图片来源：Unsplash-Brian Kostiuk 文|半导体行业的纵向和横向芯片测试是保证产品良率和成本控制的重要环节。
主要目的是保证芯片在恶劣环境下能够充分实现设计规范中规定的功能和性能指标，以确定芯片性能是否符合标准，是否可以进入市场。
随着产品进入高性能CPU、GPU、NPU、DSP和SoC时代，芯片内部集成的模块越来越多，制造过程中的故障模式也相应增加。
芯片测试的重要性凸显。
目前，封装一二次测试一体化的结构已经不能满足测试需求，封装与测试分离的趋势逐渐增多。
测试的重要性凸显，封测分离已成大势所趋。
芯片测试主要分为三个阶段：芯片设计中的设计验证、晶圆制造中的晶圆测试（CP测试）、封装完成后的成品测试（FT测试）。
），其中CP测试和FT测试是半导体后端测试的核心环节。
设计验证 设计验证采用相应的验证语言、验证工具和验证方法，在芯片生产前验证芯片设计是否满足芯片定义的需求规范，风险是否已完全释放，所有缺陷是否已被发现并纠正。
众所周知，流片成本高昂，仅流片一项就占芯片生产流程总成本的60%。
以28nm芯片为例：根据Gartner数据，28nm工艺芯片的平均设计成本为3000万美元。
芯片流片后发现的设计缺陷基本上是不可更改的，因此流片流程上游的芯片设计验证是减少流片损失的最佳解决方案。
根据验证工具不同，可分为EDA验证、FPGA原型验证、Emulator验证。
EDA是主流的验证工具。
它利用软件仿真来验证电路设计的功能行为验证波形，可以直观、快速地找出功能bug。
CP测试和FT测试 CP测试位于整个芯片制造过程中的晶圆制造和封装之间。
通过在检测头上安装一个由金线制成的细如发丝的探针（探针），将其与芯片上的触点（Pad）接触，测试其电气特性，不合格的芯片就会被标记出来，然后当晶圆被以模具为单位切割成独立的模具，标记不合格的模具将被淘汰。
FT测试是芯片封装后进行的最终功能和性能测试，是产品质量控制的最后一步。
一般来说，CP测试的项目较多且齐全，而FT测试的项目较少，但都是重点项目，条件也比较严格。
CP测试和FT测试的持续时间与测试覆盖率直接相关。
测试时间越长，测试覆盖率就越高。
不过收费标准也是根据测试时间来定的。
测试项目越多，测试时间越长，费用也越高。
芯片制造过程中的测试成本约占设计成本的5%。
按照28nm成本3000万美元计算，测试成本约为150万美元。
这笔成本与芯片设计的总成本相比似乎并不多，但对于一些中小型公司来说，芯片测试的成本已经接近研发成本。
这时，有的公司在流片完成后直接进行切割封装，砍掉CP测试环节，只做少量的封装测试（FT测试），以降低成本。
。
然而这样做的结果是，一些有缺陷的芯片在未被检测到的情况下就被直接安装并运送给客户。
但仔细计算发现，即使直接省掉CP环节，总成本也会降低不到5%，而产品退货或赔偿则远高于5%成本。
另一方面，仅流片一项就占总成本的 60%。
流片前最好加强质量控制。
最后，由于FT直接控制产品质量，如果将存在功能缺陷的芯片出售给客户，损失将极其惨重，不仅是经济赔偿，还有声誉受损。
这对于客户的回报将具有重大意义，其价值将是不可估量的。
估计。
可见，测试不再是芯片制造的配角，也不再是封装的附属品。
芯片测试非常必要，必须专心去做。
芯片测试中需要克服的问题。
芯片测试变得越来越昂贵。
新材料存在很多不可控的问题：半导体材料是产业链上游最重要的环节，能够影响到下游的每一个生产环节。
越来越多的新材料被添加到芯片中，这给芯片测试带来了很多困难。
这些材料可能是软的或脆的，或用于制造薄膜或增加电子迁移率。
