1.3 集成电路测试的分类、行业现状及发展趋势

1.3.1 集成电路测试的分类

1.按测试目的分类

参照需要达到的测试目的对集成电路测试进行分类[16]，可以分为：验证测试、制造测试、老化测试、入厂测试等。

1）验证测试

在新设计完成后要进行验证测试，测试合格再开始批量化生产，这是为了保证设计的正确性，并且保证设计能够满足规范要求。在此阶段进行功能测试和交直流参数综合测试，检查芯片的内部结构[17]。验证测试完成后通常会得出一个完整的验证测试信息，如芯片的工艺特征描述、电气特征（DC参数、AC参数、电容、漏电、温度等测试条件）、时序关系图等[18]。逻辑设计和物理设计中的设计错误也可以在此阶段被诊断出和修正。

2）制造测试

芯片设计方案顺利通过验证测试后就可以进入制造阶段，使用前面工序开发的测试工序进行制造测试。这样做是为了判断被测芯片能否通过测试，因此面向对象为每个芯片，此阶段需重点考虑测试成本，提高测试效率。相对于验证测试，制造测试并不全面，测试向量数量不用太多，但需要足够高的建模覆盖率才能满足质量要求。

3）老化测试

老化测试是为了确保芯片老化后的可靠性而进行的测试。由于各款产品之间存在差异，一些通过制造测试的芯片在投入实际使用时，可能会在一定时间后失效，不能保证长时间正常运行工作。老化测试分为静态老化测试和动态老化测试。静态老化测试是指在芯片供电时，提高芯片工作温度，测试芯片寿命[19]。而在此基础上给芯片施加激励的测试就是动态老化测试。

4）入厂测试

为了避免在一个整机系统中使用有缺陷的器件导致系统故障，系统制造商需要在使用之前对购入的器件进行入厂测试[20]。测试内容与需求相关，可能比生产测试更全面，也可能只在特定系统上进行板级测试，或者对器件进行随机抽样，然后对样本进行入厂测试。

2.按测试内容分类

按照测试所涉及内容，集成电路测试可分为[21]：参数测试、功能测试、结构测试等。

1）参数测试

参数测试分为直流（DC）参数和交流（AC）参数两种测试[22]。DC参数的测试内容包括开路/短路、输出驱动电流、漏极电流、电源电流、转换电平测试等[23]。AC参数的测试内容包括传输延迟、建立/保持时间、功能速度、存取时间、刷新/等待时间、上升/下降时间测试等[24]。

2）功能测试

功能测试是指在特定的输入向量下验证对应的输出响应，用来验证设计者所需要的正确功能是否在芯片上实现。功能测试能够在一定程度上覆盖模型化故障（如固0和固1故障）。

3）结构测试

结构测试是指观察大规模数字系统原始输出端口的内部信号状态[25]。此类测试与电路的特定结构有关，如门类型、互连、网表，但并不关注电路的功能[26]。在引脚信号变化的情况下，结构测试算法根据电路的内部结构来计算内部节点的状态变化和输出引脚值的变化[27]。常用的结构测试方法包括扫描测试、边界扫描测试和内建自测试。

3.按照器件开发和制造阶段分类

按照器件开发阶段分类，测试主要分为：特征分析、产品测试、可靠性测试、来料检查等。

（1）特征分析：确保设计无误以保证器件的性能指标。

（2）产品测试：保证完成产品功能测试的情况下缩短测试时间[28]。

（3）可靠性测试：保证产品在规定使用时间内正常工作。

（4）来料检查：确保系统生产过程中使用的所有设备正常工作且能满足规格要求。

按照器件制造阶段分类，测试可分为：晶圆测试、成品测试、质量控制测试等。

1）晶圆测试（Chip Probing）

晶圆测试又称中测，就是对代工之后的晶圆进行测试，其目的是在切割和封装前剔除坏的裸片，以降低封装和芯片成品的测试成本。同时，可以统计器件的合格率及不合格器件在晶圆上的准确位置。此测试直接反映晶圆制造的合格率[29]。

2）成品测试（Final Test）

在集成电路的划片、键合、封装和老化期间，都可能损伤部分电路[30]。因此封装及老化后，需对成品电路按照测试规范全面地进行电路性能测试，筛除次品，根据电路性能参数对良品进行分类，并统计所有级别的良品数量和性能参数，这项工作称为成品测试（又称终测）。品质管理部可利用此数据进行产品质量管理，生产管理部则可用此数据来控制生产流程。

3）质量控制测试

为了保证生产质量，对待出厂的产品要进行抽样检验，以保证产品的合格率。