Lab-To-Fab测试

测试设备供应商正在做集成测试和在实验室中模拟与测试完成后在工厂,为有可能是近年来最重要的变化在半导体测试。

如果他们成功,这将大大简化设计测试,已变得越来越困难随着芯片越来越复杂,密度,加入更多的异构处理soc。但这并不是一个微不足道的集成项目的原因。其中包括:

• 多少测试是一个离散的和固定的步骤在制造过程中,但它是更灵活地在实验室使用。在工厂,测试需要很快发生足以让晶圆移动,而在实验室里它可以发生在一段时间内添加新特性。
• 实验室测试通常是结合设计仿真等步骤,完成不同的功能或方法在哪里添加或删除从一个设计。不过,虽然这是一个有效的方法在实验室里搞清楚哪里有问题,这是一个相当大的飞跃,领带是什么做的工厂。验证工程师寻找功能代码中的错误,而芯片测试工程师身体测试,以确保它的功能在电气和热范围之内。
• 测试,特别是吃的,历史上一直局限于总开发成本的2%到3%。改变这个公式将是困难的,因为它需要调整成本跨业务领域,所以还不清楚什么权衡将作出一个令人信服的商业案例的方法。

移动的各种任务进一步在工作流已经进行了一段时间,特别是在验证和虚拟样机等领域,使得软件开发之前的硬件已经准备好了。但是测试结合发生在实验室代表了一种不同的挑战,因为这两个世界成长与几乎没有一丝想单独桥。

不过,随着不断增加的复杂性和可靠性问题开始渗透到设计,特别是在汽车和工业应用,越来越多的压力让一切合作问题可以发现,当它不太昂贵的修复它们。与此同时,有增加的压力测试报道在较大的芯片用于人工智能和机器学习和提高可靠性增长的安全的应用程序。

“典型的开发周期是设计、测试和生产,”李蜀说,业务发展经理效果显著。“但是如果你可以移动流中的测试策略早起可以优化覆盖,减少成本和增加吞吐量。有一种强烈的联系与设计和测试,但是你必须正确地部署它。问题是在设计阶段,你尝试很多事情在模拟阶段,并不是所有人去生产。发生了什么在验证和测试是一个平衡。”

这是特别困难的模拟和混合信号,这是一个越来越重要的测试在汽车传感器等领域。

”典型的数字芯片你关注模式启动,”李说。“有模式功能的任务。射频和混合信号测试,你使用数字资源来控制设备,但很多射频和模拟测试实际上是做示波器和频谱分析仪等仪器。技术进步能够结合,但测试程序越来越大。发展是基于成本的质量在生产测试程序和测试时间,所以如果你需要更高的覆盖你必须花更多的时间。这就是大tradeoff-how开发一个高质量的测试程序在很短的一段时间。”

按照数据
这一转变的背后是越来越关注数据在整个流。在过去,大多数的数据在半导体制造是由晶圆厂,不愿共享这些数据,因为它被认为是一种竞争武器。

在过去的几年中,发生了显著变化的原因。首先,铸造过程是独特的,所以许多困难比较多的数据从一个铸造与另一个,,有时甚至在同一铸造。第二,有这么多的压力铸造厂区分,他们需要更快地向市场推出这些独特的特点,这就要求IP和EDA供应商的帮助下,芯片设计房屋和设备公司。

“客户开始采用一种不同的方法,减少所花费的时间和建立一个共同的架构描述部分生产,这样你可以减少相关问题,”约翰·邦戈兹说,主要解决方案经理半导体测试软件国家仪器。“挑战在于把系统中的数据在实验室和理解devations接口,测试方法和测试设备。”

这听起来非常简单,除了来自多个来源的数据爆炸。

“数据正在增加,因为部分更综合,“邦戈兹说。“随着射频集成电路,有更多的细胞,不同的无线标准,5克,你需要测试。所需的测试数据来验证部分正在增加。仍然有很多谈论平衡试验时间和吞吐量,但是也有压力,减少缺陷的数量。”

