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浅谈芯片测试的重要性

2022-10-12 09:54:00

Pass or Fail？

因为在芯片在制造过程中，不可避免的会出现缺陷，芯片测试就是为了发现产生缺陷的芯片。

如果缺少这一步骤，把有缺陷的坏片卖给客户，后续的损失将是测试环节原本成本的数倍，可能还会影响公司在行业的声誉。

因此测试的重要性也随之体现，保证芯片质量，缩短芯片上市时间，提高公司利润。

芯片设计公司在完成一个芯片项目的流程是这样的，从市场需求出发，到产品tape out进行制造，包含了系统设计、逻辑设计、电路设计、物理设计，到最后开始投入制造。

而在整个设计过程中，各个环节都要为测试去考虑，从测试架构、测试逻辑设计、测试模式产生、到各种噪声/延迟/失效模式综合、进而产生测试pattern，最后在制造完成后进行测试，对测试数据进行分析，从而分析失效模式，验证研发。

不是说制造上出现的缺陷，就简单的将测试定义为设计之后的事情，测试本身就是设计，这个是需要在最初就设计好了的，对于设计公司来说，测试至关重要，不亚于电路设计本身。

这也是具备一定规模体量的芯片设计公司都会设置DFT岗位的原因，design for test，也就是在芯片设计过程中就开始考虑测试的问题。

1、随着芯片复杂度的日渐提高，内部模块越来越多，制造工艺也是更加先进，对应的失效模式也就不断增多。在这种趋势下，如何能完整有效地测试整个芯片，在设计过程中需要被考虑的比重越来越多。

2、一切行为的目的都是为了保证设计制造的芯片实现设计功能，而从设计、制造、测试的环节上，都会产生一定的失效，如何保证芯片达到合格良率，如何确保测试本身的有效性，如何按时按量提供给客户符合要求的芯片，这些都要从一开始设计的时候就要考虑测试方案。

3、提高利润的本质实际上是节约成本。越早发现失效，越能减少无谓的浪费；设计和制造的冗余度越高，越能提供最终产品的良率；同时，如果能得到更多的有意义的测试数据，也能反过来提供给设计和制造端有用的信息，从而使得后者有效地分析失效模式，改善设计和制造良率。

抽样测试：这里就可以反映出芯片设计过程中就开始考虑测试，设计过程中的验证测试，芯片可靠性测试，芯片特性测试等等，这些都是抽样测试。

验证测试就是从功能方面来验证是否符合设计目标，可靠性测试是确认最终芯片的寿命以及是否对环境有一定的鲁棒性，而特性测试测试验证设计的冗余度。

生产全测：这就是把缺陷挑出来，分离坏品和好品的过程。这种测试在芯片的价值链中按照不同阶段又分成CP (Circuit Probing) 测试与 FT (Final Test) 测试，即测试整片的晶圆 Wafer（CP测试）和测试封装好之后的单颗芯片 Chip（FT测试）。

CP测试一般可以体现fab厂制造的工艺水平，现在对于一般wafer成熟工艺，很多公司都会选择性把CP给省了，以减少CP测试成本。具体做不做CP测试，就是封装成本和CP测试成本综合考量的结果。

并且随着芯片规模的越来越大，ATE（Automatic Test Equipment）应运而生。

芯片ATE测试机台设备和EDA软件一样，是一个寡头垄断的行业。两家巨头企业蚕食了全球将近 80% 的份额。一家叫：泰瑞达 (Teradyne) 是美国公司，另一家叫：爱德万 (Advantest / 株式会社アドバンテスト) 是日本与德国的混血公司。

长久以来，芯片测试都被划分为芯片封测的一部分，封测一体化的企业往往都是封装为主，测试为辅，而随着国内芯片行业的快速发展，封测企业的传统模式逐渐无法满足大多数企业定制化的需求。

这就导致目前国内芯片设计行业出现了只具备芯片设计能力，但却缺乏芯片测试功能的公司，大量专用型芯片被设计出来之后，长期停滞在测试阶段，难以实现封装生产上市。

企业需求产生岗位需求，目前行业内对芯片测试工程师的需求也是越发旺盛。一家优秀的芯片测试公司不仅要做到帮助客户根据测试反馈及时调整设计思路，还能根据不同赛道品类芯片推出定制化服务，满足不同企业的各类要求，这在目前市场上是极为少见的，因此例如海思高通这类大厂都会招聘自己的ATE测试工程师。

而对于芯片测试工程师的去向选择，设计公司、封测厂，CP测试厂都需要IC测试工程师，优先推荐去IC设计公司（海思，高通），其次是晶圆代工厂/Foundry厂（中芯国际），最后则是封测厂。