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芯片测试的4个主要问题

作者: 来源: 日期:2019/7/2 14:04:11 人气:198
大多数设计工程师考虑测试时,他们会设想工厂中的大量设备,他们可能永远不会真正看到并与之交互。 但随着芯片变得越来越复杂,测试驱动数量和类型爆炸式增长,测试正在成为设计和制造领域的一大挑战。

测试有四个主要部分,每个部分都有自己的要求和问题,其中许多是最近才出现。 

首先是实验室测试和内置自检。 实验室测试与芯片设计紧密相关,以至于大多数人都不认为它是测试。 实际上,实验室中使用的一些技术和设备是集成电路的前身。 在过去,当电视机依赖真空电子管时,电视维修人员会在实验室中安装相同类型的示波器来测量模拟信号的振幅,并找出有问题的地方。 示波器仍在混合信号实验室中使用,但它们现在由一整套设备补充,以测量功耗,信号完整性,噪声,通常连接到一个虚拟仪表盘,可以从工作站运行各种测试。

第二,设计方面的问题是实验室的数据不一定能在其他地方使用,因为它的格式不同。 

 现在非常迫切需要解决的问题是运行测试数量的暴增。对于异构系统的行为,特别是如果存在AI或机器学习的某些元素,则是一个持续的过程,因为这些设备会随着时间的推移而发展。 目前还没有关于这些系统如何变化的可见性,所以需要通过制造流程从设计部分收集尽可能多的数据,以便能够找出各种异常缺陷的原因。

问题是随着更多功能被加到这些设备中,需要更多的测试电路。 在某些情况下,这可能占据芯片三分之一的空间,并且可能会影响设备的整体性能和功耗预算。 然而,在汽车或工业应用中,安全性是一个大问题, 现在的问题是如何提高功率,性能和尺寸,甚至可能通过并发测试来提高。

第三个问题主要在ATE,更复杂、更密集的电路,以及与系统内部或外部的其他设备,包括与系统前后部分的交互,需要同时进行多个测试。 虽然这看起来像是一个工厂测试问题,但它也是一个面向测试的设计挑战。 如果一个设计团队没有预先做到这一点,生产阶段测试可能会出错,导致低产量,性能差的芯片,更糟糕的是,芯片寿命太短会带来严重影响。利用ATE测试座就是一个很好的ATE测试方案。 召回汽车的成本远远大于在车辆出厂前解决问题的成本。

第四个挑战涉及新的结构和封装,使得无法使用现有的测试方法。 在测试仪上安装引线并运行各种测试(如温度和功率)的常规方法不再有效。 以5G为例,它将成为中国等地汽车安全的关键组成部分,其中重点是数据处理和挖掘,这将需要进行云测试。 到目前为止,这仅仅是理论还没有实现。 这同样适用于某些类型的高级封装,例如,真正3D-IC内部的内容很难从外部了解到。

    曾经测试是半导体制造业中相当稳定的部分,而现在测试不再是可以忽略的东西。 它现在是异构和同质系统设计的一个不可或缺的重要组成部分,直到制造甚至更远。 如果成本开始上升,也不要感到惊讶,因为解决日益复杂的设计带来跨越多个相关过程的复杂问题并不便宜。