“時(shí)間就是金錢”這句話在半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)測試中尤為貼切。
因?yàn)橹挥?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%99%B6%E5%9C%86/">晶圓或芯片測試完畢后,其他部件才能開始測試。測試速度越慢,就越需要更多的自動化測試設(shè)備(ATE)來滿足生產(chǎn)測試吞吐量要求。最近幾代的先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)器件有更多的測試引腳數(shù)、更快的測試通道和更大測試向量存儲容量導(dǎo)致ATE硬件的價(jià)格大幅上漲。
此外,由于芯片功能的不斷增加,需要測試的邏輯增加,因此需要更多的測試向量和測試儀內(nèi)存,成本也隨之增加。更多的測試向量還需要更長的測試運(yùn)行時(shí)間,為了保持吞吐量,就需要增加測試儀數(shù)量。
所以說,如果測試速度不夠快,芯片生廠商的成本會越來越高。
自動測試向量生成(ATPG)廣泛用于生成在生產(chǎn)測試儀上運(yùn)行的程序?,F(xiàn)代芯片的復(fù)雜性也給測試過程帶來了壓力,通常需要較長的運(yùn)行時(shí)間,這可能會導(dǎo)致生產(chǎn)測試推遲。
特別是對于需要測試數(shù)百萬芯片的大批量產(chǎn)品而言,每節(jié)省一秒鐘的測試時(shí)間都會帶來巨大的收益。然而,在減少測試向量的同時(shí),必須保證盡可能高的測試覆蓋率或向客戶交付的產(chǎn)品質(zhì)量。因此,有效的高效ATPG解決方案對生成的測試程序乃至生成過程都有很高的要求。
傳統(tǒng)的向量生成流程是一個迭代的手動循環(huán),開發(fā)者首先要設(shè)置典型的ATPG工具參數(shù),如提供故障模型、定義設(shè)計(jì)約束、指定所生成測試的ATPG指標(biāo)目標(biāo)等。然后,開發(fā)者對達(dá)到目標(biāo)結(jié)果質(zhì)量(QoR)所需的工具設(shè)置做出盡可能準(zhǔn)確的估計(jì),并運(yùn)行測試向量生成。
第一次嘗試很可能無法達(dá)到ATPG目標(biāo),通常需要大量的專業(yè)知識和多次嘗試,而且開發(fā)者需要對工具設(shè)置進(jìn)行反復(fù)微調(diào),才能收斂到可接受的結(jié)果。之所以會出現(xiàn)這種情況主要是由于多個ATPG工具參數(shù)之間的相互依賴關(guān)系及其對ATPG QoR的影響,使得手動管理變得非常復(fù)雜。即便是測試專家,也需要更長的時(shí)間才能獲得理想結(jié)果。
即使使用這樣的流程達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果,也無法保證設(shè)計(jì)之間的可重復(fù)性,因此周轉(zhuǎn)時(shí)間和測試向量簽核時(shí)間表擁有一定的不可預(yù)測性。這可能意味著,當(dāng)芯片從晶圓廠運(yùn)回進(jìn)行測試時(shí),測試向量可能還沒有準(zhǔn)備就緒,從而使ATPG在關(guān)鍵路徑上和設(shè)計(jì)進(jìn)度上面臨風(fēng)險(xiǎn)。
引入人工智能(AI)是滿足現(xiàn)代測試向量生成流程要求的一種創(chuàng)新方法。基于人工智能的ATPG解決方案可以通過并行運(yùn)行的方式,不斷學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)特性、ATPG引擎行為、用戶約束/目標(biāo)以及可用的設(shè)置。在優(yōu)化設(shè)置時(shí),通過對結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析,了解哪些有效、哪些無效,這正是人工智能擅長的工作。在這個工具內(nèi)部,無需任何手動迭代或設(shè)置操作,即可收斂至測試覆蓋率目標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)一次就正確的結(jié)果。
以下是我們建議的流程:使用標(biāo)準(zhǔn)ATPG進(jìn)行初始運(yùn)行,以獲得干凈的設(shè)計(jì)DRC,然后使用分布式ATPG運(yùn)行,通過網(wǎng)表下降和/或ATPG更改來分析、優(yōu)化和驗(yàn)證目標(biāo)測試覆蓋率,運(yùn)行時(shí)間非常短。在達(dá)到所需的測試覆蓋率后,可以利用人工智能盡量減少芯片進(jìn)入生產(chǎn)測試前所需的測試向量。這一流程可以在保證設(shè)計(jì)進(jìn)度的同時(shí),得到低成本高質(zhì)量的測試向量,并實(shí)現(xiàn)快速周轉(zhuǎn)。
新思科技TSO.ai(測試空間優(yōu)化)是一種人工智能驅(qū)動型ATPG解決方案,可學(xué)習(xí)和調(diào)整設(shè)置,持續(xù)生成盡可能少的測試向量,同時(shí)消除不必要的迭代,加快任何設(shè)計(jì)的結(jié)果生成時(shí)間。在一些情況下,當(dāng)測試儀內(nèi)存有限時(shí),它還能在固定測試向量數(shù)量下實(shí)現(xiàn)更高的測試覆蓋率。該技術(shù)可用于最大限度地減少最終流片網(wǎng)表或已投入生產(chǎn)的設(shè)計(jì)所需的測試向量,以快速節(jié)省測試成本,同時(shí)也可在整個設(shè)計(jì)過程中通過網(wǎng)表下降進(jìn)行學(xué)習(xí),以縮短最終向量減少過程的周轉(zhuǎn)時(shí)間。
事實(shí)表明,這種方法可在所有應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)一致的測試成本降低,通常情況下向量數(shù)量會減少20%至25%,在某些情況下甚至超過50%。這加快了生產(chǎn)測試的速度,節(jié)省了時(shí)間和成本,同時(shí)減少了特定產(chǎn)量所需的測試儀數(shù)量。