芯片測(cè)試工程師的核心職責(zé)是驗(yàn)證芯片功能、性能、可靠性是否符合設(shè)計(jì)規(guī)格,篩選不合格產(chǎn)品,并向設(shè)計(jì)、生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)反饋問(wèn)題,最終保障芯片從研發(fā)到量產(chǎn)的質(zhì)量與良率。其工作貫穿芯片生命周期的 “研發(fā)期” 和 “量產(chǎn)期”,具體內(nèi)容可拆解為以下 6 大核心模塊:
一、測(cè)試方案與策略制定(前期核心)
在芯片流片(生產(chǎn))前或樣品到手后,需先明確 “測(cè)什么、怎么測(cè)、測(cè)到什么標(biāo)準(zhǔn)”,這是測(cè)試工作的基礎(chǔ)。
需求解讀與測(cè)試項(xiàng)定義
深入研讀芯片《規(guī)格書(shū)(Spec)》《數(shù)據(jù)手冊(cè)(DS)》,明確芯片的核心指標(biāo):
功能測(cè)試:驗(yàn)證芯片是否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能(如 CPU 的運(yùn)算邏輯、MCU 的外設(shè)控制、模擬芯片的信號(hào)轉(zhuǎn)換);
性能測(cè)試:驗(yàn)證參數(shù)是否達(dá)標(biāo)(如工作頻率、時(shí)序延遲、電壓范圍、功耗、信號(hào)完整性);
可靠性測(cè)試:驗(yàn)證芯片在極端環(huán)境下的穩(wěn)定性(高溫 / 低溫 / 濕度循環(huán)、電壓波動(dòng)、電磁兼容 EMC);
良率測(cè)試:針對(duì)量產(chǎn)場(chǎng)景,定義關(guān)鍵篩選項(xiàng)(如漏電電流、引腳開(kāi)路 / 短路),避免不良品流入市場(chǎng)。
測(cè)試覆蓋率評(píng)估與優(yōu)化
通過(guò)工具(如邏輯仿真軟件 ModelSim、Synopsys VCS)分析測(cè)試項(xiàng)是否覆蓋芯片所有關(guān)鍵模塊,避免 “漏測(cè)”(例如:MCU 的 UART 外設(shè)需覆蓋 “數(shù)據(jù)發(fā)送 / 接收、波特率偏差、奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤” 等場(chǎng)景)。
測(cè)試方案輸出
撰寫(xiě)《測(cè)試方案文檔》,明確測(cè)試流程、使用的儀器 / 設(shè)備、判定標(biāo)準(zhǔn)(如 “工作電壓 ±5% 時(shí),芯片主頻需≥1GHz,功耗≤50mW”),并同步給設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)確認(rèn)。
二、測(cè)試環(huán)境搭建(硬件 + 軟件)
根據(jù)測(cè)試方案,搭建能精準(zhǔn)控制、采集數(shù)據(jù)的測(cè)試平臺(tái),分為 “硬件環(huán)境” 和 “軟件環(huán)境” 兩部分。
1. 硬件環(huán)境搭建
核心設(shè)備選型與調(diào)試:
研發(fā)階段:常用實(shí)驗(yàn)室儀器(示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、電源供應(yīng)器),用于精準(zhǔn)捕捉芯片信號(hào)(如用示波器測(cè)引腳的電壓波形是否符合時(shí)序要求);
量產(chǎn)階段:使用ATE 自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(如泰克、安捷倫、愛(ài)德萬(wàn) ATE),實(shí)現(xiàn)批量芯片的自動(dòng)化測(cè)試,提升效率。
測(cè)試板(DUT 板)設(shè)計(jì)與制作:
設(shè)計(jì) “芯片測(cè)試板”(DUT=Device Under Test,待測(cè)芯片),將芯片引腳與測(cè)試儀器 / ATE 連接,需考慮信號(hào)完整性(避免線路干擾導(dǎo)致測(cè)試誤差,如高頻芯片需做阻抗匹配);
焊接、調(diào)試測(cè)試板,確保硬件通路正常(如用萬(wàn)用表測(cè)引腳