楊富征

摘要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科技水平也在日益提高，集成電路經(jīng)成為影響國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)如今，集成電路測試領(lǐng)域包含了許多關(guān)鍵性技術(shù)，如自動化測試設(shè)備技術(shù)、測試項量自動生成技術(shù)、仿真向量周期轉(zhuǎn)化技術(shù)等，應(yīng)將多種技術(shù)熟練掌握進而實現(xiàn)集成電路測試產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化。本文對集成電路測試領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)進行分析。

關(guān)鍵詞：集成電路;測試領(lǐng)域;關(guān)鍵技術(shù)

前 ?言：

集成電路現(xiàn)已成為影響我國經(jīng)濟發(fā)展及社會發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一，在中美貿(mào)易戰(zhàn)中發(fā)揮著重要的作用?，F(xiàn)如今，集成電路關(guān)乎著我國的經(jīng)濟安全、國防安全、居民安全、金融安全等，因此應(yīng)不斷加快電路產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化，完善集成電路測試，進而實現(xiàn)智能制造。當(dāng)前集成電路測試產(chǎn)業(yè)是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)，也是整體發(fā)展的重點內(nèi)容，而從當(dāng)前情況來看，集成電路部分核心技術(shù)基本被國外廠商把控，因此研究集成電路測試領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)迫在眉睫。本文對當(dāng)前集成電路測試領(lǐng)域涉及的技術(shù)進行闡述。

一、集成電路測試領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)

集成電路測試領(lǐng)域包括多種關(guān)鍵性技術(shù)，且各類技術(shù)所涉及的領(lǐng)域均有所不同。

（1）測試向量自動生成技術(shù)（Automatic Test vector Generation Technology）

（2）集成電路自動測試設(shè)備及設(shè)計制造技術(shù)（Automation Test Equipment）

（3）EDA仿真向量轉(zhuǎn)化技術(shù)（EDA simulation vector transformation technology）

這三項技術(shù)是集成電路測試領(lǐng)域的核心，也是我國集成電路尚未完全掌握的技術(shù)，因此應(yīng)對三項關(guān)鍵性技術(shù)進行探究。

二、測試向量自動生成技術(shù)

測試向量自動生成技術(shù)（Automatic Test vector Generation Technology）可以根據(jù)當(dāng)前電路故障模型生成測試向量，且能夠根據(jù)集成電路的不同進行分解大杯，自動分析當(dāng)前集成電路向量故障的覆蓋率，以組合的形式完成向量測試，在測試結(jié)束后可以生成時序電路故障報表[1]。

在1959年，Eldred首次提出了組合形式電路，簡稱組合電路，這是當(dāng)時新型的集成電路組合算法，而Roth在1996年提出了任意組合故障排除的D算法，此類集成電路組合算法可以找到固定測試向量，且較為精準(zhǔn)，但缺點是計算周期較長，且計算精準(zhǔn)度要求較高。Goel在1997年對D算法進行了改進，將組合電路D算法的計算時間有效縮減，并按照實際需求提出了PODEM算法，該算法對比D算法可以節(jié)省故障計算時間，在當(dāng)時被廣泛應(yīng)用。而Fujiwara與Shimono在PODEMI算法的基礎(chǔ)上提出了FAN算法，解決了當(dāng)時PODEM算法中的不足，使組合電路即集成電路的故障猜測是更加準(zhǔn)確，也是早期較為有效的組合電路測試領(lǐng)域向量生成算法[2]。

在當(dāng)前的集成電路測試領(lǐng)域中，時序電路測試向量生成受到了廣泛關(guān)注，1962年Seshu提出了DTPG算法，即原始的模擬測試時序向量算法，該算法的精確度高，但實際計算時的計算量巨大，且生成向量時間過長。因此，為提升時序電路向量生成效率，由Saab，Hsiao提出了遺傳機器學(xué)習(xí)算法，就目前情況來看，遺傳機器學(xué)習(xí)算法以取得了較大的進步，在集成電路測試領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大的作用。

遺傳機器學(xué)習(xí)算法在實際集成電路測試領(lǐng)域中不需要了解電路的信息進行計算，且可以較為快速的計算出集成電路測試時的向量，且應(yīng)用十分廣泛，適用于大規(guī)模的基層電路計算中。但由于遺傳機器學(xué)習(xí)算法缺乏相關(guān)電路信息，因此對于屏蔽故障以及隱藏性故障很難在第一時間檢測出來，因此為集成電路的穩(wěn)定性帶來了安全風(fēng)險。因此基于這兩種問題上，可以采用確定性算法準(zhǔn)確找出屏蔽故障及隱藏性故障，雖然單路測試時間比遺傳機器學(xué)算法慢，但準(zhǔn)確度卻大大提升。

三、集成電路自動測試設(shè)備及設(shè)計制造技術(shù)

