做一款芯片最基本的環節是設計->流片->封裝->測試，芯片成本構成一般為人力成本20%，流片40%，封裝35%，測試5%【對于先進工藝，流片成本可能超過60%】。

測試其實是芯片各個環節中最“便宜”的一步，在這個每家公司都喊著“Cost Down”的激烈市場中，人力成本逐年攀升，晶圓廠和封裝廠都在乙方市場中“叱咤風云”，唯獨只有測試顯得不那么難啃，Cost Down的算盤落到了測試的頭上。

但仔細算算，測試省50%，總成本也只省2.5%，流片或封裝省15%，測試就相當于免費了。但測試是產品質量最后一關，若沒有良好的測試，產品PPM【百萬失效率】過高，退回或者賠償都遠遠不是5%的成本能代表的。

芯片需要做哪些測試呢？

主要分三大類：芯片功能測試、性能測試、可靠性測試，芯片產品要上市三大測試缺一不可。在半導體芯片測試中，CP測試（Chip Probing, 晶圓測試）和FT測試（Final Test, 成品測試）是兩個十分關鍵的階段。它們分別對應于芯片在封裝前后的測試，確保產品的質量和性能。

功能測試，是測試芯片的參數、指標、功能，的驗證。

性能測試，由于芯片在生產制造過程中，有無數可能的引入缺陷的步驟，即使是同一批晶圓和封裝成品，芯片也各有好壞，所以需要進行篩選。

可靠性測試，芯片通過了功能與性能測試，得到了好的芯片，但是芯片會不會被冬天里最討厭的靜電弄壞，在雷雨天、三伏天、風雪天能否正常工作，以及芯片能用一個月、一年還是十年等等，這些都要通過可靠性測試進行評估。

那要實現這些測試，我們有哪些手段呢？

測試方法：板級測試、晶圓CP測試、封裝后成品FT測試、系統級SLT測試、可靠性測試，多策并舉。

板級測試，主要應用于功能測試，使用PCB板+芯片搭建一個“模擬”的芯片工作環境，把芯片的接口都引出，檢測芯片的功能，或者在各種嚴苛環境下看芯片能否正常工作。需要應用的設備主要是儀器儀表，需要制作的主要是EVB評估板。

1. CP測試（Chip Probing, 晶圓測試）

1.1 定義

CP測試是在晶圓制造完成后、芯片封裝前進行的電性測試。它通過探針卡（Probe Card）接觸芯片的焊盤（Pad），利用自動測試設備（ATE）測試芯片的基本功能和電性參數，以篩選不良芯片。

1.2 主要目的

? 篩選不良芯片，避免浪費封裝成本。

? 驗證芯片基本性能，確保其符合規格要求。

? 數據收集，用于晶圓良率分析、工藝優化和失效分析。

主要測試內容

1. 直流測試（DC Test）

? 工作電壓（Vdd, Vss）

? 漏電流（Ioff, Leakage）

? 靜態電流（IDDQ Test）

? 輸入/輸出電平（VIH, VIL, VOH, VOL）

2. 交流測試（AC Test）

? 時序測試（Timing Test）

? 傳播延遲（Propagation Delay）

? 工作頻率測試（Functional Frequency Test）

3. 功能測試（Functional Test）

? 邏輯功能測試（如存儲器讀寫測試）

? 特殊模式測試（如Scan Chain, MBIST, JTAG）

封裝后成品FT測試，常應用與功能測試、性能測試和可靠性測試中，檢查芯片功能是否正常，以及封裝過程中是否有缺陷產生，并且幫助在可靠性測試中用來檢測經過“火雪雷電”之后的芯片是不是還能工作。需要應用的設備主要是自動測試設備【ATE】+機械臂【Handler】+儀器儀表，需要制作的硬件是測試板【Loadboard】+測試插座【Socket】等。

系統級SLT測試，常應用于功能測試、性能測試和可靠性測試中，常常作為成品FT測試的補充而存在，顧名思義就是在一個系統環境下進行測試，就是把芯片放到它正常工作的環境中運行功能來檢測其好壞，缺點是只能覆蓋一部分的功能，覆蓋率較低所以一般是FT的補充手段。需要應用的設備主要是機械臂【Handler】，需要制作的硬件是系統板【System Board】+測試插座【Socket】。

FT測試的設備

? Handler（上下料設備）：Multitest, Cohu, Seiko Epson

? ATE（自動測試設備）：Advantest, Teradyne, National Instruments

? 燒錄設備（Programming Equipment）：用于燒錄固件的芯片

可靠性測試，主要就是針對芯片施加各種苛刻環境，比如ESD靜電，就是模擬人體或者模擬工業體去給芯片加瞬間大電壓。再比如老化HTOL【High Temperature Operating Life】，就是在高溫下加速芯片老化，然后估算芯片壽命。還有HAST【Highly Accelerated Stress Test】測試芯片封裝的耐濕能力，待測產品被置于嚴苛的溫度、濕度及壓力下測試，濕氣是否會沿者膠體或膠體與導線架之接口滲入封裝體從而損壞芯片。當然還有很多很多手段，不一而足，未來專欄講解。

總結

芯片測試的重要性，是確保芯片質量和可靠性的最后一道防線。一個經過充分測試的芯片，可以提供給客戶更高的可靠性和性能，增強公司的聲譽和競爭力。同時，芯片測試也對整個芯片設計和制造過程起到了指導作用，幫助發現和解決潛在的問題，提升整體生產效率和產品質量。芯片測試的結果：好芯片被錯殺（沒通過測試），叫Yield Loss（產量損失）或over kill；壞芯片通過測試，叫Test Escape（測試逃逸）；好的通過，壞的沒過，這是最理想的情況。Test Escape（測試逃逸）是指在測試芯片時，有些問題或缺陷沒有被發現，從而逃脫了測試的范圍。這就像是有些壞點或故障在測試過程中被漏過了，最后進入了市場。這可能導致產品的質量問題和用戶的投訴。Yield Loss（產量損失）是指在制造芯片時，由于測試發現了一些問題或缺陷，導致了更多的芯片被判定為不合格而無法使用。這些不合格的芯片將會增加成本，并浪費了制造能力。這兩個概念之間存在一種平衡。如果測試方法不夠嚴格，可能會有更多的測試逃逸，但產量損失可能較低。相反，如果測試方法過于嚴格，可能會減少測試逃逸，但產量損失可能會增加。因此，在芯片測試中，需要設計合理的測試方案。

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