通过高效的测试程序开发控制日益增长的非资金测试成本

在日益增长的器件复杂度和异常激烈的终端用户产品价格竞争的双重限制下,半导体制造商逐渐意识到在今日市场中降低测试成本的紧迫性。随着转移到器件量产测试难度的不断增大,传统的测试成本构成已经有了显著改变,成本逐渐转向了生产测试前的产品开发阶段。如今,成本控制的关键在于高效的测试开发和验证能力,因此迫切需要可在各类电子设计自动化(eda)工具及自动测试设备(ate)平台之间进行灵活通信的方法。

  曾是成本的主要组成部分的用于测试设备的资金成本现在仅占测试成本的约百分之三十。如今,半导体制造商发觉大部分与测试相关的成本用于测试开发和工程验证测试阶段(图1)。具体的,这些非资金成本主要包括以下一些测试方面:

图1. 测试开发以及硅片验证成本现今在ic开发成本中占主导地位

  ·测试程序开发——日新月异的应用需求促使设计向复杂化、高集成度发展(如片上系统(soc)),进而测试程序的复杂度及相关研发时间也相应有所增加。
  ·仿真——日趋复杂的测试程序要求在流片和量产前在工程环境下对测试程序的功能进行尽可能全面的验证。
  ·硅片调试——诸如300mm之类更为先进的加工工艺给首次流片的成功增加了难度,这就需要更强大的原型硅片分析调试工具。
  ·硅片特性分析——日益增长的集成度、时钟频率和高效的宽带性能需要更为复杂的特性分析方法。(更多内容请参阅有关硅片调试和特性分析的文献。)

  在这些方面中,测试程序的开发对测试相关成本的控制最具影响力:测试程序决定了单位测试成本,但他们也同时直接影响到硅片调试和特性分析的有效性。传统的测试方法使用的是点解决方案,比如由测试工程师基于特定eda工具和ate平台间的特定接口所写的一系列文档(图2),可重复性与可维护性都比较差。当半导体公司向更为先进的设计流程和eda工具迈进时,这些陈旧的方法只会增加成本,延迟新工具或新器件进入现存生产环境。

图2. 特定eda和ate环境下的点解决方案具有较差的可重复性及可维护性

  为了处理不同的ate流程,更新的方法是使用基于开放式测试-开发策略的两步流程(图3)。区别于传统的点解决方案接口的集合,这种改进的流程将体设计至测试的向量转换从ate特定问题中区分出来单独考虑。

图3. 通过将设计至测试的模型转换与ate特定目标过程区分开来,开发方法的两步流程降低了测试开发的复杂度和周期,以及设备测试的时间

  第一步,启动转换工具,自动从先进的设计验证环境中提取仿真向量(例如cadence design systems、mentor graphics和synopsys)。然而,与早先的提取工具不同的是,如今的工具可以完成诸如时序发现等一些复杂任务,帮助测试工程师完成将事件流映射到包含时序的器件波形上这种复杂且容易出错的工作。这些工具可以识别设计生成,自动计数管脚、时钟频率和时序的变化。最后,这些工具保存周期化的,不依赖于ate的向量于数据库中,以便第二步使用。整个过程中,自动工具支持诸如向量文件处理和数据压缩的方法来处理大量数据密集型测试应用。

  第二步,针对特定ate的步骤。这一步中从数据库中提取周期化的数据,并且将其转换为用于特定工程验证测试系统或生产测试系统的测试向量。在这步中转换工具将周期化数据映射到特定ate向量、指令码、并压缩时序格式。这些工具生成ate波形程序,利用特定ate提供的硬件能力,如:扫描测试或高速模式,转换结束生成可用于特定ate的测试文件。

  在最后完成这些文件之前,测试工程师可以在建立于开发组现有eda仿真器中的虚拟ate环境下验证测试程序的功能性。在这里,测试工程师在包括被测器件(dut)、接口板和ate本身模型的仿真环境下运行他们的测试程序。工程师们可以通过虚拟ate方法在流片前验证整个测试-开发过程,无需实际的ate系统。这些方法不但在任何组织中对于减少测试程序的错误都是至关重要的,而且对于许多半导体厂商和日益增多的依赖于

  • 通过高效的测试程序开发控制日益增长的非资金测试成本已关闭评论
    A+
发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计