一文看懂芯片測試產(chǎn)業(yè)

2020-10-14 9:51:00

集成電路測試卡位產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，貫穿設(shè)計(jì)、制造、封裝以及應(yīng)用的全過程。從整個(gè)制造流程上來看，集成電路測試具體包括設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、晶圓制造階段的過程工藝檢測、封裝前的晶圓測試以及封裝后的成品測試，貫穿設(shè)計(jì)、制造、封裝以及應(yīng)用的全過程，在保證芯片性能、提高產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)效率方面具有重要作用。

從IDM到垂直分工，IC產(chǎn)業(yè)專業(yè)化分工催生獨(dú)立測試廠商出現(xiàn)。集成電路產(chǎn)業(yè)從上世紀(jì)60年代開始逐漸興起，早期企業(yè)都是IDM運(yùn)營模式（垂直整合），這種模式涵蓋設(shè)計(jì)、制造、封測等整個(gè)芯片生產(chǎn)流程，這類企業(yè)一般具有規(guī)模龐大、技術(shù)全面、積累深厚的特點(diǎn)，如Intel、三星等。隨著技術(shù)升級的成本越來越高以及對IC產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率的要求提升，促使整個(gè)產(chǎn)業(yè)逐漸向垂直分工模式發(fā)展。

1987年，臺(tái)積電創(chuàng)立，將IC制造從IC產(chǎn)業(yè)中剝離出來，而后逐漸發(fā)展為設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試分離的產(chǎn)業(yè)鏈模式。這種垂直分工的模式首先大大提升了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的運(yùn)作效率；其次，將相對輕資產(chǎn)的設(shè)計(jì)和重資產(chǎn)的制造及封測分離有利于各個(gè)環(huán)節(jié)集中研發(fā)投入，加速技術(shù)發(fā)展，也降低了企業(yè)的準(zhǔn)入門檻和運(yùn)營成本；再者，各環(huán)節(jié)交由不同廠商進(jìn)行，增強(qiáng)企業(yè)的專業(yè)性和生產(chǎn)流程的準(zhǔn)確性。此外，專業(yè)測試從封測中分離既可以減少重復(fù)產(chǎn)能投資，又可以穩(wěn)定地為中小設(shè)計(jì)廠商提供專業(yè)化測試服務(wù)，以規(guī)模效應(yīng)降低產(chǎn)品的測試費(fèi)用，縮減產(chǎn)業(yè)成本。

集成電路測試卡位產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，貫穿設(shè)計(jì)、制造、封裝以及應(yīng)用的全過程。從整個(gè)制造流程上來看，集成電路測試具體包括設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、晶圓制造階段的過程工藝檢測、封裝前的晶圓測試以及封裝后的成品測試，貫穿設(shè)計(jì)、制造、封裝以及應(yīng)用的全過程，在保證芯片性能、提高產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)效率方面具有重要作用。

設(shè)計(jì)驗(yàn)證，又稱實(shí)驗(yàn)室測試或特性測試，是在芯片進(jìn)入量產(chǎn)之前驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否正確，需要進(jìn)行功能測試和物理驗(yàn)證。

過程工藝檢測，即晶圓制造過程中的測試，需要對缺陷、膜厚、線寬、關(guān)鍵尺寸等進(jìn)行檢測，屬前道測試。
晶圓測試（Chip Probing，又稱中測），是通過對代工完成后的晶圓進(jìn)行測試，目的是在劃片封裝前把壞的祼片（die）挑出來，以減少封裝和芯片成品測試成本，同時(shí)統(tǒng)計(jì)出晶圓上的管芯合格率、不合格管芯的確切位置和各類形式的合格率等，能直接反應(yīng)晶圓制造良率、檢驗(yàn)晶圓制造能力。
芯片成品測試（Final Test，也稱終測），集成電路后道工序的劃片、鍵合、封裝及老化過程中都會(huì)損壞部分電路，所以在封裝、老化以后要按照測試規(guī)范對電路成品進(jìn)行全面的電路性能檢測，目的是挑選出合格的成品，根據(jù)器件性能的參數(shù)指標(biāo)分級，同時(shí)記錄各級的器件數(shù)和各種參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分布情況；根據(jù)這些數(shù)據(jù)和信息，質(zhì)量管理部門監(jiān)督產(chǎn)品的質(zhì)量，生產(chǎn)管理部門控制電路的生產(chǎn)。

IC測試是確保產(chǎn)品良率和成本控制的重要環(huán)節(jié)，在IC生產(chǎn)過程中起著舉足輕重的作用。IC測試是集成電路生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，測試的主要目的是保證芯片在惡劣環(huán)境下能完全實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)格書所規(guī)定的功能及性能指標(biāo)，每一道測試都會(huì)產(chǎn)生一系列的測試數(shù)據(jù)，由于測試程序通常是由一系列測試項(xiàng)目組成的，從各個(gè)方面對芯片進(jìn)行充分檢測，不僅可以判斷芯片性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是否可以進(jìn)入市場，而且能夠從測試結(jié)果的詳細(xì)數(shù)據(jù)中充分、定量地反映出每顆芯片從結(jié)構(gòu)、功能到電氣特性的各種指標(biāo)。因此，對集成電路進(jìn)行測試可有效提高芯片的成品率以及生產(chǎn)效率。

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