它们在测试前需要更多的表征，甚至可能在加工或测试过程中被损坏。
这些问题都需要大量的时间。
和解决问题的精力。
高标准的测试要求：近两年，自动驾驶汽车或工业应用不断推进，测试需要更加严格。
尤其是在汽车这样安全标准较高的行业，性能差的设备是不允许出现在供应链的任何地方的。
汽车制造商要求零部件保证长达17年零缺陷，并开发具有此缺陷水平的产品。
器件需要更广泛的测试，这就导致需要更精密的测试设备，测试成本自然也就上升。
封装技术的进化：3D封装技术的重生被称为摩尔定律的延续。
同样，封装中任何芯片的缺陷检测起来都很困难且成本高昂，例如单片 3D，它需要通过两个或更多芯片跟踪信号，并且测试人员无法直接访问某些层。
要解决这些问题必须付出巨大的代价。
设备自给率低，成本高。
集成电路测试设备主要包括测试机、分选机和探针台。
从全球试验机行业竞争格局来看，试验机市场被泰瑞达和Advant两大寡头垄断，市场份额分别为51%和33%。
国内企业华峰测控市场份额为3%。
全球分拣机的竞争格局相对分散。
排名前五的分选机制造商为科秀、Xcerra、Advant、宏进、长川科技，市场份额分别为21%、16%、12%、8%。
,2%。
目前，全球探针台市场主要由日本厂商东京精密和东京电子主导，两家公司全球市场份额超过70%。
除了测试设备主要依赖进口外，单机价值也高达30万美元至100万美元。
重资产行业特征明显，资金投入巨大。
过去，很多企业投资自己的设备来测试产品，但设备更换需要与芯片技术的演进保持一致。
考虑到成本较高，现在除了Fabless公司外，原来的IDM、晶圆制造、封装厂已经有很多人倾向于将测试部分留给第三方测试公司。
随着第三方测试公司越来越成熟，多元化测试产品的加速测试解决方案快速迭代，源源不断的订单可以保证产能利用率。
测试行业未来的需求是专业化测试变得越来越重要。
随着IC制造工艺的发展，工艺越来越复杂，对制造过程中的参数控制和缺陷检测的要求越来越高。
芯片设计趋于多元化、定制化，相应的测试方案以及对测试人才和经验的要求不断提高。
在这种情况下，测试外包更有利于减轻中小企业负担，提高效率。
专业测试在成本方面也有一定的优势。
检测设备主要依靠进口，资金投入巨大。
第三方检测公司专业化、规模化优势明显。
测试产品的多样化加速了测试解决方案的迭代。
源源不断的订单可以保证产能利用率。
需要加大政策支持力度。
近年来，国家逐步加大对半导体产业的政策支持力度。
一系列重大文件相继出台。
各项政策的优惠主要体现在芯片制造的各个环节以及半导体设备产业的相关规划和推动上。
近两年年销售额600亿美元已经成为整个半导体设备行业的新常态。
但全球每年仅测试设备投资就超过70亿美元，占比约12%。
因此，检测行业需要更强有力的政策驱动。
封测分离已成大趋势，呼吁投资者关注。
芯片测试行业一直被视为封装业务的补充。
纵观国内芯片行业整体形势，传统封测企业很难有足够的资金和精力应对行业变化。
作为替代品，芯片测试逐渐呈现高端化发展趋势。
专业的芯片测试公司可以根据客户需求调整解决方案，客户也可以根据测试反馈及时调整芯片设计思路。
与封装测试一体化的公司不同，专业的测试公司甚至可以推出定制化的测试服务，以满足客户对芯片的需求。
在功能、性能和质量方面有严格的要求。
芯片产业已进入芯片集成时代。
随着工艺和应用的复杂性不断增加，将封装和测试两个流程分开，交给不同的专业团队独立完成是业界的趋势。
在芯片制造过程中对测试行业的依赖只会越来越大。
可以预见的是，芯片算力不断增强，而测试行业的发展尚未达到顶峰。
投资者不应涌入芯片设计赛道。
后端测试同样重要但缺乏关注。