做一款芯片最基本的環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì)->流片->封裝->測(cè)試，芯片成本構(gòu)成一般為人力成本20%，流片40%，封裝35%，測(cè)試5%【對(duì)于先進(jìn)工藝，流片成本可能超過(guò)60%】。

測(cè)試其實(shí)是芯片各個(gè)環(huán)節(jié)中最“便宜”的一步，在這個(gè)每家公司都喊著“Cost Down”的激烈市場(chǎng)中，人力成本逐年攀升，晶圓廠和封裝廠都在乙方市場(chǎng)中“叱咤風(fēng)云”，唯獨(dú)只有測(cè)試顯得不那么難啃，Cost Down的算盤(pán)落到了測(cè)試的頭上。

但仔細(xì)算算，測(cè)試省50%，總成本也只省2.5%，流片或封裝省15%，測(cè)試就相當(dāng)于免費(fèi)了。但測(cè)試是產(chǎn)品質(zhì)量最后一關(guān)，若沒(méi)有良好的測(cè)試，產(chǎn)品PPM【百萬(wàn)失效率】過(guò)高，退回或者賠償都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是5%的成本能代表的。

芯片需要做哪些測(cè)試呢？

主要分三大類(lèi)：芯片功能測(cè)試、性能測(cè)試、可靠性測(cè)試，芯片產(chǎn)品要上市三大測(cè)試缺一不可。在半導(dǎo)體芯片測(cè)試中，CP測(cè)試（Chip Probing, 晶圓測(cè)試）和FT測(cè)試（Final Test, 成品測(cè)試）是兩個(gè)十分關(guān)鍵的階段。它們分別對(duì)應(yīng)于芯片在封裝前后的測(cè)試，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。

功能測(cè)試，是測(cè)試芯片的參數(shù)、指標(biāo)、功能，的驗(yàn)證。

性能測(cè)試，由于芯片在生產(chǎn)制造過(guò)程中，有無(wú)數(shù)可能的引入缺陷的步驟，即使是同一批晶圓和封裝成品，芯片也各有好壞，所以需要進(jìn)行篩選。

可靠性測(cè)試，芯片通過(guò)了功能與性能測(cè)試，得到了好的芯片，但是芯片會(huì)不會(huì)被冬天里最討厭的靜電弄壞，在雷雨天、三伏天、風(fēng)雪天能否正常工作，以及芯片能用一個(gè)月、一年還是十年等等，這些都要通過(guò)可靠性測(cè)試進(jìn)行評(píng)估。

那要實(shí)現(xiàn)這些測(cè)試，我們有哪些手段呢？

測(cè)試方法：板級(jí)測(cè)試、晶圓CP測(cè)試、封裝后成品FT測(cè)試、系統(tǒng)級(jí)SLT測(cè)試、可靠性測(cè)試，多策并舉。

板級(jí)測(cè)試，主要應(yīng)用于功能測(cè)試，使用PCB板+芯片搭建一個(gè)“模擬”的芯片工作環(huán)境，把芯片的接口都引出，檢測(cè)芯片的功能，或者在各種嚴(yán)苛環(huán)境下看芯片能否正常工作。需要應(yīng)用的設(shè)備主要是儀器儀表，需要制作的主要是EVB評(píng)估板。

1. CP測(cè)試（Chip Probing, 晶圓測(cè)試）

1.1 定義

CP測(cè)試是在晶圓制造完成后、芯片封裝前進(jìn)行的電性測(cè)試。它通過(guò)探針卡（Probe Card）接觸芯片的焊盤(pán)（Pad），利用自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）測(cè)試芯片的基本功能和電性參數(shù)，以篩選不良芯片。

