在計算機的一生中，CPU壞的概率極小。正常使用的情況下，就算其他主要的電腦配件都壞了，CPU都不會壞。

CPU出現(xiàn)損壞的情況，多數(shù)都是外界原因。最主要的就是長期在超頻下工作，且散熱性差，引起電子熱遷移導致的損壞。現(xiàn)在的個人電腦的更新?lián)Q代基本不是由于CPU損壞才換的，主要是因為軟件不斷的升級、越來越大，造作系統(tǒng)的垃圾越來越多導致卡頓，讓你無法忍受，才換電腦的。 CPU在出廠之前，是經(jīng)過非常嚴格的測試的，甚至在設計之初，就要考慮測試的問題。可以從pre-silicon、post-silicon和硅的物理性質(zhì)等方面來解釋這個問題。

1、CPU被做成產(chǎn)品之前被檢出缺陷

這一個階段也就是芯片tape out之后，應用到系統(tǒng)或者產(chǎn)品之前。 事實上，在現(xiàn)在的芯片設計中，在設計之初就已經(jīng)為芯片的制造，測試，以及良率做考慮了。保證這一步能檢測出芯片的缺陷，主要是DFT+ATE來保證。當然也有一些公司會做DFD和DFM。 DFT = Design For Test DFD = Design For Debug DFM = Design for Manufacture

DFT指的是在芯片的設計階段即插入各種用于提高芯片可測試性（包括可控制性和可觀測性）的硬件電路，通過這部分邏輯，生成測試向量，使測試大規(guī)模芯片變得容易的同時，盡量減少時間以節(jié)約成本。

DFT--可測性設計，按流程劃分，依然屬于設計階段（pre-silicon），只不過是為測試服務的。而ATE（Auto Test Equipment ）則是在流片之后，也就是post-silicon階段。ATE測試就是為了檢查制造缺陷過程中的缺陷。芯片測試分兩個階段，一個是CP（Chip Probing）測試，也就是晶圓（Wafer）測試。另外一個是FT（Final Test）測試，也就是把芯片封裝好再進行的測試。 CP測試的目的就是在封裝前就把壞的芯片篩選出來，以節(jié)省封裝的成本。同時可以更直接的知道Wafer 的良率。CP測試可檢查fab廠制造的工藝水平。現(xiàn)在對于一般的wafer成熟工藝，很多公司多把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。一片晶圓越靠近邊緣，die（一個小方格，也就是一個未封裝的芯片）出問題的概率越大。測出壞的芯片根據(jù)不同壞的情況不同，也會分bin，最終用作不同的用途。

所以在芯片被做成成品之前，每一片芯片都是經(jīng)過量產(chǎn)測試才發(fā)貨給客戶的。

2、做成成品出廠以后，在使用過程中壞掉了

就單個晶體管來看，在正常使用過程中，真的那么容易壞掉嗎？其實不然。硅由于物理性質(zhì)穩(wěn)定，禁帶寬度高（1.12ev）,而且用作芯片的硅是單晶硅，也很難發(fā)生化學反應，在非外力因素下，晶體管出問題的概率幾乎為零。即使如此，芯片在出場前，還要經(jīng)過一項測試，叫“老化測試”，是在高/低溫的爐里經(jīng)過 135/25/-45攝氏度不同溫度以及時間的測試，以保證其穩(wěn)定性和可靠性。 根據(jù)芯片的使用壽命根據(jù)浴盆曲線（Bathtub Curve），分為三個階段，第一階段是初期失效：一個高的失效率。由制造，設計等原因造成。第二階段是本征失效：非常低的失效率，由器件的本征失效機制產(chǎn)生。第三個階段：擊穿失效，一個高的失效率。而在計算機正常使用的時候，是處在第二階段，失效的概率非常小。

但是，耐不住有上百億個晶體管啊...... 所以，還是有壞的概率的。就算是某個晶體管壞了，芯片設計中會引入容錯性設計，容錯性設計又可以從軟件和硬件兩個方面來實施。 比如多核CPU可以通過軟件屏蔽掉某個壞的核心，ATE測試后根據(jù)不同缺陷分bin的芯片，也會用在不同的產(chǎn)品上，畢竟流片是十分昂貴的。比如Intel的i3，i5，i7等。當然，也不是所有的i3都是i5、i7檢測出來的壞片。 再比如存儲器中一般存在冗余的信號線和單元，通過檢查發(fā)現(xiàn)有問題的單元，從而用冗余的模塊替換有缺陷的模塊，保證存儲的正常使用。 比如下面橙色的為冗余的memory，紅色的是壞的memory，我們便可以通過算法把紅色memory的地址映射到橙色備用的一個memory上。



芯片測試是極其重要的一環(huán)，有缺陷的芯片能發(fā)現(xiàn)的越早越好。如果把壞的芯片發(fā)給客戶，不僅損失巨大，對公司的聲譽也會造成負面的影響。在芯片領域有個十倍定律，從設計-->制造-->封裝測試-->系統(tǒng)級應用，每晚發(fā)現(xiàn)一個環(huán)節(jié)，芯片公司付出的成本將增加十倍！！！高質(zhì)量的測試是由DFT，ATE，diagnosis，EDA等多方面協(xié)作完成的，尤其在超大規(guī)模集成電路時代，測試變得越來越難，越來越重要，其開銷在整個芯片流程中也占有很大的比重。芯片作為工業(yè)皇冠上的明珠，所有電子系統(tǒng)的大腦，是萬萬不能出問題的！

審核編輯 ：李倩