芯片測試的目的是快速了解它的體質(zhì).
大公司的每日流水的芯片就有幾萬片, 測試的壓力是非常大. 當(dāng)芯片被晶圓廠制作出來后, 就會(huì)進(jìn)入Wafer Test的階段. 這個(gè)階段的測試可能在晶圓廠內(nèi)進(jìn)行, 也可能送往附近的測試廠商代理執(zhí)行. 生產(chǎn)工程師會(huì)使用自動(dòng)測試儀器(ATE)運(yùn)行芯片設(shè)計(jì)方給出的程序, 粗暴
通過了Wafer Test后, 晶圓會(huì)被切割. 切割后的芯片按照之前的結(jié)果分類. 只有好的芯片會(huì)被送去封裝廠封裝. 封裝的地點(diǎn)一般就在晶圓廠附近, 這是因?yàn)槲捶庋b的芯片無法長距離運(yùn)輸. 封裝的類型看客戶的需要, 有的需要球形BGA, 有的需要針腳, 總之這一步很簡單, 故障也較少. 由于封裝的成功率遠(yuǎn)大于芯片的生產(chǎn)良品率, 因此封裝后不會(huì)測試.
封裝之后, 芯片會(huì)被送往各大公司的測試工廠, 也叫生產(chǎn)工廠. 并且進(jìn)行Final Test. 生產(chǎn)工廠內(nèi)實(shí)際上有十幾個(gè)流程, Final Test只是第一步. 在Final Test后, 還需要分類, 刻字, 檢查封裝, 包裝等步驟. 然后就可以出貨到市場.
Final Test是工廠的重點(diǎn), 需要大量的機(jī)械和設(shè)備. 它的目的是把芯片嚴(yán)格分類. 以Intel的Soc來說, 在Final Test中可能出現(xiàn)這些現(xiàn)象:
1. 雖然通過了Wafer Test, 但是芯片仍然是壞的.
2. 封裝損壞.
3. 芯片部分損壞. 比如CPU有2個(gè)核心損壞, 或者GPU損壞, 或者顯示接口損壞等
4. 芯片是好的, 沒有故障
這時(shí), 工程師需要和市場部一起決定, 該如何將這些芯片分類. 打比方說, GPU壞了的, 就被當(dāng)做無顯示核心的"賽揚(yáng)"系列處理器. 比如CPU壞了2個(gè)的, 就當(dāng)"酷睿i3"系列處理器. 芯片工作正常, 但是工作頻率不高的, 就當(dāng)"酷睿i5"系列處理器. 一點(diǎn)問題都沒有的, 就當(dāng)"酷睿i7"處理器.
那這里的Final Test該怎樣做?
Final Test可以分成兩個(gè)步驟: 1. 自動(dòng)測試設(shè)備(ATE). 2. 系統(tǒng)級(jí)別測試(SLT). 2號(hào)是必要項(xiàng). 1號(hào)一般小公司用不起.
ATE的測試一般需要幾秒, 而SLT需要幾個(gè)小時(shí). ATE的存在大大的減少了芯片測試時(shí)間.
ATE負(fù)責(zé)的項(xiàng)目非常之多, 而且有很強(qiáng)的邏輯關(guān)聯(lián)性. 測試必須按順序進(jìn)行, 針對前列的測試結(jié)果, 后列的測試項(xiàng)目可能會(huì)被跳過. 這些項(xiàng)目的內(nèi)容屬于公司機(jī)密, 我僅列幾個(gè): 比如電源檢測, 管腳DC檢測, 測試邏輯電路(一般是JTAG)檢測, 高壓烤片, 物理連接層PHY檢測, IP內(nèi)部檢測(包括Scan, BIST, Function等), IP的IO檢測(比如DDR, SATA, PLL, PCIE, Display等), 輔助功能檢測(比如熱力學(xué)特性, 熔斷等).
這些測試項(xiàng)會(huì)給出Pass/Fail, 根據(jù)這些Pass/Fail來分析芯片的體質(zhì), 就是測試工程師的工作.
SLT在邏輯上則簡單一些, 把芯片安裝到主板上, 配置好內(nèi)存, 外設(shè), 啟動(dòng)一個(gè)操作系統(tǒng), 然后用軟件烤機(jī)測試并記錄結(jié)果并比較. 另外還要檢測BIOS相關(guān)項(xiàng)等.