我國(guó)集成電路測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展策略

黃林

摘 要：自現(xiàn)代以來(lái)，在電子整機(jī)中集成電路的使用比例越來(lái)越大。對(duì)于集成電路，其品質(zhì)也越來(lái)越被看重。作為最適合用于分析集成電路是否存在缺陷的工具，測(cè)試也愈來(lái)愈受到多方的關(guān)注。筆者通過(guò)分析目前中國(guó)在集成電路方面的產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，進(jìn)一步研究了中國(guó)集成電路的各種測(cè)試方法的各種特點(diǎn)，從而闡述了目前中國(guó)在集成電路測(cè)試技術(shù)方面的現(xiàn)狀，進(jìn)而提出了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：集成電路 測(cè)試技術(shù) 發(fā)展策略

中圖分類號(hào)：TN407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）07（b）-0037-02

近幾年，我國(guó)的電子技術(shù)蓬勃發(fā)展，尤其是微電子技術(shù)。其集成度每每經(jīng)過(guò)一年又半年的時(shí)間就能夠翻一倍。在短短的30年的時(shí)間內(nèi)，其尺寸就縮小了近1000倍，而性能方面提升了10000倍。目前，在其他發(fā)達(dá)國(guó)家中，IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展得已經(jīng)非常專業(yè)化，使得設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)、制造產(chǎn)業(yè)、封裝產(chǎn)業(yè)、測(cè)試產(chǎn)業(yè)形成了一條互相推動(dòng)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈。作為對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)、制造產(chǎn)業(yè)和封裝產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步補(bǔ)充，測(cè)試產(chǎn)業(yè)也使得集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

1 近年集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，作為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)穩(wěn)定的人口大國(guó)，我國(guó)擁有龐大的市場(chǎng)需求、低成本的生產(chǎn)能力、低廉的人力勞動(dòng)以及較為優(yōu)厚的政策支持[1]。這一現(xiàn)狀，使得我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上成為各方關(guān)注的熱點(diǎn)，從而使得集成電路產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的高度發(fā)展，通信、電子、互聯(lián)網(wǎng)等的應(yīng)用使得很多的新興產(chǎn)業(yè)興起。與此同時(shí)，我國(guó)的集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)也同樣隨之快速發(fā)展。

近年，我國(guó)的集成電路市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顩r已經(jīng)十分出色。然而與國(guó)外相比，我國(guó)的技術(shù)仍然存在不可忽視的差距，尤其是在高端集成電路技術(shù)方面，我國(guó)仍然沒(méi)有多少發(fā)言權(quán)。因此，我國(guó)依舊需要不懈努力，追趕發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)，增加自身在集成電路測(cè)試方面的發(fā)言權(quán)。作為集成電路產(chǎn)業(yè)的短板，測(cè)試技術(shù)產(chǎn)業(yè)也應(yīng)得到足夠的重視[2]。

2 集成電路的幾種測(cè)試方法

集成電路的測(cè)試目的分析集成電路是否存在缺陷。換言之，其主要目的為確保在較為惡劣的條件下集成電路能夠按照標(biāo)準(zhǔn)正常運(yùn)作。一般情況下，集成電路的測(cè)試分為4種，分別是驗(yàn)證測(cè)試、生產(chǎn)測(cè)驗(yàn)、老化測(cè)驗(yàn)、成品測(cè)驗(yàn)。

2.1 驗(yàn)證測(cè)驗(yàn)

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，集成電路要先經(jīng)過(guò)驗(yàn)證測(cè)驗(yàn)才可以投入大規(guī)模生產(chǎn)。其目的是為了保證電路設(shè)計(jì)的無(wú)錯(cuò)誤性。在測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，不僅僅要測(cè)驗(yàn)電路的所有功能，還要在各種復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證，從而確保集成電路的合格性。

2.2 生產(chǎn)測(cè)驗(yàn)

當(dāng)完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)并通過(guò)驗(yàn)證測(cè)驗(yàn)之后，流水線上生產(chǎn)完成的產(chǎn)品需要在常規(guī)環(huán)境中進(jìn)行生產(chǎn)測(cè)驗(yàn)。其目的是為了確定產(chǎn)品是否符合要求。在一般情況下，為了節(jié)省時(shí)間和成本，生產(chǎn)測(cè)驗(yàn)較為簡(jiǎn)單。這一設(shè)計(jì)同樣也是為了降低錯(cuò)誤率，從而降低生產(chǎn)的成本。

2.3 老化測(cè)驗(yàn)

在一般情況下，產(chǎn)品在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，無(wú)可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的損耗?；谶@一事實(shí)，老化測(cè)驗(yàn)的目的為保證老化后產(chǎn)品的合格性。其主要方式為對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)或者規(guī)律性的測(cè)試。通過(guò)這一形式的測(cè)驗(yàn)，模擬產(chǎn)品使用的情況，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行老化測(cè)驗(yàn)，從而提高產(chǎn)品的品質(zhì)。

