差距在哪里,这是什么意思对覆盖率和可靠性。
半导体测试越来越复杂,耗时,越来越需要新方法,尚未完全证明,因为他们解决的技术非常新。
几个重要的转变正在进行中,实现完整的测试覆盖更加困难和不确定结果的信心。其中包括:
与5 g系统和柔性电路,该技术非常新,证明测试策略不存在。在汽车和其他安全至上的市场中,设备预计将持续几十年,但并不清楚如何持续实现部分是因为这些设备将在一生中需要更新。在最先进的节点和在一些先进的包装,发现缺陷变得更加困难,没有额外的分析和回归类型的测试。
没有经过测试,没有技术的进步。但在这一点上并不总是很清楚到底需要测试或测试应该怎么做。半导体工程检查这些新技术和方法,与数十名专家谈论什么改变,需要适应,如何测试,差距仍然存在。
汽车
汽车安全性至关重要的测试标准,特别ISO 26262和各种ASIL水平。“根据ASIL水平A, B, C或D,你需要实现某些指标水平,”Steve接线盒说高级营销主任测试产品设计小组Synopsys对此。”,并根据ASIL水平,这些指标必须是某个值- 90%,95%,99%。但你如何衡量这些指标准确吗?一旦这些指标衡量,如何提高他们如果有必要吗?到目前为止这是非常特别的方法。包括电子表格、一些特别的工具,最近,人们一直使用断层喷射approaches-simulation方法,他们会注入一个错误,他们会看电路是否会容忍错误。这将帮助我们推动测量各种规格。”
这些方法是费时,将它转换成更高的成本测试和减缓整个生产过程。变得更糟的问题一旦10/7nm逻辑是扔进。这种密度是必要的AI系统自主车辆,但测试芯片开发的汽车应用程序以前从来没有做过这些节点。事实上,没有advanced-node芯片是否受控环境之外使用,是否这是一个智能手机或数据中心。和智能手机将不会打开时的温度太热,这不是一个选择的芯片在系统安全性至关重要。
“建设7纳米技术就是这样,你不能轻易看到,使用传统的方法,”丹尼斯Ciplickas说描述的解决方案的副总裁PDF的解决方案。“传统的串联检查,甚至电子束,传统产品测试,涉及的可变性和失败的类型可以有,已经到达了一个临界点芯片足够庞大和复杂,足够和芯片的应用是至关重要的,人们如何获得更多的数据。如何让引擎盖下面这件事,而不是以后引火烧身吗?汽车件很有趣,因为这个市场曾经是超级保守和低技术含量的。7纳米汽车是新的。AI现在安全至上。”
创建测试,各种各样的问题。“高级节点最大的问题就是你需要应力筛选试验的可靠数据,和你之前没有一个先进的节点已经在生产一段时间,“说哥特Jørgensen,销售和营销的副总裁三角洲微电子。
即使在可靠的数据是可用的,有一个不愿分享它在汽车市场竞争激烈的原因。“一级和oem厂商竞争,”道格·法雷尔说,主要运输解决方案经理国家仪器。“所以你有一级s建立一个自治的堆栈,并投资自主权和AI oem厂商。因此,没有人分享数据。同时,他们都是投资数百万美元的公司,但这些公司可能会收购竞争对手,所以他们甚至不愿与他们投资的公司共享数据。”
这并不有利于推动知识测试这些系统。除此之外,还有没有已知的随机故障原因或解决方案。
“你不能测试的随机故障、“Jørgensen说。“你经历这筛选试验的设备和揭露他们,如果他们通过验收测试,需要128小时的一周内你说他们通过,你认为他们好设备。如果发生故障了,当然,我们做故障分析。我知道汽车制造商都注册失败,看看每个失败是一个周期或随机故障。他们快速报告系统,所以当我们找到了失败,他们会发现如果影响其余的人口。如果他们说这是一个随机的失败,他们将存储它,看看是否有更多的未来。如果它是一个失败,可以固定的,他们做点什么。如何处理有质量测量随机故障和程序。他们知道如果这个设备当失败时,生产时,它是如何产生的,人的参与。”
5 g测试
5克似乎渗透任何讨论测试这些天,部分是因为市场预计将气球,部分原因是有太多的未知数,尤其是在毫米波频段。这些空白需要填写不牺牲过程每年数十亿美元的设备的能力。
“当前频率显然不会消失,所以我们要继续测试那些以这种方式,我们所做的在过去,”尼尔说考虑,产品经理在垂直的市场解决方案组导师,西门子业务。“但然后你增加新的解决方案来处理5 g的扩展频率。现存的家庭是一个领域的测试人员可以做很多。添加虚拟化允许我们建立一个实验室或现场测试环境,相同的环境中运行。这是一个区域,将随时间而变化。”
他说这是一个导师的收购背后的司机Sarokal去年测试系统。Sarokal使5 g front-haul测试设备。
“他们为现场做测试,在实验室里,我们现在可以把向前,虚拟化可以使用他们所以pre-silicon,“考虑说。“衍生版本的事情,你可以做很多你在实验室的分析过程中更早和尝试各种各样的场景。”
这里的重点是实验,因为这从来没有做过的。
“5 g是一个复杂的系统,”伊恩•丹尼森说,高级组主任定制的集成电路和PCB组节奏。“这涉及到很多新的移动部件。我们有光学前拖小收音机,还有很多。我们有了这个集中的无线接入网络基带边计算,和整个系统的系统需要测试。它将需要某种形式的无线测试。我们可以做的仿真和FPGA原型和模拟,当然,除了它是很多真实世界的测试。这是一个期望管理问题的一部分。我们应该期望5 g系统开始改善随着时间的推移AI系统开始启动并开始开发更好的服务质量。但直接从盒子里,它也许不是完美的。所以测试,因为它是一个连续的事情,和一些网络运营商要依靠提高他们的服务质量。
这是尤其明显,5 g天线阵列,因为没有暴露会导致连接到一个测试人员。
“这是从的数学工具做天线设计,”彼得说,集团研发经理Synopsys对此的解决方案。“但是人们有原型,找出一种方法能够更现实的环境中测试它,这样他们就可以看到计算增益与天线实现。这实际上是相同的应用于数字设计ASIC的一部分,因为我们都可以很好的模拟结果与公式。我们可以有一个很好的模型描述周围的无线环境,和有很多模型可用。但是当你去5 g和毫米波的运行数据,这是一个更复杂的比我们迄今为止,模型真的代表我们要处理当我们的系统是外面?”
