集成电路设计基础大作业

集成电路测试技术现状及发展综述
摘要：集成电路在现代电子整机中的应用比重已超过25%，测试是分析集成电路缺陷的最好工具，通过测试可以提高集成电路的成品率。

通过分析我国集成电路产业现状，论述我国集成电路的设计验证测试、晶圆测试、芯片测试、封装测试等关键测试环节的技术水平，提出进一步发展我国集成电路测试产业的相关建议。

关键词：集成电路；设计验证；晶圆测试；芯片测试；封装测试；发展策略
Abstract :IC proportion in modern electronic machine in more than 25% , the test is the best tool to analyze integrated circuit defects by testing can improve the yield of integrated circuits by analyzing the status on China's integrated circuit industry , discusses the integration of our country ! design verification testing , wafer testing, chip testing , packaging and testing , and other key aspects of the circuit test skills, make recommendations for further development of China's IC testing industry.
前言：集成电路的开发、生产是当今世界的尖端高科技产业，他在现代电子整机中的应用比重已超过25%，是现代信息产业和信息社会的基础，已成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。

集成电路测试的能力和水平是保证集成电路性能、质量的关键手段之一，也是集成电路测试产业的重要标志，因此受到很多国家的高度重视[1]。

1 集成电路测试的分类
1.1 验证性测试
在大生产之前就要进行验证性测试,以确保电路设计的正确性,并对电路所有的功能都要进行测试,同时在测试过程中,还要模拟多个环境反复测试,依次列出电路参数的规范。

1.2 生产性测试
在产品设计完成后,投入生产运行,批量产品出来以后在常温的环境下进行生产性测试,目的是判定产品是否合格,通常情况下,为了节约测试成本,不会覆盖所有的电路功能和数据类型,只需做通过/ 不通过的判别即可。

1.3 老化测试
即使通过生产性测试合格的产品在实际应用中有些也会出现失效的情况,这时就需要进行老化测试即通过一个长时间的连续或周期性的测试使不耐用的器件失效,从而确保老化测试后器件的可靠性。

1.4 成品测试
通常情况下,企业采购来的器件在集成到系统之前,往往还要进行成品检测,按测试对象的不同可以分为中测和成测。

中测是圆片制造的最后一道工艺,成测则是对封装好的电路进行测试[2]。

2 集成电路测试的流程
2.1 产品文件
应包含产品的详细线路、简单的功能介绍、中测和成测、老化测试的测试回路,测试项目、测试参数的规范等等。

2.2 测试仪
包括模拟测试仪和数字测试仪,主要是用来测试各类参数。

2.3 测试夹具
即安装测试回路的线路板,分中测夹具和成测夹具。

2.4 测试程序
测试工程师在熟悉产品文件、测试仪、测试回路及做好测试夹具后再进行编制和调试的程序。

2.5 中测台或分选机
中测台是用来控制每一个芯片的步距,而分选机则是用来控制成品电路的上下料,它们都是集成电路自动测试必不可少的一部分。

2.6 测试数据分析
对芯片进行测试后,一般要求生成不良品的具体数据报告,便于工程师对数据进行分析,从而提出针对性的改进方案,达到降低产品成本,提高生产效率的目的[3]。

3 我国集成电路测试技术能力现状
我国集成电路测试技术和系统的研发始于20世纪70 年代初。

经过30 多年的发展，我国集成电路测试产业从无到有、从小到大，由硬件开发、软件开发到系统集成，由仿制到独立自主开发，目前已形成了一个由专业研究所、测试集团公司为主，遍布于重点院校、中央和地方科研机构的广大测试群体。

我国拥有50MHz 测试验证系统平台、100MHz通用测试系统平台、集成电路验证测试服务平台，已比较全面地满足数字IC 测试、模拟IC 测试、数模混合信号测试、可靠性测试、成品自动分选、芯片探针测试的需求。

