不同芯片的测试方法

半导体的生产流程包括晶圆制造和封装测试，在这两个环节中分别需要完成晶圆检测(CP, Circuit Probing)和成品测试(FT, Final Test)。无论哪个环节，要测试芯片的各项功能指标均须完成两个步骤：一是将芯片的引脚与测试机的功能模块连接起来，二是通过测试机对芯片施加输入信号，并检测输出信号，判断芯片功能和性能是否达到设计要求。测试环节通常由芯片设计公司委托晶圆厂、封测厂或者第三方测试公司(以下统称测试公司)进行，具体分为两种商业模式：一是芯片设计公司根据产品类型、功能和设计要求等向测试公司指定特定测试设备进行测试;二是如果芯片设计公司的产品属于技术上比较成熟的领域，芯片设计公司会直接委托测试公司，由测试公司根据自身设备排产情况选择相应的测试设备进行测试。因此，测试设备制造商在进行产品开发和渠道拓展时需要兼顾设计公司和测试公司两方的需求。

CP测试在整个芯片制作流程中处于晶圆制造和封装之间，测试对象是针对整片晶圆(Wafer)中的每一个Die，目的是确保整片(Wafer)中的每一个Die都能基本满足器件的特征或者设计规格书，通常包括电压、电流、时序和功能的验证。CP测试的具体操作是在晶圆制作完成之后，成千上万的裸DIE(未封装的芯片)规则的分布满整个Wafer。由于尚未进行划片封装，只需要将这些裸露在外的芯片管脚，通过探针(Probe)与测试机台(Tester)连接，进行芯片测试就是CP测试。晶圆检测是指通过探针台和测试机的配合使用，对晶圆上的裸芯片进行功能和电参数测试，其测试过程为：探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置，芯片的Pad 点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送给探针台，探针台据此对芯片进行打点标记，形成晶圆的Map图。

成品测试是指通过分选机和测试机的配合使用，对封装完成后的芯片进行功能和电参数测试，其测试过程为：分选机将被测芯片逐个自动传送至测试工位，被测芯片的引脚通过测试工位上的基座、专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送给分选机，分选机据此对被测芯片进行标记、分选、收料或编带。

外观检查就是目测或利用一些简单仪器，如立体显微镜、金相显微镜甚至放大镜等工具检查PCB的外观，寻找失效的部位和相关的物证，主要的作用就是失效定位和初步判断PCB的失效模式。外观检查主要检查PCB的污染、腐蚀、爆板的位置、电路布线以及失效的规律性、如是批次的或是个别，是不是总是集中在某个区域等等。另外，有许多PCB的失效是在组装成PCBA后才发现，是不是组装工艺过程以及过程所用材料的影响导致的失效也需要仔细检查失效区域的特征。

半导体测试是半导体生产过程中的重要环节，其核心测试设备包括测试机、分选机、探针台。全球半导体测试设备市场规模为50.1亿美元，行业快速增长且进口替代空间非常大。并购加剧了半导体测试设备市场的集中度，泰瑞达、爱德万和科休占全球测试设备市场份额接近85%，国内以华峰测控、长川科技为代表的本土测试设备企业已掌握自主核心技术，受益国内封装测试业产能扩张，将得到快速发展。我们认为，自主研发和并购将成为国内测试设备企业的必经之路，预计未来国内会出现5-10家在各自细分市场领先的测试设备企业，通过并购最终形成2-3家国际领先的半导体测试设备企业。