關(guān)于Mentor DFT對(duì)汽車IC的影響和作用分析

隨著汽車IC的蓬勃發(fā)展，尤其是近年來(lái)在輔助駕駛系統(tǒng)研發(fā)方面的巨額投資，大大驅(qū)動(dòng)著汽車IC市場(chǎng)的溫度越來(lái)越炙手可熱。新一輪的汽車IC能為半導(dǎo)體行業(yè)帶來(lái)什么樣的商機(jī)？新一輪汽車IC能為EDA行業(yè)帶來(lái)什么樣的商機(jī)？新一輪汽車IC的十一億分之一這樣的高質(zhì)量安全要求，既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。Mentor DFT為汽車IC的高質(zhì)量安全保駕護(hù)航，創(chuàng)新已經(jīng)在路上。

在第二屆ITC-ASIA會(huì)議上，Janusz Rajski先生以其最睿智的思考以及多年領(lǐng)先的DFT業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，給大家做了詳細(xì)的介紹：Mentor DFT為什么能夠?yàn)槠嘔C的高質(zhì)量安全保駕護(hù)航，而且Janusz的高效能創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)又是如何做到的呢？

圖1：Janusz Rajski于ITC-Asia會(huì)議上做題為“DFT for Automotive Functional Safety”的主題演講

Janusz指出：“Siemens 對(duì)創(chuàng)新的定義，不僅止于創(chuàng)造新點(diǎn)子，更注重將之轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，從而征服市場(chǎng)、制定業(yè)界新基準(zhǔn)。”

為了滿足更高速度和更大數(shù)據(jù)量處理的要求，由于汽車IC開(kāi)始采用原來(lái)從來(lái)沒(méi)有使用過(guò)的最新工藝，而這些新的工藝如FinFet帶入了新的物理缺陷類型和可靠性風(fēng)險(xiǎn)，DFT必須更進(jìn)一步的創(chuàng)新以應(yīng)對(duì)這些汽車IC長(zhǎng)期高質(zhì)量運(yùn)行的可靠性新問(wèn)題，但是怎樣去應(yīng)對(duì)呢？

Janusz帶領(lǐng)與會(huì)者一起回顧了從2009年至今Mentor公司在芯片DFT和Diagnosis方面的持續(xù)創(chuàng)新，以及最佳的汽車IC測(cè)試BIST解決方案。

圖2：Janusz在介紹Mentor公司在芯片DFT和Diagnosis方面的持續(xù)創(chuàng)新

Janusz Rajski博士是Mentor公司Engineering VP，IEEE Fellow。1995年加入Mentor公司以來(lái)，在DFT領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新，是業(yè)界公認(rèn)的DFT測(cè)試向量壓縮“之父”，在他領(lǐng)導(dǎo)下在2001年向業(yè)界推出的TestKompress產(chǎn)品，是第一個(gè)商業(yè)化的測(cè)試向量壓縮產(chǎn)品。

Janusz博士已經(jīng)發(fā)表了260+ IEEE paper，擁有130+美國(guó)專利和國(guó)際專利，2003年因?yàn)槠浣艹龅目茖W(xué)貢獻(xiàn)而榮獲波蘭總統(tǒng)授予的科學(xué)勛章。

1相較傳統(tǒng)IC，汽車IC有何與之不同的需求？

Janusz：汽車IC有兩個(gè)最大差別，第一是對(duì)可靠性的要求極高，而且不僅在IC出廠前的測(cè)試要求近乎零缺點(diǎn)，在汽車使用年限的10到20年中，還必須實(shí)時(shí)偵測(cè)IC是否異常，并提出示警。第二是對(duì)IC的大小還有系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)試時(shí)間有極嚴(yán)格的限制。

2Mentor在未來(lái)一兩年內(nèi)將會(huì)主推哪種DFT產(chǎn)品來(lái)應(yīng)對(duì)汽車IC市場(chǎng)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇？

5種解決方案應(yīng)對(duì)IC內(nèi)部Logic部分的測(cè)試挑戰(zhàn)

在測(cè)試質(zhì)量持續(xù)提高方面，Mentor公司幾十年如一日，鍥而不舍地尋找對(duì)傳統(tǒng)的stuck-at和transition失效模型所不能夠覆蓋到的物理缺陷進(jìn)行有效數(shù)學(xué)建模的方法。Cell-aware測(cè)試在10年前被引入進(jìn)來(lái)用于對(duì)高可靠性芯片的漏測(cè)部分進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)試，通過(guò)對(duì)各式各樣的客戶加總起來(lái)累計(jì)超過(guò)五千萬(wàn)個(gè)芯片的Cell-aware測(cè)試和比較，Mentor公司相信我們已經(jīng)充分證明了Cell-aware的有效性，并且我們還將不斷地優(yōu)化失效模型來(lái)加強(qiáng)針對(duì)車用IC和先進(jìn)制程的缺陷偵測(cè)，并計(jì)劃向業(yè)界推出汽車IC質(zhì)量等級(jí)的ATPG解決方案（Automobile-Grade ATPG）。

