集成電路測試領域的關鍵技術

楊富征

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，科技水平也在日益提高，集成電路經成為影響國民經濟和社會發展的重要產業。現如今，集成電路測試領域包含了許多關鍵性技術，如自動化測試設備技術、測試項量自動生成技術、仿真向量周期轉化技術等，應將多種技術熟練掌握進而實現集成電路測試產業的優化。本文對集成電路測試領域的關鍵技術進行分析。

關鍵詞：集成電路;測試領域;關鍵技術

前 ?言：

集成電路現已成為影響我國經濟發展及社會發展的重要產業之一，在中美貿易戰中發揮著重要的作用。現如今，集成電路關乎著我國的經濟安全、國防安全、居民安全、金融安全等，因此應不斷加快電路產業國產化，完善集成電路測試，進而實現智能制造。當前集成電路測試產業是集成電路產業鏈中的重要環節，也是整體發展的重點內容，而從當前情況來看，集成電路部分核心技術基本被國外廠商把控，因此研究集成電路測試領域的關鍵技術迫在眉睫。本文對當前集成電路測試領域涉及的技術進行闡述。

一、集成電路測試領域的關鍵技術

集成電路測試領域包括多種關鍵性技術，且各類技術所涉及的領域均有所不同。

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

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

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

這三項技術是集成電路測試領域的核心，也是我國集成電路尚未完全掌握的技術，因此應對三項關鍵性技術進行探究。

二、測試向量自動生成技術

測試向量自動生成技術（Automatic Test vector Generation Technology）可以根據當前電路故障模型生成測試向量，且能夠根據集成電路的不同進行分解大杯，自動分析當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，但缺點是計算周期較長，且計算精準度要求較高。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算法可以節省故障計算時間，在當時被廣泛應用。而Fujiwara與Shimono在PODEMI算法的基礎上提出了FAN算法，解決了當時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確，也是早期較為有效的組合電路測試領域向量生成算法[2]。

在當前的集成電路測試領域中，時序電路測試向量生成受到了廣泛關注，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提出了遺傳機器學習算法，就目前情況來看，遺傳機器學習算法以取得了較大的進步，在集成電路測試領域中發揮著巨大的作用。

遺傳機器學習算法在實際集成電路測試領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，且應用十分廣泛，適用于大規模的基層電路計算中。但由于遺傳機器學習算法缺乏相關電路信息，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定性帶來了安全風險。因此基于這兩種問題上，可以采用確定性算法準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算法慢，但準確度卻大大提升。

三、集成電路自動測試設備及設計制造技術

集成電路自動測試設備及設計制造技術（Automation Test Equipment）現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域中。常見的如愛德萬公司的V93000系列產品，或泰瑞達的UItraFLEX系列產品，此類產品現如今依然代表著集成電路自動測試設備的最高水平。現如今，國內集成電路自動測試設備仍然與國外的集成電路自動測試設備有很大的差距，如我國生產的集成電路自動測試設備基本應用在中低端測試中，且無法達到高精度[3]。

（一）關鍵性技術

集成電路自動測試設備的關鍵性技術在于直流參數測試與交流參數測試。在直流參數測試中包括了高低壓輸入測試、漏電測試、短路測試、開關測試、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備及管腳設備等，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，找出當前電壓中存在的問題。交流參數測試主要包括了時間參數、脈沖上升、下降時間測試、轉換率測試、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，一般情況下會通過兩種表現形式進行，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通過測量相應的管腳或電流實現管腳開路/短路測試，并且通過此方法可有效檢測出漏電源。

（三）數字化儀

數字化儀是實現高精度的數字化儀，可用于采集芯片管腳的輸出測量值，并且可以使檢測結果得到測試結論。ATE 設備需要對固定點進行測試，但ATE 測試的結果與測試向量結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結果進行自動判決。ATE 設備的數字化儀采集的芯片管腳的輸出波形值包括，輸出高阻態、輸出高電平、輸出低電平，使整體測試結果更加精確。

四、EDA仿真向量轉化技術

EDA仿真向量轉化技術（EDASimulationvecTortransFormation Technology）可以智能識別測試向量，是當前集成電路測試領域中提高測試效率及準確度的關鍵性技術。目前國外的相關企業能夠將半導體器件的方針向量轉化為測試向量，且能夠在特定的編譯技術解析EDA文件，將符號一樹狀性結構進行儲存[4]。

EDA 仿真向量一般都是基于事件驅動類型，用于規范向量，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的波形調制格式和波形類型。大規模集成電路的測試向量會有上百萬調，但ATE技術的儲存能力有限，因此需要對測試向量進行壓縮，進而提高ATE的測試吞吐量，進而降低芯片研發生產時的成本，使測試響應有效壓縮。

結束語：

當前集成電路測試領域的關鍵技術實際應用尤為重要，但集成電路測試行業實際應用技術時較為復雜，因此應對關鍵性技術進行突破，熟練掌握當前技術，推動我國集成電路行業的發展。

參考文獻：

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

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

[3]張奇.集成電路測試數據的分析與應用研究[J].集成電路應用，2019，36（06）：31-33.

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