù),滿足不同企業(yè)的各類要求,這在目前市場上是極為少見的,因此例如海思高通這類大廠都會招聘自己的ATE測試工程師。
而對于芯片測試工程師的去向選擇,設(shè)計公司、封測廠,CP測試廠都需要IC測試工程師,優(yōu)先推薦去IC設(shè)計公司(海思,高通),其次是晶圓代工廠/Foundry廠(中芯國際),最后則是封測廠。
編輯:黃飛
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