業(yè)界解密：IC測(cè)試為什么重要？

多年前的一個(gè)偶然機(jī)緣,讓我進(jìn)入IC測(cè)試這個(gè)領(lǐng)域,一晃就是十年多了.這么多年下來,我發(fā)現(xiàn)一個(gè)不算有趣的的現(xiàn)象,國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)公司大多數(shù)都沒有一個(gè)像樣的專業(yè)測(cè)試團(tuán)隊(duì),或者就根本沒有一個(gè)懂測(cè)試的專業(yè)人員.這一點(diǎn)讓我很是好奇,所以進(jìn)而養(yǎng)成了一個(gè)習(xí)慣,凡是遇到國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)公司的資深人士,總會(huì)問一下他們對(duì)測(cè)試的理解和看法.我不太理解,有時(shí)遇到一個(gè)年銷售額高達(dá)幾千萬美元的公司,居然沒有一個(gè)專業(yè)的量產(chǎn)測(cè)試工程師—他們是怎么熬過來的?

進(jìn)一步的了解,讓我覺得有些不可思議:很多設(shè)計(jì)公司的資深人士甚至老總,對(duì)產(chǎn)品量產(chǎn)測(cè)試的理解竟然也十分的簡(jiǎn)單—產(chǎn)品測(cè)試的方法無非是象燈泡廠檢測(cè)燈泡一樣,通上電看看亮不亮就好了.雖然多數(shù)情況下會(huì)多一些定性的測(cè)試指標(biāo),但方法依然是過于簡(jiǎn)陋了.很多設(shè)計(jì)公司都習(xí)慣性地喜歡自己搭一個(gè)小的電路或者系統(tǒng)來取代專業(yè)測(cè)試設(shè)備,因?yàn)檫@樣可以避免為租用價(jià)格高昂的測(cè)試機(jī)而支付一大筆看似額外的開銷了.很多時(shí)候,這種方法看起來似乎是有效的,特別是中國(guó)國(guó)內(nèi)白牌電子設(shè)備市場(chǎng)還占據(jù)很大份額的客觀情況下。

不過,問題是這種簡(jiǎn)單粗糙的方式會(huì)在未來一直有效下去么?全球每年銷售五十億美金的測(cè)試機(jī)在中國(guó)大陸會(huì)真的變得可有可無么?當(dāng)然不是！

眾所周知，測(cè)試的目的自然是要把好壞芯片區(qū)分出來，把好的芯片送出去，確保質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的壞芯片不會(huì)被送到客戶那里去.很多公司往往習(xí)慣性地把實(shí)驗(yàn)室里系統(tǒng)驗(yàn)證的方法延伸到量產(chǎn)中去,用自搭電路系統(tǒng)去取代專業(yè)的測(cè)試機(jī).然而這通常是一件風(fēng)險(xiǎn)很大的事情,因?yàn)樽源畹南到y(tǒng)往往缺少測(cè)試機(jī)所具備的兩個(gè)最基本的特性：準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性.專業(yè)測(cè)試機(jī)的結(jié)構(gòu)和采用模組都經(jīng)過嚴(yán)格設(shè)計(jì)和篩選,并且有專業(yè)的風(fēng)冷水冷的恒溫環(huán)境以及定期的自檢和參數(shù)校準(zhǔn),其測(cè)試條件和結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性是一般自搭電路或系統(tǒng)所無法比擬的。這兩個(gè)特性的重要性或許在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段并不那么明顯,但在量產(chǎn)階段卻是關(guān)鍵的因素。

由于所有測(cè)試系統(tǒng)都必然存在誤差,所以一顆芯片的每個(gè)參數(shù)的實(shí)際測(cè)試結(jié)果都是真實(shí)性能和測(cè)試設(shè)備的誤差的組合.如果測(cè)試設(shè)備自身的誤差不能做到足夠小,就會(huì)影響到測(cè)試結(jié)果,而且這種誤差是無法通過后續(xù)的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行有效消除的。

假設(shè)一顆芯片的參數(shù)的要求是大于10,而測(cè)試設(shè)備導(dǎo)致的隨機(jī)誤差就有1的話,那為了確保出貨的芯片絕對(duì)可靠,那就必須把實(shí)際的閾值設(shè)定為11,以防漏檢.然而,由于測(cè)試系統(tǒng)引入的誤差是隨機(jī)的,實(shí)際測(cè)試結(jié)果9~11的芯片會(huì)有一部分是好芯片也被作為不合格芯片被over kill了,這直接導(dǎo)致產(chǎn)品良率的下降,產(chǎn)品的成本上升.然而不提高閾值的話,有憂可能導(dǎo)致不良芯片的出貨,導(dǎo)致客戶的產(chǎn)品質(zhì)量問題.所以,不準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果將直接導(dǎo)致生產(chǎn)者限于在犧牲良率和承擔(dān)客戶質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的兩難境況.關(guān)于測(cè)試精度的要求,一個(gè)簡(jiǎn)單而廣泛被接受的經(jīng)驗(yàn)是,測(cè)試系統(tǒng)的參數(shù)精度,至少要求比被測(cè)器件的要求精度高一個(gè)數(shù)量級(jí).比如,一個(gè)ADC的本身信噪比大約是50dB的話,系統(tǒng)提供的信號(hào)信噪比最好大于60dB。
當(dāng)然,僅僅有專業(yè)的測(cè)試平臺(tái)是不足以解決所有測(cè)試問題的.作為一個(gè)系統(tǒng)工程,量產(chǎn)測(cè)試的正確實(shí)施至少包括:

1) 選擇正確的測(cè)試平臺(tái),以及可靠的治具(合適才是最好,并非越貴越合適)

2) 制定一個(gè)完善的測(cè)試計(jì)劃(test plan),并委托專業(yè)人士進(jìn)行測(cè)試程序的開發(fā)和調(diào)試

3) 正確完備的量產(chǎn)導(dǎo)入流程和量產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)督管理

通常而言,即使采用專業(yè)的測(cè)試平臺(tái),量產(chǎn)測(cè)試占芯片生產(chǎn)的總成本也僅僅為2~5%,但測(cè)試作為產(chǎn)品質(zhì)量保障最后一道防線,對(duì)總體成本的影響卻是巨大的。