此外,并不是所有的数据都是在相同的格式,这一问题已变得非常明显在制造方面,不同的设备收集不同种类的数据。

“第一类问题是一个很大的数据都要到结构和可用的格式,因为我们是处理大量的数据从大量的来源有不同的格式,”David炸说,首席技术官Coventor。“解决格式问题听起来并不困难,但想想一个温度传感器在沉积工具与浆槽中的泥浆pH监测喂养一个CMP的工具。这是一个不同类型的数据采样以不同的方式使用一组不同的单位。只是把格式,你可以操作大数据的数据集是一个巨大的问题。”

市场调整
桥接实验室工厂测试,如果成功,还设置为战斗在以前是什么不同的细分市场。供应商认为这是一个机会来吃左移位设计到制造流程,和实验室测试供应商认为这是一个机会来改变。

“我们的目标是相同的仪器测试,”阿尼尔Bhalla)说,高级经理天体电子学。“人们想要的系统级测试,因为它增加了价值,但是你还能改变,这还能适用吗?所以你能做系统级测试过调查吗?你能移动其他测试和扫描到系统级测试,这样你就可以早点大规模并行测试?”

测试设备供应商肯定会这样发生,有一些重叠在今天完成在实验室和工厂。

“如果你测试设备在一个套接字,你看看热,tri-temp和功能测试,“Bhalla)说。“但测试不能上升的成本。如果有的话,它必须下降。你需要测试更多的复杂性和更多的东西。所以你有多个温度插入汽车。有更多的模具测试先进的包装和时钟的报道。”

这就是问题开始蔓延到整个概念。有很多运动部件在设计方面,和过程需要投入占的地方影响测试过程的所有更改。

“几个来源的错误会导致结果不相关,你需要了解为什么发生,”大卫·霍尔说国家仪器半导体市场营销主管。“这可能涉及到设备的接口。在一个无线设备,它可以是如何解释无线标准的结果。你也可以测试接近极限的乐器能够做什么,所以可能有仪器和设备之间的区别。”

图1:桥接实验室和工厂之间的差距。来源:倪

DFT策略
所有这些圈设计测试策略,开发在设计流程的开始。如果所有的碎片都没有测试,或测试不相关,那么问题出现在制造阶段,会影响产量。或者更糟,半导体可以船到市场和可靠性问题可能出现在稍后的日期。

在汽车,召回可以非常昂贵。丰田就回忆243万年普锐斯车型由于拖延问题问题,另有188000皮卡和红杉suv,安全气囊的故障可能禁用一个或多个传感器用于检测崩溃。

这些类型的问题非常麻烦在安全至上的市场,如汽车、航空航天、医疗和工业,失败可能导致受伤或死亡。

“我们看到需要注入故障实际硅,”库尔特·舒勒说,负责营销的副总裁Arteris IP。“这不是故障注入设计。你需要做模具,不是到网表或RTL。这是可以做到的芯片上,或者在运行时如果你能找到它,但是你想要的外部功能安全观察点。这是更复杂的比传统的边界扫描。证明安全芯片的芯片厂商,并将按预期工作。”

在汽车的世界,这是地址的AEC-Q100标准,这是一个“失败为集成电路系统压力测试资格。“标准提出了一系列测试,如人体静电放电模型,集成电路封闭和焊锡球剪切试验,等等。

但它适用于其他市场。一个针对测试(DFT)策略的一种补充。现在是一个关键的元素在所有复杂的设计,特别是当它涉及到包装。

说:“复杂性增长即使包装Mike Gianfagna负责营销的副总裁eSilicon。“2.5 d,你必须考虑到硅衬底,热机械应力,和更多的分析。所以包装和DFT团队更早,在整个开发过程。DFT可以影响整个进度。”

结论
lab-to-fab测试工作的机会是什么?没有人确切知道,但有努力在所有主要的球员来实现这一点。和为测试供应商,有经济动机做这工作,因为它可以极大地提高和收入来源。然而,在很多方面不是那么简单。

“这些都是非常不同的世界,”李说,效果显著。“在数字方面,它是激励DFT设计师和工程师。台边,有很多射频上运行测试。但是如何关联测试和生产的一切都是非常具有挑战性的。理想是连续性从实验室吃。现在,这是一个探索和发现的过程。”

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