2.4 成品測(cè)驗(yàn)

當(dāng)產(chǎn)品通過(guò)驗(yàn)證測(cè)驗(yàn)、生產(chǎn)測(cè)驗(yàn)和老化測(cè)驗(yàn)之后，在投入更大規(guī)模生產(chǎn)之前，企業(yè)還需要進(jìn)行成品測(cè)驗(yàn)。在一般情況下，為防止出現(xiàn)意外，購(gòu)買的原材料在投入使用前需要進(jìn)行成品測(cè)驗(yàn)。只有檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品才可以進(jìn)行下一步操作，如此才能保證產(chǎn)品的合格性。

3 集成電路目前測(cè)試技術(shù)的現(xiàn)狀

自1970年開(kāi)始，我國(guó)集成電路的測(cè)評(píng)技術(shù)進(jìn)入系統(tǒng)性的研究。通過(guò)40年的不懈研究，集成電路的研究從模仿成品變成了獨(dú)自研發(fā)[3]。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的高度發(fā)展，我國(guó)的集成電路測(cè)試產(chǎn)業(yè)也同樣隨之快速發(fā)展。與此同時(shí)，對(duì)于公共測(cè)驗(yàn)，其需求也逐漸增大。作為對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)、制造產(chǎn)業(yè)和封裝產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步補(bǔ)充，測(cè)試產(chǎn)業(yè)也進(jìn)一步發(fā)展。

然而，伴隨對(duì)IC芯片技術(shù)的需求與功能漸漸提高，只有提高芯片測(cè)評(píng)的要求才能滿足日益增長(zhǎng)的需求。相比于全國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)正如火如荼地發(fā)展，我國(guó)才剛剛走上正路，而作為集成電路產(chǎn)業(yè)的短板，測(cè)試技術(shù)產(chǎn)業(yè)還未得到足夠的重視。此時(shí)，設(shè)計(jì)行業(yè)正在高速發(fā)展，產(chǎn)品的性能一再提升。與此不同，測(cè)試產(chǎn)業(yè)卻并未跟上設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的步伐，甚至于無(wú)法迎合我國(guó)發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的需求。這一事實(shí)，在根源上限制著我國(guó)集成電路相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。由于缺少能夠獨(dú)立完成測(cè)驗(yàn)的專業(yè)公司，我國(guó)設(shè)計(jì)公司對(duì)于IC方面的設(shè)計(jì)無(wú)法及時(shí)得到驗(yàn)證，嚴(yán)重阻礙了我國(guó)集成電路相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。盡管已經(jīng)存在不同的由國(guó)外企業(yè)設(shè)立的測(cè)評(píng)公司，然而多數(shù)的公司并未對(duì)外開(kāi)放。少數(shù)提供服務(wù)的公司也明確不面向高端技術(shù)層面的集成電路。因此，為完成高端技術(shù)方面的測(cè)驗(yàn)，我國(guó)科研人員多半需要申請(qǐng)國(guó)外的測(cè)驗(yàn)機(jī)構(gòu)。為了IC行業(yè)更好地發(fā)展，測(cè)試設(shè)備和技術(shù)人員的要求都是非常高的。只有結(jié)合硬件和軟件的特點(diǎn)，采用科學(xué)有效的管理方式，才可以保證IC的不斷發(fā)展。因此，能夠進(jìn)行獨(dú)立測(cè)驗(yàn)的公司的設(shè)立，將極大地促進(jìn)我國(guó)集成電路的發(fā)展。只有能夠進(jìn)行獨(dú)立測(cè)驗(yàn)的公司選擇對(duì)外開(kāi)放，讓社會(huì)中各個(gè)公司及時(shí)使用測(cè)驗(yàn)技術(shù)，才能盡可能地節(jié)省研發(fā)人員的時(shí)間成本，從而提高相關(guān)方面的效率，進(jìn)而降低企業(yè)的成本，最后逐漸推動(dòng)集成電路的高速發(fā)展。

4 我國(guó)集成電路測(cè)試發(fā)展策略

隨著一個(gè)行業(yè)的逐步發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)分工必定是越來(lái)越細(xì)致以及明確的。集成產(chǎn)業(yè)也是如此[4]。因而，隨著IC設(shè)計(jì)公司的高速發(fā)展，具有獨(dú)立測(cè)驗(yàn)?zāi)芰Φ墓緛?lái)提供更加專業(yè)的測(cè)評(píng)服務(wù)是無(wú)可厚非的，同時(shí)這也是眾人所需的。因此，集成電路相關(guān)產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)問(wèn)題也越來(lái)越重要。為促進(jìn)我國(guó)集成電路測(cè)評(píng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，以下提出幾點(diǎn)建議。

