面向通信系統(tǒng)集成電路測試問題研究

肖鋒剛 趙立軍 陳廣輝 黃環(huán)

摘要：面向通信系統(tǒng)集成電路目前在我國電子整機(jī)里面已經(jīng)應(yīng)用到了百分之三十的程度，其中，測試能夠有效分析集成電路的問題，并且切實(shí)提升集成電路的成品率。對(duì)此，本文闡述了我國集成電路的領(lǐng)域發(fā)展情況，分析我國面向通信系統(tǒng)集成電路在設(shè)計(jì)驗(yàn)證、晶圓、芯片、封裝等重要的測試部分的技術(shù)能力，并提出針對(duì)性的解決措施。

關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng);集成電路;測試問題

前言

目前，由于科技水平的迅速提高，面向通信系統(tǒng)集成電路也在不斷地開發(fā)新技術(shù)，那么設(shè)計(jì)與制造產(chǎn)品的步驟會(huì)更多更麻煩。如果測試是有效的，將切實(shí)提升集成電路的生產(chǎn)水平，確保生產(chǎn)的每個(gè)部分都是正確的。反過來，缺失有效的測試將會(huì)使產(chǎn)品批量生產(chǎn)里面很可能有許多質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。所以，本文分析了集成電路的測試工序，也探究了關(guān)于面向通信系統(tǒng)集成電路測試的一些應(yīng)用。

集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵探討

全球半導(dǎo)體行業(yè)一直在發(fā)展，而集成電路測試業(yè)在其中對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝與集成電路應(yīng)用等皆有應(yīng)用。測試對(duì)象包括模擬IC、數(shù)字IC、低頻、射頻、數(shù)模混合信號(hào)電路等;測試內(nèi)容具體包括功能測試和參數(shù)測試;測試目的是確保設(shè)備即使在劣勢的環(huán)境也可以滿足設(shè)計(jì)規(guī)格書要求的功能作用。按照集成電路制造與設(shè)計(jì)IC時(shí)的測試需求，集成電路測試服務(wù)業(yè)具體包括如下：首先，設(shè)計(jì)驗(yàn)證測試[1]。要確保正確的設(shè)計(jì)，需先明確設(shè)備的性能參數(shù)。其中，SoC驗(yàn)證對(duì)于驗(yàn)證技術(shù)、驗(yàn)證工序與驗(yàn)證評(píng)估等都有令人矚目的貢獻(xiàn)，可是整體來說，其驗(yàn)證技術(shù)還是相對(duì)滯后的?，F(xiàn)在SoC行業(yè)普遍用到的驗(yàn)證技術(shù)包括動(dòng)態(tài)與靜態(tài)的驗(yàn)證技術(shù)以及FPGA驗(yàn)證技術(shù)。其次，晶圓測試。通過自動(dòng)測試器件測試晶圓;封裝測試，具體有直流與交流的參數(shù)測試，以及功能測試。最后是可靠性測試，需要確保設(shè)備達(dá)到它原本的使用壽命。

測試不但包含在集成電路產(chǎn)業(yè)中，也關(guān)系到能夠成功驗(yàn)證出廠。一開始，測試只被當(dāng)成是IC生產(chǎn)中的一個(gè)流程，并被其它行業(yè)領(lǐng)域所合并。而現(xiàn)在大家越發(fā)重視集成電路的質(zhì)量，而且該產(chǎn)業(yè)的分工也越來越清晰，同時(shí)還有技術(shù)、成本、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等因素，集成電路測試業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)成為了十分重要的專業(yè)化獨(dú)立行業(yè)，也有設(shè)計(jì)、制造與封裝技術(shù)的大力支持，有效促進(jìn)了面向通信系統(tǒng)集成電路的飛速發(fā)展。集成電路測試水平也與其性能息息相關(guān)，作為該產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵標(biāo)志，也備受國家重視。比如美國不但看重集成電路測試對(duì)于微電子行業(yè)的重要性，也認(rèn)為測試業(yè)的發(fā)展和集成電路行業(yè)是共進(jìn)退的關(guān)系。第一，集成電路技術(shù)在持續(xù)革新，于是將始終處在發(fā)展的新起點(diǎn)，那么需要注意制造工藝發(fā)展造成的挑戰(zhàn)與設(shè)計(jì)規(guī)模發(fā)展而提高的測試成本問題。由于制造技術(shù)的發(fā)展，其挑戰(zhàn)具體有故障模型、測試向量生成手段與可靠性保障等。其中，設(shè)計(jì)規(guī)模發(fā)展也需要延長測試時(shí)間與大批的測試數(shù)據(jù)，并對(duì)測試設(shè)備也提出了更高的要求。同時(shí)，因?yàn)镮C芯片越發(fā)復(fù)雜，其測試越來越快，要求測試也向著高速的數(shù)?；旌蠝y試發(fā)展[2]。尤其是IC工作頻率得到了極大提升，會(huì)要求測試系統(tǒng)越發(fā)高速、高密度、低功耗及高性價(jià)，芯片和測試設(shè)備就該更加可靠。此外，因?yàn)镮C測試設(shè)備在不斷提升測試水平，且測試速度已經(jīng)超過了500 MHz，極大提高了測試精度。

