測試是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán)，作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體自動測試設(shè)備（ATE）供應(yīng)商，泰瑞達(dá)（Teradyne）堪稱當(dāng)之無愧的半導(dǎo)體測試專家,。

隨著汽車的智能化和電氣化發(fā)展,，車規(guī)芯片需求迅速增長,。隨之而來的是不斷涌現(xiàn)的測試挑戰(zhàn),。半導(dǎo)體測試領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)有哪些？如何實現(xiàn)車規(guī)領(lǐng)域芯片0 DPPM（defect part per million）的希冀,？ 日前,，泰瑞達(dá)亞太區(qū)銷售副總裁Richard Hsieh及泰瑞達(dá)中國區(qū)總經(jīng)理Felix Huang就半導(dǎo)體測試領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)及零缺陷車用芯片的測試方案了深入介紹。

芯片測試產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)：功能,、成本,、復(fù)雜度

Richard介紹到，隨著芯片工藝制程從上世紀(jì)90年代的微米量級向目前2 nm,、3 nm以及未來1 nm的不斷演進,，半導(dǎo)體測試產(chǎn)業(yè)也不斷面臨新的挑戰(zhàn),。

泰瑞達(dá)亞太區(qū)銷售副總裁Richard Hsieh

首先在功能部分,，測試速度必須越來越快，芯片設(shè)計也越來越復(fù)雜,，制造到測試都是一個很大的挑戰(zhàn),。

芯片測試設(shè)備的投資很重要的一環(huán)是資產(chǎn)的有效運用,，測試產(chǎn)業(yè)是一個重資本投資的產(chǎn)業(yè)，怎樣在重資本投資方面有一個很好的回報,，即測試設(shè)備能夠測得更多,、利用率更高、能夠測更多不同的技術(shù),，而且能夠維持很長的產(chǎn)品生命周期,，都是對設(shè)備廠商提出的挑戰(zhàn)。

另外就是測試的復(fù)雜度越來越高,，這是因為晶體管數(shù)量越來越多,，芯片設(shè)計越來越大，要想降低測試成本,，就必須要增加同測數(shù),，測試設(shè)備接口的設(shè)計就會變得更復(fù)雜。怎樣在復(fù)雜情況下讓產(chǎn)品順利推出,，而且在激烈的競爭環(huán)境下,，怎樣能夠贏得比競爭對手更快的時間，把產(chǎn)品推出市場,，能夠獲得前期的利潤,，這是一個很大的挑戰(zhàn)。

Richard介紹到,，涉及到高階制程,，會有很多測試數(shù)據(jù)，這些測試數(shù)據(jù)如何去分析,、去應(yīng)用,，幫助提升芯片的設(shè)計和量產(chǎn)良率，這也是另外一個挑戰(zhàn),。高階制程,，包括先進封裝的方式或小芯片的設(shè)計方案，怎么結(jié)合在一起,，這也是另外一個挑戰(zhàn),。當(dāng)然，有很多新的半導(dǎo)體材料和技術(shù),，包括SiC, GaN和SiPh,；這些新材料以及上面提到的工藝制程依然處于研發(fā)階段，創(chuàng)造出更多機會的同時也對測試設(shè)備提出更高要求,。

車規(guī)芯片零缺陷如何實現(xiàn)

近幾年新能源汽車的蓬勃發(fā)展也使車市場成為半導(dǎo)體廠商的角力場,。車規(guī)芯片對可靠性的高要求也使測試環(huán)節(jié)變得愈發(fā)重要。

Felix Huang介紹到，半導(dǎo)體在汽車中的數(shù)量和金額不斷增加,，主要源于兩個因素的驅(qū)動：一個是EV即電車,，第二個是自動駕駛的發(fā)展。針對車載不同領(lǐng)域的應(yīng)用場景,，對芯片也有不同要求,。車規(guī)時代基本上追求的就是零質(zhì)量缺陷（0 DPPM）的目標(biāo)。要實現(xiàn)0 DPPM,，對于測試環(huán)節(jié)來說,，主要有三個主要因素：策略（Strategy）、流程（Process）,、工具（Tool）,，而貫穿其中的則是數(shù)據(jù)。在策略性方面,，在剛開始設(shè)計這顆芯片的時候,，就要想到要達(dá)到0 DPPM的效果，在設(shè)計階段到最終量產(chǎn)階段每個環(huán)節(jié)是什么樣的,，怎樣去保證,。第二是流程，在實現(xiàn)這個流程的過程中,，怎樣多步驟協(xié)作,、多人協(xié)作，怎樣做到盡可能自動化,，減少因為人為因素帶來的問題,。最后是我們是不是有比較可靠的工具能夠做實時性、可預(yù)測性,、智能性的分析,。

