半導體產(chǎn)業(yè)鏈很長，但是如果從芯片測試的角度來看，芯片的制造環(huán)節(jié)可以分為晶圓制造、晶圓測試、芯片封裝、成品測試等幾個階段。其中晶圓測試通過ATE搭配Prober來完成；成品測試則是通過ATE搭配高低溫沖擊氣流儀來完成。

從研發(fā)到量產(chǎn)，測試是關鍵必備環(huán)節(jié)

         因為芯片測試所占芯片總制造成本的比例相對較小，在百分之幾的范圍，通常會被很多芯片設計公司所忽視。但實際上，芯片測試是實現(xiàn)從研發(fā)到量產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)。首先，我們通過晶圓測試和成品測試雙重環(huán)節(jié)來保障產(chǎn)品的質(zhì)量。其次，測試方案的優(yōu)劣直接影響到良率的高低和測試成本的大小。

         芯片測試是一項較為復雜的工作，它涉及到測試設備、測試程序、測試參數(shù)、測試條件、測試方法論、新產(chǎn)品量產(chǎn)導入流程和系統(tǒng)、芯片功能及性能的驗證、測試數(shù)據(jù)分析等諸多方面。要開發(fā)出一套高質(zhì)量的測試方案，需要開發(fā)者熟悉所測芯片的功能，熟悉所用測試設備的性能，具備完善的半導體測試理論知識，擁有豐富的量產(chǎn)測試開發(fā)實踐經(jīng)驗。

         測試工程的工作重點是測試方案的開發(fā)和執(zhí)行，包括三種主要的ATE測試程序：用于可靠性測試的QUAL程序，用于芯片驗證的CHAR的程序，以及用于量產(chǎn)的CP和FT程序。

二、對ATE測試方案有不同的期望

         首先，可靠性測試 (Reliability Test）對ATE測試方案（QUAL）的期望

         第一，非常快速鎖定檢驗程序 (Lock test program ASAP)。在芯片可靠性測試的前后，我們需要用ATE程序來搜集芯片在關鍵參數(shù)上測試結(jié)果的漂移。有些可靠性測試項目的測試時間很長，盡早鎖定ATE QUAL test program，才能開始進行可靠性的測試，從而盡早知道芯片的可靠性設計是否達到期望。

         第二，足夠的覆蓋率 (“Good-enough” test coverage)。沒有足夠覆蓋率的程序，會喪失對芯片某些關鍵參數(shù)的測試結(jié)果監(jiān)測，從而忽視潛在的質(zhì)量風險。

         第三，精確性 (accuracy)。我們需要一定精度來追蹤關鍵參數(shù)的漂移，測試的精度要能夠定量地反映出趨勢的變化。

         穩(wěn)定性 （Gauge R&R – Repeatability &Reproducibility） 對同一顆芯片的同一個參數(shù)多次測量結(jié)果一致嗎? 在不同的測試機臺上的結(jié)果是否一致？在同一個機臺，利用不同的測試治具得出的測試結(jié)果是否一致? 在同一機臺、同一治具上的不同工位測測試結(jié)果是否一致？這些都是我們需要搜集和分析的數(shù)據(jù)。

         成都中冷低溫生產(chǎn)研發(fā)的ThermoTST TS760是一臺精密的高低溫沖擊氣流儀，具有更廣泛的溫度范圍-70℃到+225℃，提供了非常先進的溫 度轉(zhuǎn)換測試能力。溫度轉(zhuǎn)換從-55℃到+125℃之間轉(zhuǎn)換10秒 ; 經(jīng)長期的多 工況驗證，滿足各類生產(chǎn)環(huán)境和工程環(huán) 境的要求。TS760是純機械制冷，無需液氮或任何其它消耗性制冷劑。 其搭配ATE進行特性分析、高低溫溫變測試、溫度沖擊測試、失效分析等可靠性試驗。

其次，驗證測試 (Characterization Test) 對ATE測試方案（CHAR）的期望

         第一，完整的覆蓋率。CHAR test program是一個項目中較龐大、完整的ATE測試程序。它的作用是對芯片的各個ip、各項參數(shù)在不同測試條件下做完備的檢測。CHAR program在不同process corner、不同電壓、不同溫度下所得到的測試結(jié)果，幫助我們對芯片進行一個“全方位的體檢”，即characterization across“PVT”。

         第二，非常精確。相比QUAL 測試程序，我們對CHAR測試結(jié)果的精確度有著更高的期望。由于CHAR program不用于大批量生產(chǎn)，對test time不太敏感，因此為了更準確地分析芯片的性能，我們可以通過設定更精確的量測檔位、取更多的采樣點做平均、以及預留更多的wait time/settling time等方式來達到ATE instrument力所能及的精確的結(jié)果。

         第三，穩(wěn)定性。同QUAL 程序一樣，我們也需要穩(wěn)定的ATE測試結(jié)果。

         而后，量產(chǎn)測試 (Production Test) 對ATE測試方案（CP/FT）的期望

         第一，低成本 （Lowest-cost）。在任何大規(guī)模生產(chǎn)中，生產(chǎn)成本一定是我們優(yōu)先考慮的事。因此，我們需要采用“合適而不是昂貴、高端的ATE測試設備”來開發(fā)量產(chǎn)測試方案。

         第二，非常穩(wěn)定 （High Gauge R&R）。三種ATE測試程序中，“量產(chǎn)測試程序”對穩(wěn)定度的要求高。這是因為測試結(jié)果的穩(wěn)定性極大地影響著量產(chǎn)良率，而良率也間接轉(zhuǎn)換成芯片的生產(chǎn)制造成本，同時影響著產(chǎn)品的產(chǎn)能和交付。

         第三，充足的覆蓋率 （Sufficient test coverage）。我們用充足的覆蓋率，而不是完整的覆蓋率，這是出于測試成本的考慮。ATE CHAR program需要幾分鐘、幾十分鐘、甚至幾個小時的來完成一顆芯片的測試數(shù)據(jù)搜集是很常見的。很顯然，這種program不能用于量產(chǎn)，因為太貴了！一套ATE測試設備每小時的收費大概在10美金到200美金不等。如果一顆芯片測試需要幾十分鐘，那么它一定要賣出天價才能保本。所以我們不得不在test coverage和test time之間做權衡和取舍。