集成电路测试作为设计、制造和封装的有力补充，推动了产业的迅速发展[1]。

然而，与迅速发展的设计业相比，我国测试业的发展相对滞后，不仅落后于发达国家，也跟不上我国集成电路产业发展的需要，在一定程度上制约了我国集成电路产业的发展，目前能够独立承担专业测试服务的公司不多，不能满足众多34 设计公司的验证分析和产业化测试需求，已日益成为我国集成电路产业发展
的一个瓶颈。

虽然许多外资企业在国内设有测试机构，但大多不提供对外测试服务，即使提供，也很少为小批量的高端产品提供测试开发、验证及生产测试。

对于高端集成电路产品，主要还是送到国外去测试，国内的测试能力远远满足不了市场的需求。

4 集成电路测试的发展策略
由于集成电路在我国研究发展起步较晚,现行测试方法还不够全面,测试水平也不够高,相应的检测效果不尽如人意,无法完全满足时下对集成电路测试技术的要求[7]。

因此,有必要进一步完善测试技术,提高其检测效果,下面针对性地提出几点推进我国集成电路测试产业发展的建议。

4.1 发展低成本测试技术
就目前形式而言,国内IC 产品主要以低档、民用消费类产品为主,如MP3 IC、音视频处理IC、数模混合IC 和电源管理IC 等,其芯片售价并不高,太高的测试费用是很难承担的,所以低成本的测试技术是众多企业急需的。

这决定了测试系统的选择应以经济实惠、技术指标合适的机型为主[4]。

4.2研发高端测试技术
目前,现有的测试设备还不能测试像锁相环等模拟/ 混合信号器件,所有的制造商都很难找到一种满意的自动测试设备来测试系统芯片。

近几年半导体工艺发展迅速,系统芯片( SoC)逐渐成为集成电路设计的主流趋势,以此同时相应的系统芯片测试技术也孕育而生,集成电路高端测试技术的研究必须走在IC 设计技术的前面[5]。

4.3改进运行机制及业务模式
集成电路测试具有投入大、技术复杂、对技术人员要求高等特点。

有必要在运行机制和业务模式上进行积极有益的探索,合理、充分利用企业和各类社会
资源,通过适当的市场化运作,最终实现良性循环和可持续发展。

4.4政府加强社会公共检测平台建设
集成电路产业是国家的支柱产业之一,政府在对产业引导、培育、扶持的过程中起着极其重要的作用。

政府通过加强对公共测试服务平台的建设,开展各种测试、失效分析、可靠性评估、测试程序的研发、测试技术研究交流、测试系统研发以及测试人员的技术培训等项目,提供更优质、更高端的服务[7]。

5 展望
如今我国已经是世界上第二大集成电路生产国家,但是相应的测试技术却达不到生产的要求,其原因主要还是缺乏高水平的集成电路测试装备的设计能力,因此这方面的人才培养要有长远考虑,另外集成电路企业必须强化对现有测试技术的消化、吸收和创新,同时政府要建立为集成电路设计中小企业服务的政府检测平台,发挥其导向性的作用。

参考文献:
[1] 俞建峰, 陈翔, 杨雪瑛. 我国集成电路测试技术现状及发展策略.中国测试, 2009, (3):1-5.
[2] 陈达波. 谈集成电路测试技术的现状及对策.技术与市场,2014, (8). DOI:10.3969/j.issn.1006-8554.2014.08.245.
[3] 程家瑜,王革,龚钟明,等.未来10 年我国可能实现产业跨越式发展的重大核心技术.中国科技论坛,2004(2) :9 - 12.
[4] 朱莉,林其伟.超大规模集成电路测试技术.中国测试技术,2006,32(6):117 - 120.
[5] 谈向萍,俞云强.浅谈集成电路的测试技术.无锡职业技术学院学
报,2006,5(2) :67 - 70.
[6] 时万春.集成电路测试技术的新进展.电子测量与仪器学报,2007.
[7] 古建,田延军等.集成电路测试技术与应用.中国惯性技术学报,2002,10 :60 - 64.。