集成電路測試開發項目管理流程優化研究

郭劼 趙建坤 王敦 章慧彬

(1.中電海康無錫科技有限公司，江蘇 無錫 214142；2.中科芯集成電路有限公司，江蘇 無錫 214072)

0 引言

隨著經濟全球化發展，軟件和集成電路行業競爭日趨激烈。自《國務院關于印發鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》(國發〔2000〕18號)發布以來，我國集成電路產業快速發展，產業規模和技術水平不斷提高，但與國外同行業相比仍存在一定不足，尤其是在設計研發與管理能力方面差距較大。為了繼續提高集成電路產業的發展水平，2011年，國務院發布《關于進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》(國發〔2011〕4號)，為我國軟件產業和集成電路產業的快速發展提供了政策性指導。

目前，項目管理方法和技術已經廣泛應用于各行各業。如何將項目管理工具及方法與集成電路測試開發過程有效結合，成為集成電路行業普遍關注的問題[1-3]。隨著集成電路行業制造水平的提高，芯片集成晶體管數量日益增多、結構愈發復雜，對測試開發管理流程提出了更高的要求[4]。本文基于集成電路測試開發項目，將工作分解結構(WBS)、甘特圖等項目管理工具與方法應用于芯片開發過程，將測試開發流程細分為多個步驟和模塊，以降低測試開發成本，提高產品測試開發效率，進而提升企業核心競爭力。

1 集成電路測試開發項目全生命周期過程管理

1.1 設計階段過程管理

集成電路設計管理流程分為前期客戶需求定義、技術可行性評估、設計開發階段(Logic/Layout 設計)、流片(包括CP測試)、封裝、初樣制造及測試驗證、小批量試產(PP)、大規模生產(SOP)8個階段[5]，具體如圖1所示。目前，國內芯片的開發生命周期一般在1～2年。通過優化設計階段管理流程，可以有效縮短芯片開發周期，提高芯片開發效率。

圖1 集成電路設計管理流程

1.2 測試開發階段過程管理

集成電路測試貫穿于集成電路研制的全生命周期，包括技術可行性評估階段、設計階段、初樣研制階段、正樣研制階段、合同驗收階段、產品交付階段。集成電器測試開發管理關鍵點如圖2所示。

圖2 集成電路測試開發管理關鍵點

由圖2可知，設計階段的關鍵點包括前段設計(測試驗證方案制訂與評審)、后端設計、可測性設計、原型驗證等；初樣研制階段的關鍵點包括制版流片、圓片測試、初樣測試和封裝等；正樣研制階段的關鍵點包括可靠性測試、正樣測試、正樣交付、更新產品詳細規范等；合同驗收階段的關鍵點包括質量驗證、篩選、客戶評估；產品交付階段的關鍵點包括產品交付和產品銷售。

由此可見，集成電路測試開發十分復雜，涉及測試設備、測試程序、測試參數、測試條件、功能及性能驗證、測試數據分析等諸多方面。因此，需要結合項目管理方法和技術進行管理流程優化，以提升測試開發效率和質量。

2 集成電路測試開發管理流程優化

2.1 基于WBS的集成電路測試開發管理流程優化

2.1.1 WBS概述

工作分解結構(WBS)以可交付成果為導向對項目要素進行分解，是項目管理的常用工具之一，主要作用如下[6-7]：

(1)確定項目范圍。結合項目研發需求，準確地定義項目的目標和范圍。

(2)合理分配任務。結合項目團隊人力資源配置以及各人員的技術能力，分配各項對應的任務。

(3)估算項目成本。根據最小工作單元，估算項目所花費的時間、成本、資源，提高項目成本預算的準確度。

(4)明確項目進度。依據項目時間計劃、狀態進度、成本預算等，確定項目進度測量和控制的基準，確定最小工作單元的順序和內容。

WBS分解的具體步驟為：目標→責任→工作→活動，如圖3所示。

圖3 WBS分解步驟

2.1.2 流程優化

集成電路測試開發項目從立項到樣品驗收的全生命周期管理涉及質量、采購、測試等多個部門，具有技術復雜、參與方眾多、風險性較高等特點。在傳統的集成電路測試開發管理中，測試環節沒有得到足夠重視，導致產品研發質量不達標、交貨延期等問題。因此，急需對集成電路測試開發管理流程進行優化，提升測試水平和開發效率，保障產品的功能、參數指標、可靠性等滿足項目要求或客戶要求。

集成電路測試開發管理流程優化步驟如下：首先，確認產品需要實現的主要功能目標，基于WBS進行任務分解，定義各技術子系統的技術指標，再將技術指標分解為可操作的最小活動任務；其次，在制訂項目計劃時明確項目的技術難度及成熟度、人力資源、物力資源、工作時間、成本預算、參數指標等；最后，結合部門組織架構及資源配置情況對項目進行可行性評估。如果現有資源無法滿足項目需求，則需要重新整合資源、優化項目管理流程或重新優化組織架構。基于WBS分解原則，將集成電路測試開發任務進行分解和優化，如圖4所示。

圖4 集成電路測試開發流程WBS分解及優化

由圖4可知，集成電路測試開發管理流程按照測試開發、試驗/檢驗鑒定、失效分析、項目管理四大模塊進行細化分解。其中，測試開發可以分解為硬件開發(BOM原材料選型、DUT板原理圖設計、PCB版圖設計等)和軟件開發(測量向量腳本生成、測試程序調試、功能測試等)；試驗/鑒定檢驗可以分解為可靠性測試(加速環境應力測試、加速生命周期模擬測試、電性能測試等)和篩選考核(規范規定、篩選、考核鑒定)；失效分析可以分解為測試失效確認、故障樹原因分析、失效機理分析三大部分；項目管理貫穿于各子任務和活動，可以分解為保密方案與培訓、技術咨詢、機時安排等。

綜上所述，利用WBS進行任務分解，能夠有效提高測試研發效率，實現資源利用率最大化。

2.2 基于進度管理的集成電路測試開發流程優化

2.2.1 甘特圖概述

進度管理是項目管理的核心內容。通過甘特圖可以量化工作進展，科學管控整個測試開發項目的管理節點，降低測試開發風險。

2.2.2 流程優化

消費類電子產品一般需要提前完成整機產品的開發和驗證，保證產品能夠快速導入市場。因此，必須提前完成測試方案的開發和產品測試。

集成電路測試開發流程優化步驟如下：首先，合理安排各子任務或活動時間，對于多個不同子任務盡量采取并行方式；其次，保證各項目技術關鍵點處于不同的生命周期，即合理安排WBS分解的活動時間。需要注意的是，對于多個同時進行的項目，為了有效地平衡分配時間，必須合理制訂時間計劃，避免多個任務或活動在同一時間開始。

基于進度管理的集成電路測試開發管理流程優化甘特圖如圖5所示。在多個任務或活動的啟動時間和項目收尾時間相同時，應結合內外部資源，優化不同任務的關鍵技術節點時間，避免多個項目關鍵技術節點處于同一時間段，以有效保證項目進度和工期。

圖5 基于進度管理的集成電路測試開發管理流程優化甘特圖

3 結語

本文基于集成電路測試開發項目，將工作分解結構(WBS)、甘特圖等項目管理工具及方法應用于產品測試開發全生命周期。通過對產品測試不同階段進行流程優化，提高產品測試開發效率，進而降低測試開發成本，提高企業核心競爭力，可為其他項目進度管理提供參考。