不同芯片的測(cè)試方法

半導(dǎo)體的生產(chǎn)流程包括晶圓制造和封裝測(cè)試，在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中分別需要完成晶圓檢測(cè)(CP, Circuit Probing)和成品測(cè)試(FT, Final Test)。無論哪個(gè)環(huán)節(jié)，要測(cè)試芯片的各項(xiàng)功能指標(biāo)均須完成兩個(gè)步驟：一是將芯片的引腳與測(cè)試機(jī)的功能模塊連接起來，二是通過測(cè)試機(jī)對(duì)芯片施加輸入信號(hào)，并檢測(cè)輸出信號(hào)，判斷芯片功能和性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。測(cè)試環(huán)節(jié)通常由芯片設(shè)計(jì)公司委托晶圓廠、封測(cè)廠或者第三方測(cè)試公司(以下統(tǒng)稱測(cè)試公司)進(jìn)行，具體分為兩種商業(yè)模式：一是芯片設(shè)計(jì)公司根據(jù)產(chǎn)品類型、功能和設(shè)計(jì)要求等向測(cè)試公司指定特定測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試;二是如果芯片設(shè)計(jì)公司的產(chǎn)品屬于技術(shù)上比較成熟的領(lǐng)域，芯片設(shè)計(jì)公司會(huì)直接委托測(cè)試公司，由測(cè)試公司根據(jù)自身設(shè)備排產(chǎn)情況選擇相應(yīng)的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。因此，測(cè)試設(shè)備制造商在進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和渠道拓展時(shí)需要兼顧設(shè)計(jì)公司和測(cè)試公司兩方的需求。

CP測(cè)試在整個(gè)芯片制作流程中處于晶圓制造和封裝之間，測(cè)試對(duì)象是針對(duì)整片晶圓(Wafer)中的每一個(gè)Die，目的是確保整片(Wafer)中的每一個(gè)Die都能基本滿足器件的特征或者設(shè)計(jì)規(guī)格書，通常包括電壓、電流、時(shí)序和功能的驗(yàn)證。CP測(cè)試的具體操作是在晶圓制作完成之后，成千上萬的裸DIE(未封裝的芯片)規(guī)則的分布滿整個(gè)Wafer。由于尚未進(jìn)行劃片封裝，只需要將這些裸露在外的芯片管腳，通過探針(Probe)與測(cè)試機(jī)臺(tái)(Tester)連接，進(jìn)行芯片測(cè)試就是CP測(cè)試。晶圓檢測(cè)是指通過探針臺(tái)和測(cè)試機(jī)的配合使用，對(duì)晶圓上的裸芯片進(jìn)行功能和電參數(shù)測(cè)試，其測(cè)試過程為：探針臺(tái)將晶圓逐片自動(dòng)傳送至測(cè)試位置，芯片的Pad 點(diǎn)通過探針、專用連接線與測(cè)試機(jī)的功能模塊進(jìn)行連接，測(cè)試機(jī)對(duì)芯片施加輸入信號(hào)并采集輸出信號(hào)，判斷芯片功能和性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。測(cè)試結(jié)果通過通信接口傳送給探針臺(tái)，探針臺(tái)據(jù)此對(duì)芯片進(jìn)行打點(diǎn)標(biāo)記，形成晶圓的Map圖。

成品測(cè)試是指通過分選機(jī)和測(cè)試機(jī)的配合使用，對(duì)封裝完成后的芯片進(jìn)行功能和電參數(shù)測(cè)試，其測(cè)試過程為：分選機(jī)將被測(cè)芯片逐個(gè)自動(dòng)傳送至測(cè)試工位，被測(cè)芯片的引腳通過測(cè)試工位上的基座、專用連接線與測(cè)試機(jī)的功能模塊進(jìn)行連接，測(cè)試機(jī)對(duì)芯片施加輸入信號(hào)并采集輸出信號(hào)，判斷芯片功能和性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。測(cè)試結(jié)果通過通信接口傳送給分選機(jī)，分選機(jī)據(jù)此對(duì)被測(cè)芯片進(jìn)行標(biāo)記、分選、收料或編帶。

外觀檢查就是目測(cè)或利用一些簡單儀器，如立體顯微鏡、金相顯微鏡甚至放大鏡等工具檢查PCB的外觀，尋找失效的部位和相關(guān)的物證，主要的作用就是失效定位和初步判斷PCB的失效模式。外觀檢查主要檢查PCB的污染、腐蝕、爆板的位置、電路布線以及失效的規(guī)律性、如是批次的或是個(gè)別，是不是總是集中在某個(gè)區(qū)域等等。另外，有許多PCB的失效是在組裝成PCBA后才發(fā)現(xiàn)，是不是組裝工藝過程以及過程所用材料的影響導(dǎo)致的失效也需要仔細(xì)檢查失效區(qū)域的特征。

半導(dǎo)體測(cè)試是半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，其核心測(cè)試設(shè)備包括測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)。全球半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模為50.1億美元，行業(yè)快速增長且進(jìn)口替代空間非常大。并購加劇了半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)的集中度，泰瑞達(dá)、愛德萬和科休占全球測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)份額接近85%，國內(nèi)以華峰測(cè)控、長川科技為代表的本土測(cè)試設(shè)備企業(yè)已掌握自主核心技術(shù)，受益國內(nèi)封裝測(cè)試業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張，將得到快速發(fā)展。我們認(rèn)為，自主研發(fā)和并購將成為國內(nèi)測(cè)試設(shè)備企業(yè)的必經(jīng)之路，預(yù)計(jì)未來國內(nèi)會(huì)出現(xiàn)5-10家在各自細(xì)分市場(chǎng)領(lǐng)先的測(cè)試設(shè)備企業(yè)，通過并購最終形成2-3家國際領(lǐng)先的半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備企業(yè)。