芯片測試（IC Testing）是芯片制造過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，旨在驗證芯片是否符合設(shè)計規(guī)格、功能是否正確，并篩選出不合格芯片。數(shù)字邏輯測試（Digital Logic Testing）主要用于檢測芯片的數(shù)字電路部分，確保其邏輯功能、時序特性和結(jié)構(gòu)完整性。
數(shù)字邏輯測試（Digital Logic Testing） 主要用于驗證芯片中的數(shù)字電路是否按照設(shè)計規(guī)格正確工作。測試的目標(biāo)是確保芯片在各種輸入條件下能夠正確輸出，滿足功能和時序要求，并檢測制造缺陷。
1.測試階段：
晶圓測試（CP, Wafer Test）：在晶圓級別進(jìn)行測試，篩選出明顯的缺陷芯片。
成品測試（FT, Final Test）：在封裝后進(jìn)行更完整的測試，以確保芯片在實際應(yīng)用中的可靠性。
2.數(shù)字邏輯測試的主要方法：邏輯功能測試、結(jié)構(gòu)測試、自動測試向量生成、時序測試、片上自測試。
? 邏輯功能測試（Functional Test）目標(biāo)：驗證芯片的邏輯功能是否按照設(shè)計要求正確工作。
方法：施加測試向量（Test Pattern），觀察芯片的輸出是否匹配預(yù)期值；需要全面覆蓋芯片的所有功能模式，例如運算單元（ALU）、控制單元（FSM）、存儲單元（寄存器/Cache）等。
? 結(jié)構(gòu)測試（Scan Chain Test）目標(biāo)：提高測試可控性和可觀測性，檢測寄存器級的故障。
方法：采用掃描鏈（Scan Chain）技術(shù)，將所有觸發(fā)器（Flip-Flop）串聯(lián)形成移位寄存器；通過外部輸入測試數(shù)據(jù)（Scan-in），逐級移入芯片內(nèi)部，經(jīng)過邏輯運算后輸出（Scan-out）；適用于寄存器級故障檢測，如觸發(fā)器無法翻轉(zhuǎn)、短路、開路等。
? 自動測試向量生成（ATPG, Automatic Test Pattern Generation）目標(biāo)：檢測制造缺陷，如短路、開路、漏電等。
方法：采用故障建模（Fault Modeling）：
?Stuck-at Fault（靜態(tài)故障）：某個節(jié)點固定為0或1（SA0/SA1）。
?Transition Fault（過渡故障）：檢測信號翻轉(zhuǎn)時的延遲問題。
?Bridge Fault（橋接故障）：兩個信號線意外短接。
?通過掃描鏈將測試向量輸入芯片進(jìn)行檢測。
? 時序測試（Timing Test）目標(biāo)：確保芯片在目標(biāo)時鐘頻率下正常工作，不存在時序違例。
方法：路徑延遲測試（Path Delay Test）：測量邏輯路徑上的傳播延遲；
建立時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）測試：
?Setup Violation：數(shù)據(jù)未能在時鐘沿到來前穩(wěn)定，導(dǎo)致觸發(fā)器錯誤采樣。
?Hold Violation：數(shù)據(jù)未能在時鐘沿后保持足夠時間，導(dǎo)致觸發(fā)器誤觸發(fā)。
? 片上自測試（BIST, Built-In Self-Test）目標(biāo)：減少對ATE（自動測試設(shè)備）的依賴，提高測試效率。
方法：在芯片內(nèi)部集成測試電路，由芯片自身生成測試向量并進(jìn)行測試；主要用于存儲器（Memory BIST）、邏輯電路（Logic BIST）和掃描鏈測試（Scan BIST）。
3. 數(shù)字邏輯測試的流程
測試向量生成：設(shè)計功能測試用例；使用 ATPG 生成結(jié)構(gòu)測試向量；設(shè)計時序測試模式。
ATE 測試：在 ATE 上加載測試程序；施加測試向量，采集輸出；計算通過率，判定合格或失?。≒ass/Fail）。
故障分析：若測試失敗，進(jìn)行Fail Bin分析；可能涉及邏輯模擬、物理分析、失效定位。
良率優(yōu)化：結(jié)合 CP 和 FT 數(shù)據(jù)分析缺陷模式；調(diào)整測試策略，提高芯片良率。
數(shù)字邏輯測試是芯片制造過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及功能測試、結(jié)構(gòu)測試、ATPG測試、時序測試和BIST技術(shù)等多個方面。隨著芯片復(fù)雜度和性能需求的提高，測試技術(shù)不斷發(fā)展，以提高故障檢測率并降低測試成本。未來，AI優(yōu)化、DFT增強(qiáng)和BIST普及將成為數(shù)字邏輯測試的重要發(fā)展方向。
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