测试是半导体产业的重要一环，作为全球领先的半导体自动测试设备（ATE）供应商，泰瑞达（Teradyne）堪称当之无愧的半导体测试专家。随着汽车的智能化和电气化发展，车规芯片需求迅速增长。随之而来的是不断涌现的测试挑战。半导体测试领域面临的挑战有哪些？如何实现车规领域芯片0 DPPM（defect part per million）的希冀？ 日前，泰瑞达亚太区销售副总裁Richard Hsieh及泰瑞达中国区总经理Felix Huang就半导体测试领域面临的挑战及零缺陷车用芯片的测试方案了深入介绍。芯片测试产业挑战：功能、成本、复杂度Richard介绍到，随着芯片工艺制程从上世纪90年代的微米量级向目前2 nm、3 nm以及未来1 nm的不断演进，半导体测试产业也不断面临新的挑战。
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泰瑞达亚太区销售副总裁Richard Hsieh首先在功能部分，测试速度必须越来越快，芯片设计也越来越复杂，制造到测试都是一个很大的挑战。芯片测试设备的投资很重要的一环是资产的有效运用，测试产业是一个重资本投资的产业，怎样在重资本投资方面有一个很好的回报，即测试设备能够测得更多、利用率更高、能够测更多不同的技术，而且能够维持很长的产品生命周期，都是对设备厂商提出的挑战。另外就是测试的复杂度越来越高，这是因为晶体管数量越来越多，芯片设计越来越大，要想降低测试成本，就必须要增加同测数，测试设备接口的设计就会变得更复杂。怎样在复杂情况下让产品顺利推出，而且在激烈的竞争环境下，怎样能够赢得比竞争对手更快的时间，把产品推出市场，能够获得前期的利润，这是一个很大的挑战。Richard介绍到，涉及到高阶制程，会有很多测试数据，这些测试数据如何去分析、去应用，帮助提升芯片的设计和量产良率，这也是另外一个挑战。高阶制程，包括先进封装的方式或小芯片的设计方案，怎么结合在一起，这也是另外一个挑战。当然，有很多新的半导体材料和技术，包括SiC, GaN和SiPh；这些新材料以及上面提到的工艺制程依然处于研发阶段，创造出更多机会的同时也对测试设备提出更高要求。车规芯片零缺陷如何实现近几年新能源汽车的蓬勃发展也使车市场成为半导体厂商的角力场。车规芯片对可靠性的高要求也使测试环节变得愈发重要。Felix Huang介绍到，半导体在汽车中的数量和金额不断增加，主要源于两个因素的驱动：一个是EV即电车，第二个是自动驾驶的发展。针对车载不同领域的应用场景，对芯片也有不同要求。车规时代基本上追求的就是零质量缺陷（0 DPPM）的目标。要实现0 DPPM，对于测试环节来说，主要有三个主要因素：策略（Strategy）、流程（Process）、工具（Tool），而贯穿其中的则是数据。在策略性方面，在刚开始设计这颗芯片的时候，就要想到要达到0 DPPM的效果，在设计阶段到最终量产阶段每个环节是什么样的，怎样去保证。第二是流程，在实现这个流程的过程中，怎样多步骤协作、多人协作，怎样做到尽可能自动化，减少因为人为因素带来的问题。最后是我们是不是有比较可靠的工具能够做实时性、可预测性、智能性的分析。
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泰瑞达中国区总经理Felix Huang首先在策略阶段，需要在芯片设计伊始便考虑到测试流程的设计。测试涉及到晶圆、封装后、芯片安装于PCB板后系统级等不同阶段，要通过一个比较灵活的测试流程（FLEX测试）来尽量优化质量成本。针对此阶段，泰瑞达有一个专门的软件工具——PortBridge，实际上就是西门子EDA Tessent工具的界面接口。PortBridge起到了一个沟通桥梁的作用，芯片设计人员、DFT人员就可以通过西门子EDA的理念，用EDA工具直接连接泰瑞达的测试机。进入到测试流程阶段，则涉及到ATE测试程序的开发。Felix Huang表示：“可以稍微骄傲一点地说，IG-XL软件应该是ATE行业中最好的一个开发软件，这是唯一，没有唯二，因为从实用性、易用性和稳定性来说，IG-XL是有口皆碑的。我们整个测试程序开发都基于这个软件。”此外，基于IG-XL软件泰瑞达还有一个辅助工具，叫做Oasis。Oasis可以检测开发的代码质量。比如在Offline阶段运行Oasis工具，可以自动看不同工程师写出来的代码有没有写错，有没有冗余针对多人开发，泰瑞达内部都有一个全流程管理工具DevOps，叫做Development Operation，是贯穿从开始到后面每个阶段要运行哪些东西、要在哪个阶段运行Oasis哪些插件，来保证每段的质量，这是一个完全自动化的全流程管理工具。要想实现0 DPPM，这些还不够，通过测试数据分析和反馈，调整工艺参数、优化工艺流程是最终实现零缺陷目标的重要环节。泰瑞达对数据分析有一个功能强大的工具UltraEDGE，UltraEDGE是一个server服务器，在里面会自建一些FDE Fault Detect Engine工具，做质量和数据统计，在上面也可以安装第三方数据分析软件，比如ptimalPlus、PDF数据管理软件，在其中进行加密和机器学习，对抓到的原始数据进行分析。此外，UltraEDGE具有加密、机器学习功能，也可以安装一些大数据分析软件。如泰瑞达推出的FDE。这个软件可以提取前面的测试结果，然后进行不同的统计分析
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策略、流程、工具，面向车规芯片零质量缺陷的目标，泰瑞达提供了全方位的工具和解决方案。然而，作为半导体测试ATE的领导厂商，泰瑞达为客户提供的价值不仅限于产品，Richard介绍，泰瑞达不只从产品领先的角度，还有是如何支持我们的客户，跟客户之间紧密合作，了解客户的需求，把产品和服务、解决方案带给客户。