面向通信系統(tǒng)集成電路測試的發(fā)展策略

因?yàn)楝F(xiàn)在集成電路產(chǎn)業(yè)的分工開始有變細(xì)的趨勢，IC設(shè)計(jì)公司的規(guī)模也在增加，所以急需建立具有公信力的第三方中立測試機(jī)構(gòu)，帶來更為專業(yè)的測試服務(wù)[3]。為此，政府首先應(yīng)引起足夠的重視，并利用有效對(duì)策配置設(shè)計(jì)、制造、封裝與檢測水平方面的問題，還要積極相應(yīng)我國集成電路產(chǎn)業(yè)提出的“十一五”規(guī)劃目標(biāo)，科學(xué)規(guī)劃集成電路測試業(yè)的發(fā)展對(duì)策，對(duì)此具體分析如下：

3.1 發(fā)展低成本測試技術(shù)

現(xiàn)在國內(nèi)還沒有太多的高端IC產(chǎn)品，所以內(nèi)部芯片也較便宜，從而降低了測試成本，這是企業(yè)多喜聞樂見。所以，IC測試器件不會(huì)提高檔次，選擇測試系統(tǒng)也可以盡可能經(jīng)濟(jì)實(shí)惠?，F(xiàn)在硅已經(jīng)沒有那么高的成本，而測試成本卻一直居高不下，同時(shí)要求被測芯片的速度要超過測試器件可以測的速度，所以測試器件的發(fā)展已然無法跟上測試對(duì)象的發(fā)展，因?yàn)闇y試成本還是太高。所以，現(xiàn)在急需發(fā)展低成本的芯片測試技術(shù)，才能切實(shí)推動(dòng)全球范圍內(nèi)集成電路測試業(yè)的發(fā)展。

3.2 研發(fā)高端測試技術(shù)

由于半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展，SoC產(chǎn)品越發(fā)得到重視，可SoC在產(chǎn)業(yè)化前必須通過測試，所以這就擴(kuò)大了SoC測試的市場需求[4]。SoC測試需要很長的時(shí)間，包括數(shù)千測試圖形與矢量，故障覆蓋率也要到位。因此不管是存儲(chǔ)器、邏輯電路或者鎖相環(huán)即射頻IC核都可集成在系統(tǒng)級(jí)芯片中[5]。而由于半導(dǎo)體工藝的快速發(fā)展，SoC也慢慢備受集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)的青睞，所以針對(duì)高端的系統(tǒng)芯片測試技術(shù)也需要一定的儲(chǔ)備，加強(qiáng)研究集成電路高端測試技術(shù)勢在必行。

3.3 開展對(duì)外合作，引進(jìn)先進(jìn)測試能力

集成電路測試需要投入較高成本，有著復(fù)雜的技術(shù)，也對(duì)技術(shù)人員提出了較高的要求。所以，離不開市場化運(yùn)作，幫助其實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)與可持續(xù)發(fā)展。我國可考慮對(duì)外合作，引入國外資金、技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)，切實(shí)解決設(shè)備選型與技術(shù)人才的問題，推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展，在該領(lǐng)域形成集群效應(yīng)。

3.4 政府扶持，建立社會(huì)公共檢測平臺(tái)

集成電路產(chǎn)業(yè)作為我國支柱產(chǎn)業(yè)，離不開政府的引導(dǎo)與支持。政府在發(fā)展該產(chǎn)業(yè)時(shí)還需同時(shí)提升服務(wù)水平，加強(qiáng)建設(shè)公共測試服務(wù)平臺(tái)，通過失效分析、測試、可靠性評(píng)估等，帶來高質(zhì)量的優(yōu)秀服務(wù)。而且，也應(yīng)及時(shí)儲(chǔ)備高端集成電路測試技術(shù)，幫助集成電路不斷升級(jí)。

結(jié)束語

綜上所述，生產(chǎn)電子產(chǎn)品時(shí)，面向通信系統(tǒng)集成電路測試技術(shù)是非常關(guān)鍵的。其實(shí)產(chǎn)品生產(chǎn)的不同部分選擇測試方法都是不一樣的，因此需要正確對(duì)應(yīng)的測試方式，篩選出劣質(zhì)產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量[6]?，F(xiàn)在盡管我國集成電路測試技術(shù)還有不少問題，因此更需要及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)不斷完善，有效促進(jìn)我國電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]許川佩.智能計(jì)算與測試技術(shù)相結(jié)合促進(jìn)集成電路新技術(shù)的發(fā)展[J].電子測量與儀器學(xué)報(bào)，2017，31（08）：1161-1163.

[2]王博洋.探討數(shù)字集成電路系統(tǒng)基本構(gòu)成與測試技術(shù)分析[J].智能城市，2016，2（10）：249-251.

[3]神克樂.基于硅通孔連接的三維集成電路測試方法研究[D].清華大學(xué)，2017.

[4]賈靜.生生不息——我國集成電路測試的自主創(chuàng)新之路[J].國外電子測量技術(shù)，2017，33（12）：1-3.

[5]胡哲綱，談恩民.基于電路分塊方法的超大規(guī)模集成電路測試技術(shù)[J].國外電子測量技術(shù)，2018，29（01）：27-29.

[6]張東.集成電路測試業(yè)發(fā)展模式的探索與實(shí)踐[J].集成電路應(yīng)用，2016（01）：40-41.