芯片制造和測試數據分析在半導體行業的重要性

設計、制造和測試集成電路 （IC） 的過程復雜、廣泛且昂貴，尤其是當 IC 設計本身變得更大、更復雜時。

芯片制造和測試過程產生的數據量是巨大的，壓倒性的，以至于變得毫無用處，除非有一種有效的方法來收集和分析它。與其他數據密集型流程一樣，需要適當的大數據分析工具來幫助產品工程師收集數據、對齊數據、排序數據、理解數據，并提供有意義且可操作的見解，以確定問題的根本原因并提出解決方案的糾正措施。

及時訪問芯片數據對于管理半導體行業的關鍵成功因素至關重要：產品質量和良率、運營效率和上市時間。請繼續閱讀，了解工程師正在利用的數據類型、市場上當前工具的局限性以及支持半導體行業的全新 Synopsys 數據分析解決方案。

芯片制造和測試數據的海嘯

在標準的制造過程中，芯片要經過嚴格的制造和測試階段。該過程的每個階段都有可能挖掘有價值的信息，這些信息可以防止任何受損的芯片經歷整個過程。及早發現問題不僅可以在制造和測試過程中節省資金，還有助于防止將有缺陷的產品運送給客戶，并可能導致使用過程中的災難性故障。

制造測試的第一階段之一，晶圓驗收測試（WAT），發生在晶圓在代工廠生產晶圓之后，然后進行沖擊測試。在凸塊測試階段，焊球（凸塊）在代工廠連接到芯片 I/O 焊盤上。接下來是晶圓分類（WS），組裝（ASSY），最終測試（FT）和系統級測試（SLT）。

WS階段是通常由外包半導體組裝和測試（OSAT）供應商完成的測試，OSAT供應商是一家第三方公司，負責在測試儀上將無晶圓廠公司（芯片開發商）提供的參數測試應用于晶圓。在此階段，可能會運行數千個測試，具體取決于測試的復雜程度。然后將晶圓切成單獨的芯片，并在ASSY階段放入封裝中。FT 和 SLT 可以包含許多在 WS 期間執行的相同測試，但通常也包含其他測試。

從歷史上看，WAT、WS 和 FT 是無晶圓廠公司積極尋求分析的最常見數據源，主要是因為這些是數據分析解決方案關注或知道如何處理的數據源。今天仍然有些正確。然而，BUMP、ASSY和SLT數據對于了解芯片的完整歷史非常重要，并且在發現以前因不分析這些數據而掩蓋的問題時可能是無價的。一個好的數據分析解決方案應該能夠收集和分析來自每個主要測試階段的所有數據。

一個簡單的經驗法則是，在制造過程中，芯片測試失敗的后期，由于在早期測試階段浪費了測試人員的時間，現在浪費了昂貴的包裝，最終導致無法銷售這些失敗芯片的收入損失，因此成本就越高。因此，盡早識別有缺陷的芯片對于開發芯片的公司的財務狀況至關重要。這只能通過訪問和查看所有數據來實現。

芯片數據管理和可追溯性需求

當問題在任何這些測試階段出現時，至關重要的是工程師能夠追溯根本原因，以確定問題是否特定于某個晶圓或在特定時間段內制造的每個晶圓。

追溯以查看制造過程早期階段是否存在可以預測后期階段（例如ASSY，FT或SLT）遇到的故障的測試參數或晶圓廠工藝條件的過程稱為向后饋送數據。為了正確執行這種可追溯性，該工具需要能夠與每個芯片上運行的每次測試相關聯。這要求芯片包含嵌入式芯片 ID （ECID）。

對齊數據也很重要。這是跟蹤每個芯片來自哪個晶圓以及該晶圓來自哪個批次的過程;通常，一個批次有25個晶圓。最后，當以不同的單位（考慮伏特與毫伏）進行測試時，需要在分析之前對數據進行歸一化。

工程師花費 80% 的時間進行數據管理（例如，搜索、對齊、規范化和過濾數據集），而只有 10% 到 20% 的數據被使用過。需要有一種更有效和更有成效的方式。

推出下一代芯片分析解決方案：SiliconDash

為了顯著減少準備大量可用數據的時間（更不用說分析和得出有意義的結論），工程師需要大數據工具來幫助他們。這就是SiliconDash的用武之地。

SiliconDash 是一款適用于無晶圓廠公司、IDM、OSAT 和代工廠的大批量半導體芯片數據分析解決方案。它為高管、經理、產品工程師、測試工程師、質量工程師、維護工程師、設備工程師、良率工程師和測試操作員提供全面的、端到端的、實時的 IC 和多芯片模塊 （MCM） 產品的制造和測試操作控制。

SiliconDash可用于改善產量管理，質量管理和吞吐量管理。用戶會看到包含該工具找到的自動結果的標準儀表板。用戶還可以輕松創建自己的自定義儀表板，例如公司紅綠燈儀表板、供應商儀表板、設備儀表板、技術儀表板等，這些儀表板映射到他們自己的產量和質量標準。

此外，對整個制造鏈的所有傳入數據提供近乎實時的系統化和全自動數據準備和分析，這些數據來自地理上分散的制造和測試操作中的大容量數據流。

這一切都與數據洞察和糾正措施有關

SiliconDash使用強大的算法來近乎實時地分析芯片數據。這些分析可以在稱為“見解”的儀表板和報告中找到，這些儀表板和報告是自動生成的，并立即開箱即用。

這些見解是完全自動化的，不需要用戶設置、配置或培訓 - 這是行業首創。它們突出顯示了關鍵的興趣點，使您能夠在幾分鐘內快速分析、分類和確定問題的根本原因。

假設 OSAT 測試樓層上的探針卡有問題。SiliconDash將識別此問題，并自動生成一封電子郵件發送給產品線上的特定工程師，指定該特定探針卡所在的特定測試儀，并導致產量低下。這允許工程師調查并停止該測試儀（如有必要），或者在繼續制造測試過程時暫時禁用該探針卡。或者，如果SiliconDash已被授予對制造執行系統（MES）的訪問權限，它可以自動關閉關鍵應用的測試儀，直到問題得到解決。

SiliconDash提供40多種開箱即用的見解;下圖顯示了五個比較受歡迎的見解。例如，分布尾部圖顯示有多少模具未達到測試下限并影響整體良率。用戶可以進行實時仿真，只需單擊并向左拖動測試下限即可確定可以獲得多少產量。

如前所述，WAT-WS 相關性圖表使用相關性模擬 SiliconDash 中可追溯性的強大功能，允許工程師檢測可以預測下游問題的上游參數，例如芯片在 FT 中失效。通過在 WAT 或 WS 測試階段及早發現這些問題，可以節省大量成本并提高生產率。生產力不僅在于快速縮短工程調試時間以找到問題的根源，還在于隨著問題的快速識別和解決，產品的整體生產爬坡時間得以改善。

Synopsys的客戶Marvell Technology， Inc.最近在其制造測試過程中實施了SiliconDash，并在第一季度擁有超過100名用戶。Marvell體驗到了以下好處：

最終，最終用戶在評估市場上的不同工具時，應考慮數據分析解決方案在識別和解決問題方面的速度和精確程度。SiliconDash是市場上唯一一款無需工程師干預即可對發現的關鍵興趣點和問題提供全面洞察的解決方案：無需對數據集進行特殊排序、查詢或手動操作。最后，從所有不同的制造測試階段立即接收和分析測試數據的能力，以及交叉分析和關聯數據以將糾正措施反饋到制造鏈中的能力也是關鍵。

審核編輯：郭婷