泰瑞達(dá)中國區(qū)總經(jīng)理Felix Huang

首先在策略階段，需要在芯片設(shè)計伊始便考慮到測試流程的設(shè)計,。測試涉及到晶圓,、封裝后、芯片安裝于PCB板后系統(tǒng)級等不同階段,，要通過一個比較靈活的測試流程（FLEX測試）來盡量優(yōu)化質(zhì)量成本,。針對此階段，泰瑞達(dá)有一個專門的軟件工具——PortBridge,，實際上就是西門子EDA Tessent工具的界面接口,。PortBridge起到了一個溝通橋梁的作用，芯片設(shè)計人員,、DFT人員就可以通過西門子EDA的理念,，用EDA工具直接連接泰瑞達(dá)的測試機,。

進入到測試流程階段，則涉及到ATE測試程序的開發(fā),。Felix Huang表示：“可以稍微驕傲一點地說，IG-XL軟件應(yīng)該是ATE行業(yè)中最好的一個開發(fā)軟件,，這是唯一,，沒有唯二，因為從實用性,、易用性和穩(wěn)定性來說,，IG-XL是有口皆碑的。我們整個測試程序開發(fā)都基于這個軟件,?！贝送猓贗G-XL軟件泰瑞達(dá)還有一個輔助工具,，叫做Oasis,。Oasis可以檢測開發(fā)的代碼質(zhì)量。比如在Offline階段運行Oasis工具,，可以自動看不同工程師寫出來的代碼有沒有寫錯,，有沒有冗余針對多人開發(fā)，泰瑞達(dá)內(nèi)部都有一個全流程管理工具DevOps,，叫做Development Operation,，是貫穿從開始到后面每個階段要運行哪些東西、要在哪個階段運行Oasis哪些插件,，來保證每段的質(zhì)量,，這是一個完全自動化的全流程管理工具。

要想實現(xiàn)0 DPPM,，這些還不夠,，通過測試數(shù)據(jù)分析和反饋，調(diào)整工藝參數(shù),、優(yōu)化工藝流程是最終實現(xiàn)零缺陷目標(biāo)的重要環(huán)節(jié),。泰瑞達(dá)對數(shù)據(jù)分析有一個功能強大的工具UltraEDGE，UltraEDGE是一個server服務(wù)器,，在里面會自建一些FDE Fault Detect Engine工具,，做質(zhì)量和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在上面也可以安裝第三方數(shù)據(jù)分析軟件,，比如ptimalPlus,、PDF數(shù)據(jù)管理軟件，在其中進行加密和機器學(xué)習(xí),，對抓到的原始數(shù)據(jù)進行分析,。此外,，UltraEDGE具有加密、機器學(xué)習(xí)功能,，也可以安裝一些大數(shù)據(jù)分析軟件,。如泰瑞達(dá)推出的FDE。這個軟件可以提取前面的測試結(jié)果,，然后進行不同的統(tǒng)計分析

策略,、流程、工具,，面向車規(guī)芯片零質(zhì)量缺陷的目標(biāo),，泰瑞達(dá)提供了全方位的工具和解決方案。然而,，作為半導(dǎo)體測試ATE的領(lǐng)導(dǎo)廠商,，泰瑞達(dá)為客戶提供的價值不僅限于產(chǎn)品，Richard介紹,，泰瑞達(dá)不只從產(chǎn)品領(lǐng)先的角度,，還有是如何支持我們的客戶，跟客戶之間緊密合作,，了解客戶的需求,，把產(chǎn)品和服務(wù)、解決方案帶給客戶,。