SoC測試技術面臨的挑戰和發展趨勢

一體化測試流程

為了解決上述問題，圖2所示是一種新的測試流程。它將工程設計驗證測試流程與生產測試流程并行處理。其核心思想是利用虛擬原型對測試工程和IC設計過程所需要的測試程序(本身)進行查錯和調試，同時，也將虛擬原型應用到生產測試流程之中，完成面向生產的測試程序的查錯和調試。

為此，首先要根據工程測試結果，進行設計中的測試策略規劃，目的是改進測試方法，降低測試的復雜性，并根據測試成本和復雜性對測試任務進行定義。而生產測試流程中，測試程序查錯和調試的主要任務是提高成品率。

FPGA和PLD在搭建虛擬原型，完成對測試程序調試的過程中扮演著重要作用。通過利用虛擬環境，可以極大地降低對測試程序進行調試所花費的時間，減少掩膜次數，節省大量、昂貴的掩膜費用，提高成品率，并在加快產品上市時間的同時，達到芯片利潤的最大化。

然而，盡管上述方法解決了縮短測試程序調試時間的問題，但是，需要在設計和生產兩條線上同時對測試程序進行調試，因而資金投入上并沒有顯著降低，為此，Credence公司提出了利用光子進行SoC測試的新技術。

基于光子探測的SoC測試技術

隨著芯片復雜度的增加，SoC采用倒裝、打線和多層金屬封裝的方式也越來越多，許多地方采用傳統的電測手段已經相當費時費力，因此，Credence利用固態浸入透鏡方法實現0.25um的成像分辨率，來完成對SoC關鍵節點的性能進行分析。通過測試系統配備的高速采集和數據處理能力，半導體制造商能夠快速進行設計查錯、故障分析和特征提取，從而極大地縮短產品上市時間并降低SoC開發的成本。

基于光子探測的SoC測試技術的基本原理是，利用脈沖信號切換產生的能量，激發半導體電路內部的電子被激發出光子，然后通過高速采集和數據處理系統，將采集的光子轉化為電子信號，通過對這些電信號來分析時序特征，從而達到對SoC關鍵節點進行測試的目的。其目的是加速產品的上市，消除不必要的多次設計修改和不必要的流片循環。

本文小結

SoC技術是21世紀初以來迅速發展起來的超大規模集成電路的主流技術，是電子器件持續集成的最高境界。SoC采用先進的超深亞微米CMOS工藝技術，從整個系統的角度出發，將處理機制、模型算法、嵌入式軟件等各層次電路直至器件的設計緊密結合在單個芯片上，完成整個系統的功能。

隨著SoC應用的日益普及，在測試程序生成、工程開發、硅片查錯、量產等領域對SoC測試技術提出了越來越高的要求，掌握新的測試理念、新的測試流程、方法和技術，是應對消費電子、通信和計算等領域SoC應用對測試技術提出的挑戰，適應測試和組裝外包發展趨勢的必然要求。對于中國集成電路測試人員來說，了解中國目前SoC測試技術發展面臨的挑戰和發展方向，掌握市場的動態至關重要，表1所示為中國目前已經具備SoC測試能力的測試中心和實驗室的一覽表。