1.2 主要目的

? 篩選不良芯片，避免浪費(fèi)封裝成本。

? 驗(yàn)證芯片基本性能，確保其符合規(guī)格要求。

? 數(shù)據(jù)收集，用于晶圓良率分析、工藝優(yōu)化和失效分析。

主要測(cè)試內(nèi)容

1. 直流測(cè)試（DC Test）

? 工作電壓（Vdd, Vss）

? 漏電流（Ioff, Leakage）

? 靜態(tài)電流（IDDQ Test）

? 輸入/輸出電平（VIH, VIL, VOH, VOL）

2. 交流測(cè)試（AC Test）

? 時(shí)序測(cè)試（Timing Test）

? 傳播延遲（Propagation Delay）

? 工作頻率測(cè)試（Functional Frequency Test）

3. 功能測(cè)試（Functional Test）

? 邏輯功能測(cè)試（如存儲(chǔ)器讀寫(xiě)測(cè)試）

? 特殊模式測(cè)試（如Scan Chain, MBIST, JTAG）

封裝后成品FT測(cè)試，常應(yīng)用與功能測(cè)試、性能測(cè)試和可靠性測(cè)試中，檢查芯片功能是否正常，以及封裝過(guò)程中是否有缺陷產(chǎn)生，并且?guī)椭诳煽啃詼y(cè)試中用來(lái)檢測(cè)經(jīng)過(guò)“火雪雷電”之后的芯片是不是還能工作。需要應(yīng)用的設(shè)備主要是自動(dòng)測(cè)試設(shè)備【ATE】+機(jī)械臂【Handler】+儀器儀表，需要制作的硬件是測(cè)試板【Loadboard】+測(cè)試插座【Socket】等。

系統(tǒng)級(jí)SLT測(cè)試，常應(yīng)用于功能測(cè)試、性能測(cè)試和可靠性測(cè)試中，常常作為成品FT測(cè)試的補(bǔ)充而存在，顧名思義就是在一個(gè)系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，就是把芯片放到它正常工作的環(huán)境中運(yùn)行功能來(lái)檢測(cè)其好壞，缺點(diǎn)是只能覆蓋一部分的功能，覆蓋率較低所以一般是FT的補(bǔ)充手段。需要應(yīng)用的設(shè)備主要是機(jī)械臂【Handler】，需要制作的硬件是系統(tǒng)板【System Board】+測(cè)試插座【Socket】。

FT測(cè)試的設(shè)備

? Handler（上下料設(shè)備）：Multitest, Cohu, Seiko Epson

? ATE（自動(dòng)測(cè)試設(shè)備）：Advantest, Teradyne, National Instruments

? 燒錄設(shè)備（Programming Equipment）：用于燒錄固件的芯片

可靠性測(cè)試，主要就是針對(duì)芯片施加各種苛刻環(huán)境，比如ESD靜電，就是模擬人體或者模擬工業(yè)體去給芯片加瞬間大電壓。再比如老化HTOL【High Temperature Operating Life】，就是在高溫下加速芯片老化，然后估算芯片壽命。還有HAST【Highly Accelerated Stress Test】測(cè)試芯片封裝的耐濕能力，待測(cè)產(chǎn)品被置于嚴(yán)苛的溫度、濕度及壓力下測(cè)試，濕氣是否會(huì)沿者膠體或膠體與導(dǎo)線架之接口滲入封裝體從而損壞芯片。當(dāng)然還有很多很多手段，不一而足，未來(lái)專欄講解。

總結(jié)

芯片測(cè)試的重要性，是確保芯片質(zhì)量和可靠性的最后一道防線。一個(gè)經(jīng)過(guò)充分測(cè)試的芯片，可以提供給客戶更高的可靠性和性能，增強(qiáng)公司的聲譽(yù)和競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，芯片測(cè)試也對(duì)整個(gè)芯片設(shè)計(jì)和制造過(guò)程起到了指導(dǎo)作用，幫助發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問(wèn)題，提升整體生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。芯片測(cè)試的結(jié)果：好芯片被錯(cuò)殺（沒(méi)通過(guò)測(cè)試），叫Yield Loss（產(chǎn)量損失）或over kill；壞芯片通過(guò)測(cè)試，叫Test Escape（測(cè)試逃逸）；好的通過(guò)，壞的沒(méi)過(guò)，這是最理想的情況。Test Escape（測(cè)試逃逸）是指在測(cè)試芯片時(shí)，有些問(wèn)題或缺陷沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)，從而逃脫了測(cè)試的范圍。這就像是有些壞點(diǎn)或故障在測(cè)試過(guò)程中被漏過(guò)了，最后進(jìn)入了市場(chǎng)。這可能導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題和用戶的投訴。Yield Loss（產(chǎn)量損失）是指在制造芯片時(shí)，由于測(cè)試發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題或缺陷，導(dǎo)致了更多的芯片被判定為不合格而無(wú)法使用。這些不合格的芯片將會(huì)增加成本，并浪費(fèi)了制造能力。這兩個(gè)概念之間存在一種平衡。如果測(cè)試方法不夠嚴(yán)格，可能會(huì)有更多的測(cè)試逃逸，但產(chǎn)量損失可能較低。相反，如果測(cè)試方法過(guò)于嚴(yán)格，可能會(huì)減少測(cè)試逃逸，但產(chǎn)量損失可能會(huì)增加。因此，在芯片測(cè)試中，需要設(shè)計(jì)合理的測(cè)試方案。

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