4.1 測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展選擇低成本戰(zhàn)略

就目前而言，高端產(chǎn)品在我國(guó)的市場(chǎng)只占據(jù)了較小的比例，其中更多的份額還是屬于中低檔的產(chǎn)品。而對(duì)于中低檔的產(chǎn)品而言，其芯片的市場(chǎng)價(jià)格偏低，因而過(guò)高的測(cè)試成本無(wú)疑是一項(xiàng)不可忽視的負(fù)擔(dān)。因此，此時(shí)測(cè)評(píng)應(yīng)采用較低成本的測(cè)評(píng)。這意味著測(cè)評(píng)采用的設(shè)備以及測(cè)評(píng)人員將是低水平的，從而表明測(cè)評(píng)采用的系統(tǒng)也將更加低廉。因此，在這一情況下，公司應(yīng)多采用低成本戰(zhàn)略，才能使得測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展更為迅速。

4.2 高端的測(cè)試技術(shù)必須不甘人后

隨著全球半導(dǎo)體的高速發(fā)展，我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)也蓬勃發(fā)展。與此同時(shí)，而以系統(tǒng)級(jí)芯片為主的產(chǎn)品在IC產(chǎn)品中有著越來(lái)越大的份額。然而，只有通過(guò)嚴(yán)格的測(cè)驗(yàn)才能將SoC變得產(chǎn)業(yè)化。因而隨著SoC需求市場(chǎng)的高速發(fā)展，SoC測(cè)評(píng)的市場(chǎng)需求也隨之飛速發(fā)展。然而SoC的測(cè)驗(yàn)過(guò)程十分困難，目前的設(shè)備無(wú)法滿足測(cè)評(píng)的需求。因此，針對(duì)高端的測(cè)評(píng)技術(shù)，我國(guó)也應(yīng)當(dāng)投入一定的資源。

4.3 適度吸收其他先進(jìn)技術(shù)

作為一個(gè)高端復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)，相比于其他產(chǎn)業(yè)，集成電路測(cè)評(píng)產(chǎn)業(yè)的投入成本高，技術(shù)要求高。因此，在集成電路測(cè)評(píng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)極力避免閉門造車，轉(zhuǎn)而向社會(huì)政府尋求各種資源以供技術(shù)發(fā)展。并且，在條件允許的情況下，應(yīng)適時(shí)映入國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。為了引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，可以通過(guò)我國(guó)的人口優(yōu)勢(shì)以及低成本優(yōu)勢(shì)來(lái)吸引外企與之合作，從而實(shí)現(xiàn)共贏。顯而易見(jiàn)，這對(duì)我國(guó)集成電路測(cè)評(píng)產(chǎn)業(yè)有著不容小覷的助力。因此，在發(fā)展過(guò)程中，在一定情況下，企業(yè)應(yīng)該選擇吸收其他先進(jìn)技術(shù)，汲取其精華，從而促進(jìn)自身的發(fā)展。

4.4 依靠政府來(lái)建立公共的測(cè)評(píng)機(jī)構(gòu)

隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，集成電路產(chǎn)業(yè)早已成為我國(guó)的支撐產(chǎn)業(yè)之一。一般而言，對(duì)于產(chǎn)業(yè)而言，政府的引領(lǐng)、培養(yǎng)和扶持將對(duì)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)不可估計(jì)的作用。而只有能夠進(jìn)行獨(dú)立測(cè)驗(yàn)的公司選擇對(duì)外開(kāi)放，讓社會(huì)中各個(gè)公司及時(shí)使用測(cè)驗(yàn)技術(shù)，才能盡可能地節(jié)省研發(fā)人員的時(shí)間成本，從而提高相關(guān)方面的效率，進(jìn)而降低企業(yè)的成本，最后逐漸推動(dòng)集成電路的高速發(fā)展。然而，在一般情況下，只有在政府的幫扶下，這種機(jī)構(gòu)才能更好地開(kāi)展。因此，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，政府應(yīng)當(dāng)給予一定的幫助，從而促使產(chǎn)業(yè)迅速地發(fā)展，進(jìn)而對(duì)政府有著一定的裨益。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)多方面的研究，目前我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的狀況值得更多的關(guān)注。盡管我國(guó)在集成電路方面已經(jīng)蓬勃發(fā)展，但現(xiàn)如今投入使用的測(cè)評(píng)技術(shù)還不夠成熟。然而隨著集成電路行業(yè)的發(fā)展，對(duì)測(cè)評(píng)行業(yè)的需求只會(huì)越來(lái)越迫切。因此，在一方面，企業(yè)需要采用恰當(dāng)?shù)膽?zhàn)略，并持續(xù)提高自身的相關(guān)技術(shù)，并且在合適的時(shí)候，企業(yè)也應(yīng)當(dāng)尋求外界的幫助；在另一方面，政府應(yīng)大力支持相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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