片测试是确保产品良率和成本控制的重要环节，主要目的是保证芯片在恶劣环境下能完全实现设计规格书所规定的功能及性能指标，以此判断芯片性能是否符合标准，是否可以进入市场。

       随着产品进入高性能CPU、GPU、NPU、DSP和SoC时代，芯片内部集成的模块越来越多，生产制造过程中的失效模式也相应增多，芯片测试的重要性凸显，现有以封装为主、测试为辅的一体化构造已经无法满足测试需求，封测分离趋势正在逐步加重。

测试重要性凸显，封测分离已是大势所趋

       芯片的测试主要分为三个阶段：芯片设计中的设计验证、晶圆制造中的晶圆测试（CP测试）以及封装完成后的成品测试（FT测试），其中CP测试和FT测试是半导体后道测试的核心环节。

1、设计验证

       设计验证是采用相应的验证语言、验证工具及验证方法，在芯片生产之前验证芯片设计是否符合芯片定义的需求规格，是否已经完全释放了风险，发现并更正了所有的缺陷。

       众所周知流片费用高昂，在芯片生产过程中单单流片就占了总成本的60%。以28nm芯片为例：根据Gartner的数据显示，28nm制程芯片的平均设计成本为3000万美元。在芯片流片之后再发现设计故障基本无法更改，所以芯片设计验证处在流片环节的上游是减小流片损失。

2、CP测试和FT测试

       CP测试在整个芯片制造过程中位于晶圆制造和封装之间，通过在检测头上装上以金线制成细如毛发的探针（probe），与晶粒上的接点（pad）接触，测试其电气特性，不合格的晶粒会被标上记号，而后当晶圆以晶粒为单位切割成独立的晶粒时，标有记号的不合格晶粒会被淘汰。

       FT测试是芯片在封装完成以后进行的功能和性能测试，是产品质量控制的重要环节。一般来说，CP测试的项目比较多也比较全，FT测试的项目比较少，但都是关键项目，条件严格。

       CP测试与FT测试的持续时间与测试覆盖率直接相关，测试时间越长则测试覆盖率越好。但是收费标准也是根据按照测试时间而定，测试项越多，测试时间就会越长，费用越高。

       芯片制造过程中的测试成本约占设计费用的5%，一些公司为节省成本，流片完成后直接切割封装，砍去了CP测试的环节，只做少量的封装测试（FT测试）。不过，这样做的结果就是一些有故障问题的芯片未能被检测出来就直接装机流向客户。如果把有功能缺陷的芯片卖给客户，损失是极其惨重的，不仅是经济上的赔偿，还有损信誉，对客户回流意义重大，价值更是不可估量。

       可见测试再也不是芯片制造的配角更不是封装的附属品，芯片测试非常必要，且一定要专注去做。但是这些年，由于长期被迫与封装捆绑，导致芯片测试业缺乏承接客户能力，加之整个行业起步较慢，在整个发展过程中面临诸多困难。

芯片测试需克服的难题

1、芯片测试正在越来越贵。

2、新材料存在诸多不可控性。

       半导体材料是产业链上游中重要的一环，可以对下游每一个生产环节造成影响，越来越多的新材料被加入到芯片中，给芯片测试带来诸多难题。这些材料或软或脆，或用于制作薄膜或增加电子迁移率，在测试之前需要进行更多的特性表征，甚至还有可能在加工过程或测试中被损坏，这些问题都需要花费大量的时间和精力去解决。

3、高标准的测试需求。

       近两年自动驾驶车辆或工业应用在不断进步，测试也需要更加严格。尤其在汽车这样一个对安全性有着高标准的行业，供应链中的任何地方都不允许出现性能欠佳的器件，汽车制造商要求零件能够保证长达17年零缺陷，开发具有此缺陷级别的器件就需要进行更广泛的测试，衍生了更精密测试设备的需求，测试成本自然水涨船高。

4、封装技术的演进。

       3D封装技术的新生，被称为摩尔定律的延续。同样，该封装中任何芯片的缺陷都难以检测且代价昂贵，比如单片3D，它需要对经过两个或更多芯片的信号进行跟踪，测试人员无法直接访问某些层，为解决这些问题必然代价巨大。

5、设备自给率低，成本高昂。

       集成电路测试设备主要包括测试机、分选机和探针台。国内市场占率极低。除了测试设备以进口为主之外，单机价值也高达30万美元到100万美元不等，重资产行业特征明显，资本投入巨大。之前有不少公司通过自己投资设备给产品做测试，但设备更迭需要和芯片技术演进保持一致，考虑到代价之高，如今除Fabless企业外，原有IDM、晶圆制造、封装厂出于成本的考虑多倾向于将测试部分交由第三方测试企业。随着第三方测试公司的发展越来越成熟，测试产品多元化的加速测试方案快速迭代，源源不断的订单也已经可以保证产能利用率。

       实际上，一颗芯片能够进入量产不仅需要经过一套非常严格的验证测试流程，如特性验证测试(Characterization Test) 和可靠性验证测试 (Reliability Test)，而且需要准备好一系列高效可靠的测试方案。这一系列的测试方案必须能可靠的分离出好品和坏品，并且需要提供精确的测量数据为可靠性测试提供有价值的信息；同时必须在特性验证测试中为设计人员提供精确可靠的数据；然后还必须高效低成本的在量产中把好品可靠地分离出。

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