在生產(chǎn)測(cè)試方面，Mentor公司的TestKompress產(chǎn)品是業(yè)界事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。我們推出的混合EDT-LBIST解決方案不僅可以照顧到汽車IC在線測(cè)試的需要，而且還可以大大減少LBIST的硬件壓縮邏輯所帶來(lái)的面積開(kāi)銷問(wèn)題的負(fù)面影響，因?yàn)樵谶@里L(fēng)BIST可以復(fù)用EDT的硬件壓縮邏輯電路。除此之外，Versa-Test-Point（VTP）產(chǎn)品可以更進(jìn)一步幫助大家壓縮測(cè)試向量和測(cè)試時(shí)間，無(wú)論你是使用EDT，還是LBIST。

由于在新的汽車系統(tǒng)里面AI人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，一些復(fù)雜的汽車IC甚至?xí)瑤装賯€(gè)乃至幾千個(gè)CPU/GPU單元，Mentor公司Tessent Hierarchical Test技術(shù)已經(jīng)可以完全勝任規(guī)模這么大的芯片DFT處理，在Tessent Hierarchical Test技術(shù)的幫助下，這個(gè)工具在模塊級(jí)產(chǎn)生更加有效的測(cè)試向量，然后把這些模塊級(jí)產(chǎn)生的測(cè)試向量映射到最頂層，這樣的方法跟傳統(tǒng)的全芯片運(yùn)行工具產(chǎn)生測(cè)試向量相比，你可以在十分之一的工具運(yùn)行時(shí)間內(nèi)拿到壓縮效果更好的測(cè)試向量。

Memory測(cè)試

汽車IC要求在汽車工作時(shí)周期性地進(jìn)行測(cè)試，我們推出的非侵占式MBIST解決方案就是為了應(yīng)對(duì)這樣的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)在這邊借用幾個(gè)cycle或者那邊借用幾個(gè)cycle的方法，在汽車IC正常工作期間逐步而完整地進(jìn)行測(cè)試。

Analog測(cè)試

最后，大家別忘了我們的芯片還會(huì)有Analog部分，Mentor公司最近新推出的一個(gè)產(chǎn)品DefectSim。一方面它可以對(duì)Analog進(jìn)行故障仿真并統(tǒng)計(jì)報(bào)告Analog的測(cè)試覆蓋率，以量化我們Analog部分的測(cè)試成效。此外，他還可以篩選出來(lái)對(duì)提高測(cè)試覆蓋率沒(méi)有任何幫助的冗余的測(cè)試向量，從而減少測(cè)試時(shí)間和降低測(cè)試成本。另一方面，它還可以輸出ISO26262汽車IC質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所要求功能/性能質(zhì)量矩陣圖表。

3您開(kāi)篇對(duì)創(chuàng)新的定義非常令人震撼，請(qǐng)問(wèn)您是怎樣帶領(lǐng)您的團(tuán)隊(duì)做到這一點(diǎn)的？

首要的秘訣就是需要強(qiáng)大的團(tuán)隊(duì)作為支撐

在ATPG,Compression, Memory and Logic BIST, Analogy Test, Diagnose, Yield Learning 諸多方面，我們都配備了最資深、最優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)成員，無(wú)論從 Mentor DFT 產(chǎn)品本身，還是從團(tuán)隊(duì)發(fā)表的研究文章的質(zhì)量和數(shù)量，你都能深刻體會(huì)到這一雄厚的實(shí)力。此外，在諸如 ITC 這樣的頂級(jí)測(cè)試大會(huì)，業(yè)界也一定能看到 Mentor 團(tuán)隊(duì)強(qiáng)大陣容的亮相。哪怕我們已經(jīng)取得了一系列的卓越成就，我們也從不停下腳步。

創(chuàng)新意識(shí)成為了團(tuán)隊(duì)的一種文化核心

從創(chuàng)新的想法出發(fā)，通過(guò)研究，再到轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，我們有完備的處理方式和創(chuàng)造流程。這種創(chuàng)新文化影響到了每一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員，這種創(chuàng)新文化給了我們不斷面對(duì)新挑戰(zhàn)的勇氣和能力。此外，我們還必須把創(chuàng)新的目標(biāo)鎖定在解決我們客戶的真實(shí)問(wèn)題上，哪怕是非常棘手、前所未知的難題，我們也毫無(wú)畏懼心理，充滿信心地去攻克它，從而為顧客創(chuàng)造價(jià)值。那也是因?yàn)槲覀冇羞@樣引以為豪的創(chuàng)新實(shí)力雄厚的團(tuán)隊(duì)。

