芯片中的CP是什么CP

芯片中的CP一般指的是CP測試，也就是晶圓測試（Chip Probing）。

一、CP測試是什么

CP測試在整個(gè)芯片制作流程中處于晶圓制造和封裝之間，測試對象是針對整片晶圓（Wafer）中的每一個(gè)Die，目的是確保整片（Wafer）中的每一個(gè)Die都能基本滿(mǎn)足器件的特征或者設計規格書(shū)，通常包括電壓、電流、時(shí)序和功能的驗證。

CP測試的具體操作是在晶圓制作完成之后，成千上萬(wàn)的裸DIE（未封裝的芯片）規則的分布滿(mǎn)整個(gè)Wafer。由于尚未進(jìn)行劃片封裝，只需要將這些裸露在外的芯片管腳，通過(guò)探針（Probe）與測試機臺（Tester）連接，進(jìn)行芯片測試就是CP測試。

圖 1 CP Test在芯片產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈上的位置

二、為什么要做CP測試

因為通常在芯片封裝階段時(shí)，有些管腳會(huì )被封裝在芯片內部，導致有些功能無(wú)法在封裝后進(jìn)行測試，因此Wafer中進(jìn)行CP測試最為合適。

圖 2 Wafer上規則的排列著(zhù)DIE

而且Wafer制作完成之后，由于工藝偏差、設備故障等原因引起的制造缺陷，分布在Wafer上的裸DIE中會(huì )有一定量的殘次品。CP測試的目的就是在封裝前將這些殘次品找出來(lái)（Wafer Sort），同時(shí)還可以避免被封裝后無(wú)法測試芯片性能，優(yōu)化生產(chǎn)流程，簡(jiǎn)化步驟，同時(shí)提高出廠(chǎng)的良品率，縮減后續封裝測試的成本。

另外，有些公司會(huì )根據CP測試的結果，將芯片劃分等級，將這些產(chǎn)品投入不同的市場(chǎng)，購買(mǎi)者需要注意這一點(diǎn)。

三、測試內容有哪些

1、SCAN

SCAN用于檢測芯片邏輯功能是否正確。DFT設計時(shí)，先使用DesignCompiler插入ScanChain，再利用ATPG（Automatic Test Pattern Generation）自動(dòng)生成SCAN測試向量。SCAN測試時(shí)，先進(jìn)入Scan Shift模式，ATE將pattern加載到寄存器上，再通過(guò)Scan Capture模式，將結果捕捉。再進(jìn)入下次Shift模式時(shí)，將結果輸出到ATE進(jìn)行比較。

圖 3 Scan Chain示意圖

2、Boundary SCAN

Boundary SCAN用于檢測芯片管腳功能是否正確。與SCAN類(lèi)似，Boundary SCAN通過(guò)在IO管腳間插入邊界寄存器（Boundary Register），使用JTAG接口來(lái)控制，監測管腳的輸入輸入出狀態(tài)。

圖 4 Boundary Scan原理圖

四、測試方法有哪些

1、DC/AC Test

DC測試包括芯片Signal PIN的Open/Short測試，電源PIN的PowerShort測試，以及檢測芯片直流電流和電壓參數是否符合設計規格。AC測試檢測芯片交流信號質(zhì)量和時(shí)序參數是否符合設計規格。

2、RF Test

對于無(wú)線(xiàn)通信芯片，RF的功能和性能至關(guān)重要。CP中對RF測試來(lái)檢測RF模塊邏輯功能是否正確。

3、存儲器

存儲器測試數量較大，因為芯片往往集成著(zhù)各種類(lèi)型的存儲器（例如ROM/RAM/Flash），為了測試存儲器讀寫(xiě)和存儲功能，通常在設計時(shí)提前加入BIST（Built-In SelfTest）邏輯，用于存儲器自測。芯片通過(guò)特殊的管腳配置進(jìn)入各類(lèi)BIST功能，完成自測試后BIST模塊將測試結果反饋給Tester。

（1）ROM（Read-Only Memory）通過(guò)讀取數據進(jìn)行CRC校驗來(lái)檢測存儲內容是否正確。

（2）RAM（Random-Access Memory）通過(guò)除檢測讀寫(xiě)和存儲功能外，有些測試還覆蓋DeepSleep的Retention功能和Margin Write/Read等等。

（3）Embedded Flash除了正常讀寫(xiě)和存儲功能外，還要測試擦除功能。

（4）Wafer還需要經(jīng)過(guò)Baking烘烤和Stress加壓來(lái)檢測Flash的Retention是否正常。

(5）還有Margin Write/Read、Punch Through測試等等。

4、其他Function Test

芯片其他功能測試，用于檢測芯片其他重要的功能和性能是否符合設計規格。

隨著(zhù)芯片工藝越來(lái)越先進(jìn)，晶體管密度越來(lái)越高，芯片測試的復雜度和難度也成倍地增長(cháng)。本文金譽(yù)半導體只梳理了一些梳理基本的測試概念，和簡(jiǎn)單基礎的CP測試知識，后續我們會(huì )再針對這個(gè)話(huà)題進(jìn)行一些更加全面的探討。