集成電路自動測試設(shè)備及設(shè)計制造技術(shù)（Automation Test Equipment）現(xiàn)如今以基本被國外市場壟斷，尤其是在高端集成電路測試領(lǐng)域中。常見的如愛德萬公司的V93000系列產(chǎn)品，或泰瑞達的UItraFLEX系列產(chǎn)品，此類產(chǎn)品現(xiàn)如今依然代表著集成電路自動測試設(shè)備的最高水平?，F(xiàn)如今，國內(nèi)集成電路自動測試設(shè)備仍然與國外的集成電路自動測試設(shè)備有很大的差距，如我國生產(chǎn)的集成電路自動測試設(shè)備基本應(yīng)用在中低端測試中，且無法達到高精度[3]。

（一）關(guān)鍵性技術(shù)

集成電路自動測試設(shè)備的關(guān)鍵性技術(shù)在于直流參數(shù)測試與交流參數(shù)測試。在直流參數(shù)測試中包括了高低壓輸入測試、漏電測試、短路測試、開關(guān)測試、輸出/輸入電壓測試、COMS器件測試等，且整體計算量較大，因此采用放大運算器進行運算。而放大運算器包括了測試設(shè)備及管腳設(shè)備等，可以在直流電壓布紋的情況下計算出直流電的電壓差，以此進行共模擬制比，找出當(dāng)前電壓中存在的問題。交流參數(shù)測試主要包括了時間參數(shù)、脈沖上升、下降時間測試、轉(zhuǎn)換率測試、帶寬測試等，并以此保障時間測試的有效性。

（二）精密測量單元

精密測量單元是PMU的具體表現(xiàn)，一般情況下會通過兩種表現(xiàn)形式進行，歧義，在電壓測量時以加壓測流和加流測壓為前提，PMU通過被測芯片的管腳施加一定電流與電壓。其二，PMU通過測量相應(yīng)的管腳或電流實現(xiàn)管腳開路/短路測試，并且通過此方法可有效檢測出漏電源。

（三）數(shù)字化儀

數(shù)字化儀是實現(xiàn)高精度的數(shù)字化儀，可用于采集芯片管腳的輸出測量值，并且可以使檢測結(jié)果得到測試結(jié)論。ATE 設(shè)備需要對固定點進行測試，但ATE 測試的結(jié)果與測試向量結(jié)果能夠測量微弱的信號，并且可以與集成電路的期望輸出電壓進行對比，并且可以通過期實現(xiàn)結(jié)果進行自動判決。ATE 設(shè)備的數(shù)字化儀采集的芯片管腳的輸出波形值包括，輸出高阻態(tài)、輸出高電平、輸出低電平，使整體測試結(jié)果更加精確。

四、EDA仿真向量轉(zhuǎn)化技術(shù)

EDA仿真向量轉(zhuǎn)化技術(shù)（EDASimulationvecTortransFormation Technology）可以智能識別測試向量，是當(dāng)前集成電路測試領(lǐng)域中提高測試效率及準(zhǔn)確度的關(guān)鍵性技術(shù)。目前國外的相關(guān)企業(yè)能夠?qū)雽?dǎo)體器件的方針向量轉(zhuǎn)化為測試向量，且能夠在特定的編譯技術(shù)解析EDA文件，將符號一樹狀性結(jié)構(gòu)進行儲存[4]。

EDA 仿真向量一般都是基于事件驅(qū)動類型，用于規(guī)范向量，去除毛刺和抖動噪聲;向量周期化包括提取定時時序，用固定的周期切割事件性向量得到周期化向量;波形采樣，用于生成每個測試周期內(nèi)的波形調(diào)制格式和波形類型。大規(guī)模集成電路的測試向量會有上百萬調(diào)，但ATE技術(shù)的儲存能力有限，因此需要對測試向量進行壓縮，進而提高ATE的測試吞吐量，進而降低芯片研發(fā)生產(chǎn)時的成本，使測試響應(yīng)有效壓縮。

結(jié)束語：

當(dāng)前集成電路測試領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)實際應(yīng)用尤為重要，但集成電路測試行業(yè)實際應(yīng)用技術(shù)時較為復(fù)雜，因此應(yīng)對關(guān)鍵性技術(shù)進行突破，熟練掌握當(dāng)前技術(shù)，推動我國集成電路行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]李丹.中國集成電路測試設(shè)備市場概況及預(yù)測[J].電子產(chǎn)品世界，2019，26（10）：4-7+17.

[2]韋紫菱，常郝.超大規(guī)模集成電路測試技術(shù)綜述[J].電子世界，2019（15）：122-123+126.

[3]張奇.集成電路測試數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用研究[J].集成電路應(yīng)用，2019，36（06）：31-33.

[4]閆鑫.集成電路的實踐應(yīng)用分析[J].集成電路應(yīng)用，2019，36（04）：107-108.