SoC測試技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢

中國是全球半導(dǎo)體市場成長最快的區(qū)域，預(yù)計(jì)每年增長率超過25%，原因在于中國已經(jīng)成為全球集成電路消費(fèi)的中心、電子產(chǎn)品巨大的消費(fèi)市場和整機(jī)制造基地，為了貼近終端市場和IC用戶，SoC測試中心和實(shí)驗(yàn)室在中國的布局已經(jīng)悄然展開，本文將向您介紹SoC測試技術(shù)領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和最新的測試技術(shù)趨勢。

目前，IC消耗量的主要增長集中在消費(fèi)電子、數(shù)據(jù)處理和通信三大領(lǐng)域，其中消費(fèi)電子包括顯示器、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字電視和視頻游戲機(jī)，數(shù)據(jù)處理包括CPU和存儲(chǔ)器、閃存卡、平面監(jiān)視器和移動(dòng)PC，通信領(lǐng)域則以數(shù)字蜂窩電話和無線/有線網(wǎng)絡(luò)為增長驅(qū)動(dòng)力。IC復(fù)雜度的日益提高，迫使設(shè)計(jì)人員采用更為先進(jìn)的工藝技術(shù)，將更多的功能集成到單芯片內(nèi)，系統(tǒng)級(jí)芯片(System on Chip, SoC)因此受到廣泛應(yīng)用，目標(biāo)是進(jìn)一步降低整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測試和制造的成本。

目前，0.25和0.18um工藝技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位，0.13um以下工藝技術(shù)已經(jīng)在一些高端產(chǎn)品中得到應(yīng)用，并呈現(xiàn)急速增長的趨勢。采用先進(jìn)設(shè)計(jì)工藝的結(jié)果，是造成設(shè)計(jì)、掩膜費(fèi)用在NRE中的比例逐年上升，已經(jīng)由1995年的13%激增為2003年的62%，推出新型芯片受到降低成本需求的強(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)，但是設(shè)計(jì)和制造新型芯片的總成本卻因新工藝技術(shù)的應(yīng)用而急劇增加。

而另一方面，新型電子產(chǎn)品的生命周期越來越短已經(jīng)是不爭的事實(shí)，它們從切入市場到實(shí)現(xiàn)百萬臺(tái)的量產(chǎn)規(guī)模，時(shí)間通常不到一年，因此，業(yè)界流傳這樣的說法：90%的利潤是產(chǎn)品上市后頭六個(gè)月產(chǎn)生的，“Time-To-Market”是整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)僅次于芯片復(fù)雜度面對(duì)的第二大挑戰(zhàn)。

在緊迫的上市時(shí)間和芯片復(fù)雜度日益提高的雙重壓迫下，半導(dǎo)體行業(yè)被迫構(gòu)建新的外包鏈條，并力圖結(jié)成更多的技術(shù)聯(lián)盟，共同推進(jìn)技術(shù)和市場的發(fā)展，其中一個(gè)重要趨勢就是代工廠更傾向于提供一攬子解決方案，幫助集成電路設(shè)計(jì)公司更快地推出芯片，而業(yè)界占據(jù)領(lǐng)先地位的廠家更傾向于采用先進(jìn)的測試技術(shù)，本文試圖對(duì)SoC測試領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和技術(shù)發(fā)展趨勢做一個(gè)初步探討。

傳統(tǒng)的測試方法和流程面臨的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和測試方法將設(shè)計(jì)、調(diào)試/驗(yàn)證、生產(chǎn)測試三個(gè)環(huán)節(jié)孤立起來進(jìn)行，其突出的問題是除非首顆芯片制造出來，否則芯片測試不可能真正完成，如圖1所示。傳統(tǒng)的測試方法和流程由于需要多次反復(fù)，因而不能適應(yīng)復(fù)雜的SoC大規(guī)模量產(chǎn)的需要，更難降低成本。對(duì)于SoC測試來說，人們需要開發(fā)更為有效的測試程序，以滿足一次性流片對(duì)驗(yàn)證工具以及生產(chǎn)測試環(huán)節(jié)對(duì)更具有成本效益的測試軟件的需要。

目前，人們開發(fā)測試程序通常沿著設(shè)計(jì)、測試程序開發(fā)、芯片原型驗(yàn)證的思路進(jìn)行，各部分孤立地進(jìn)行任務(wù)分配、需求分析，然后分別執(zhí)行，測試的過程還要不斷完善測試軟件。測試程序開發(fā)完成之后，還要對(duì)測試程序本身進(jìn)行調(diào)試，通常需要多次反復(fù)修改測試程序，時(shí)間上也需要幾個(gè)月的時(shí)間。這對(duì)于“6個(gè)月贏得90%利潤”的市場法則來說是難以接受的，解決測試程序本身調(diào)試需要較長時(shí)間這個(gè)問題，迫使人們進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)和測試的流程。