到目前为止还不清楚的答案。
“如果工程师用于在较低的频率工作在这些早期细胞的应用程序,然后过渡到工作5 g在更高的频率,突然所有的规则更严格,所有的法则门出去,你必须做一个更全面的设计,”Mike Leffel表示应用程序工程师罗德与施瓦茨。
柔性电路
灵活的电子产品为测试添加一个全新的挑战。印刷电路是刚刚开始在市场上获得牵引力,和测试需要迎头赶上这些设备被用在各种各样的市场条件可能是极端和传感器之前从未被使用,如在阀或机械。
来源:布鲁尔的科学。
“我们试着借尽可能多从传统刚性印制电路板社区,“将石头说,印刷电子集成和业务主管布鲁尔科学。“我们看到环境压力和其他问题。的挑战是双重的。第一,有传统的组件被安装到一个灵活的电路板。我们需要确保关节,这些导电环氧树脂或其他材料,是否能承受运动,因为他们没有设计。第二,我们要看自己连接的痕迹。通过弯曲你可以得到微观裂纹。我们通过通常的运行这些测试,如环境室,强调弯曲数以千计数以百万计的周期,以保证设备的完整性。”
在严格的芯片,有潜在的缺陷,可能不会显示多年。导电油墨和焊料添加一个全新的维度需要测试什么。
“墨很稳定,一旦你把过程写下来。环氧树脂和我们使用的焊料。这些不是为了flex——尤其是焊料。我们在严格的世界,试图让刚性灵活。这是挑战。任何关节是你最关注的领域。”
到目前为止,很少有历史展示这种技术将如何随着时间的推移,在极端条件下涉及热,冷和振动。因此,尽管布鲁尔这样的公司正在加速测试,从身体上和通过模拟,它仍然需要时间来收集足够的数据可以去错了什么以及如何解决它。但有一件事是清楚的发现缺陷,容易更换董事会比修复它。
“这是走向一种一次性的方法,因为返修这些电路是极其困难的,”他补充道。“我们已经取得了一些成功做返工,但是耗费时间和艰苦的。通常是更经济的替代一个新董事会,甚至在研发阶段”。
先进的包装、异构架构
最后,先进的包装测试添加各种新挑战,以及检查,和那些挑战迅速成长为芯片更紧密集成到密集的包或当他们使用不寻常的形状,如扇出越来越瘦的支柱。
“显然需要检查这些包为一个合理的成本,“Subodh Kulkarni的首席执行官CyberOptics。”,但也有很多新结构碰撞和柱子,柱子越来越瘦和高。这是创建一个挑战。”
一起,设计越来越多的异构和至少semi-customized特定用例或应用程序。在人工智能芯片的情况下,他们一生都有适应的基于概率。如何测试的可靠性,甚至描述字段失败是一个重大的挑战。
许多供应商在最先进的工作节点还利用先进的包装一些因为扩展提供密度,它不提供功率和性能上的显著改善。建筑改变是必要的,在人工智能应用程序时,这一点变得尤其重要,在芯片开发5 g毫米波基础设施。
“我们正在与供应商在这吃,”凯文张说,副总统的包装日月光半导体。“开发这个引人注目的成本点,它必须使用现有的硅的基础设施。这意味着wafer-level包级别测试。我们正在与供应商找出吃一个测试解决方案。我们必须解决所有的无线测试问题和EMI的测试问题,并以合理的成本。这是我们现在面临的问题。”
结论
作为一个整体,这些都是一些最有趣的挑战测试世界从未目睹过的。在过去,测试在很大程度上是一个独立步骤在一个多步骤的制造过程。现在是一个关键考虑的每一步设计到制造流程,它将需要更紧融入这些新技术和市场开发。
或者以另一种方式看,测试是其中的一个关键部分新技术和市场的发展,而且它很可能成为控制因素如果不能跟上。
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测试知识中心
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非常好的文章和团队。
有趣的文章!