SoC测试技术面临的挑战和发展趋势

2009-04-14 10:33:41来源: 电子系统设计

      中国是全球半导体市场成长最快的区域,预计每年增长率超过25%,原因在于中国已经成为全球集成电路消费的中心、电子产品巨大的消费市场和整机制造基地,为了贴近终端市场和IC用户,SoC测试中心和实验室在中国的布局已经悄然展开,本文将向您介绍SoC测试技术领域面临的挑战和最新的测试技术趋势。

      目前,IC消耗量的主要增长集中在消费电子、数据处理和通信三大领域,其中消费电子包括显示器、数码相机、数字电视和视频游戏机,数据处理包括CPU和存储器、闪存卡、平面监视器和移动PC,通信领域则以数字蜂窝电话和无线/有线网络为增长驱动力。IC复杂度的日益提高,迫使设计人员采用更为先进的工艺技术,将更多的功能集成到单芯片内,系统级芯片(System on Chip, SoC)因此受到广泛应用,目标是进一步降低整机系统设计、测试和制造的成本。

      目前,0.25和0.18um工艺技术占据主导地位,0.13um以下工艺技术已经在一些高端产品中得到应用,并呈现急速增长的趋势。采用先进设计工艺的结果,是造成设计、掩膜费用在NRE中的比例逐年上升,已经由1995年的13%激增为2003年的62%,推出新型芯片受到降低成本需求的强劲驱动,但是设计和制造新型芯片的总成本却因新工艺技术的应用而急剧增加。

      而另一方面,新型电子产品的生命周期越来越短已经是不争的事实,它们从切入市场到实现百万台的量产规模,时间通常不到一年,因此,业界流传这样的说法:90%的利润是产品上市后头六个月产生的,“Time-To-Market”是整个半导体产业仅次于芯片复杂度面对的第二大挑战。

      在紧迫的上市时间和芯片复杂度日益提高的双重压迫下,半导体行业被迫构建新的外包链条,并力图结成更多的技术联盟,共同推进技术和市场的发展,其中一个重要趋势就是代工厂更倾向于提供一揽子解决方案,帮助集成电路设计公司更快地推出芯片,而业界占据领先地位的厂家更倾向于采用先进的测试技术,本文试图对SoC测试领域面临的挑战和技术发展趋势做一个初步探讨。

传统的测试方法和流程面临的挑战

      传统的设计和测试方法将设计、调试/验证、生产测试三个环节孤立起来进行,其突出的问题是除非首颗芯片制造出来,否则芯片测试不可能真正完成,如图1所示。传统的测试方法和流程由于需要多次反复,因而不能适应复杂的SoC大规模量产的需要,更难降低成本。对于SoC测试来说,人们需要开发更为有效的测试程序,以满足一次性流片对验证工具以及生产测试环节对更具有成本效益的测试软件的需要。

      目前,人们开发测试程序通常沿着设计、测试程序开发、芯片原型验证的思路进行,各部分孤立地进行任务分配、需求分析,然后分别执行,测试的过程还要不断完善测试软件。测试程序开发完成之后,还要对测试程序本身进行调试,通常需要多次反复修改测试程序,时间上也需要几个月的时间。这对于“6个月赢得90%利润”的市场法则来说是难以接受的,解决测试程序本身调试需要较长时间这个问题,迫使人们进一步改进设计和测试的流程。

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关键字:SoC测试  IC  上市时间

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2009/0414/article_557.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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