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

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

但仔細(xì)算算，測試省50%，總成本也只省2.5%，流片或封裝省15%，測試就相當(dāng)于免費(fèi)了。但測試是產(chǎn)品質(zhì)量最后一關(guān)，若沒有良好的測試，產(chǎn)品PPM【百萬失效率】過高，退回或者賠償都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是5%的成本能代表的。

芯片需要做哪些測試呢？

主要分三大類：芯片功能測試、性能測試、可靠性測試，芯片產(chǎn)品要上市三大測試缺一不可。在半導(dǎo)體芯片測試中，CP測試（Chip Probing, 晶圓測試）和FT測試（Final Test, 成品測試）是兩個十分關(guān)鍵的階段。它們分別對應(yīng)于芯片在封裝前后的測試，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。

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

性能測試，由于芯片在生產(chǎn)制造過程中，有無數(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。

可靠性測試，芯片通過了功能與性能測試，得到了好的芯片，但是芯片會不會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，以及芯片能用一個月、一年還是十年等等，這些都要通過可靠性測試進(jìn)行評估。

那要實(shí)現(xiàn)這些測試，我們有哪些手段呢？

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

板級測試，主要應(yīng)用于功能測試，使用PCB板+芯片搭建一個“模擬”的芯片工作環(huán)境，把芯片的接口都引出，檢測芯片的功能，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評估板。

1. CP測試（Chip Probing, 晶圓測試）

1.1 定義

CP測試是在晶圓制造完成后、芯片封裝前進(jìn)行的電性測試。它通過探針卡（Probe Card）接觸芯片的焊盤（Pad），利用自動測試設(shè)備（ATE）測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。

主要測試內(nèi)容

1. 直流測試（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. 交流測試（AC Test）

? 時序測試（Timing Test）

? 傳播延遲（Propagation Delay）

? 工作頻率測試（Functional Frequency Test）

3. 功能測試（Functional Test）

? 邏輯功能測試（如存儲器讀寫測試）

? 特殊模式測試（如Scan Chain, MBIST, JTAG）

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

系統(tǒng)級SLT測試，常應(yīng)用于功能測試、性能測試和可靠性測試中，常常作為成品FT測試的補(bǔ)充而存在，顧名思義就是在一個系統(tǒng)環(huán)境下進(jìn)行測試，就是把芯片放到它正常工作的環(huán)境中運(yùn)行功能來檢測其好壞，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】+測試插座【Socket】。

FT測試的設(shè)備

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

? ATE（自動測試設(shè)備）：Advantest, Teradyne, National Instruments

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

可靠性測試，主要就是針對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】測試芯片封裝的耐濕能力，待測產(chǎn)品被置于嚴(yán)苛的溫度、濕度及壓力下測試，濕氣是否會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，未來專欄講解。

總結(jié)

芯片測試的重要性，是確保芯片質(zhì)量和可靠性的最后一道防線。一個經(jīng)過充分測試的芯片，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)和競爭力。同時，芯片測試也對整個芯片設(shè)計(jì)和制造過程起到了指導(dǎo)作用，幫助發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問題，提升整體生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。芯片測試的結(jié)果：好芯片被錯殺（沒通過測試），叫Yield Loss（產(chǎn)量損失）或over kill；壞芯片通過測試，叫Test Escape（測試逃逸）；好的通過，壞的沒過，這是最理想的情況。Test Escape（測試逃逸）是指在測試芯片時，有些問題或缺陷沒有被發(fā)現(xiàn)，從而逃脫了測試的范圍。這就像是有些壞點(diǎn)或故障在測試過程中被漏過了，最后進(jìn)入了市場。這可能導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量問題和用戶的投訴。Yield Loss（產(chǎn)量損失）是指在制造芯片時，由于測試發(fā)現(xiàn)了一些問題或缺陷，導(dǎo)致了更多的芯片被判定為不合格而無法使用。這些不合格的芯片將會增加成本，并浪費(fèi)了制造能力。這兩個概念之間存在一種平衡。如果測試方法不夠嚴(yán)格，可能會有更多的測試逃逸，但產(chǎn)量損失可能較低。相反，如果測試方法過于嚴(yán)格，可能會減少測試逃逸，但產(chǎn)量損失可能會增加。因此，在芯片測試中，需要設(shè)計(jì)合理的測試方案。

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