為客戶創(chuàng)造價(jià)值

20 多年前，很多半導(dǎo)體公司在說(shuō)測(cè)試成本持續(xù)走高會(huì)導(dǎo)致我們走不下去，來(lái)自 Intel 的首席技術(shù)官曾預(yù)測(cè)15年內(nèi)生產(chǎn)成本將逐漸減低，而測(cè)試成本將會(huì)逐漸增加，進(jìn)而測(cè)試成本與生產(chǎn)成本將相差無(wú)幾。正是因?yàn)槲覀儓F(tuán)隊(duì)的實(shí)力、專注，我們是第一批發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題，在2001年第一個(gè)推出TestKompress產(chǎn)品，解決了測(cè)試成本的問(wèn)題。我再舉一個(gè)例子，當(dāng) IC生產(chǎn)制造轉(zhuǎn)換到新制程時(shí)，芯片的質(zhì)量和良率并非經(jīng)常很好，而要手動(dòng)地去找尋良率損失問(wèn)題根因所在非常曠日廢時(shí)，我們注意到了這個(gè)問(wèn)題，立刻開(kāi)始行動(dòng)，從而誕生了業(yè)界最佳的良率診斷工具Tessent Diagnosis。敏銳感知問(wèn)題并能專注地持續(xù)努力加以解決克服，而且我們還擁有無(wú)比自豪的團(tuán)隊(duì)，為客戶創(chuàng)造價(jià)值就不再是一句空話。

與半導(dǎo)體公司緊密合作

多數(shù)情況下，我們團(tuán)隊(duì)的獨(dú)立研究都是極具前沿性的，但是，我們和半導(dǎo)體公司的緊密合作同樣重要。圖2列舉一些領(lǐng)先半導(dǎo)體公司在使用、驗(yàn)證我們的解決方案。由于 Mentor 僅僅是產(chǎn)業(yè)鏈的一部分，我們自己不生產(chǎn)芯片，所以我們和眾多半導(dǎo)體公司完成了超過(guò) 50，000，000個(gè)芯片的 CellAware 測(cè)試，以保證該解決方案的質(zhì)量能夠得到持續(xù)提高。

Stephen Swerling Innovation Award

Stephen Swerling Innovation Award 是Mentor公司用來(lái)表彰創(chuàng)新成就的最高獎(jiǎng)項(xiàng)，具有極高的含金量。TestKompress 是在Mentor 成立至今的歷史長(zhǎng)河中，被授予該獎(jiǎng)項(xiàng)的三大產(chǎn)品之一，它幫助 Mentor 搶占了 DFT 市場(chǎng)的老大位置。我們對(duì)創(chuàng)新大小的定義，不僅僅體現(xiàn)在它對(duì)產(chǎn)品本身的影響，更要能體現(xiàn)在該產(chǎn)品帶來(lái)的商業(yè)價(jià)值和市場(chǎng)份額上。

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中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在這 20 年增長(zhǎng)迅猛，您能為中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的青年工程師說(shuō)一句您的寄語(yǔ)嗎？

在過(guò)去的 20 年，在DFT領(lǐng)域我們的確取得了一些成就，但是另外一個(gè)方面，如果我們拿航空工業(yè)作為對(duì)照，我們目前仍然處于“次音速”階段，借助 AI 技術(shù)和其他復(fù)雜技術(shù)的運(yùn)用，很快我們會(huì)達(dá)到“音速度”的水平，進(jìn)而進(jìn)入“超音速”發(fā)展階段。

以傳統(tǒng)測(cè)試技術(shù)為基石，我們正在將系統(tǒng)測(cè)試、產(chǎn)品生命周期可靠性測(cè)試、功能安全、現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)等等芯片測(cè)試技術(shù)都集成起來(lái)。未來(lái)充滿了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，這不僅對(duì)我們這樣的研發(fā)機(jī)構(gòu)，同樣適用于在這個(gè)領(lǐng)域里面就業(yè)的年輕人，就業(yè)機(jī)會(huì)無(wú)限，創(chuàng)造機(jī)會(huì)無(wú)限，未來(lái)是屬于你們的！

圖3：Janusz Rajski被授予 ITC-Asia 2018貢獻(xiàn)獎(jiǎng)

Siemens 業(yè)務(wù)部門 Mentor 是電子硬件和軟件設(shè)計(jì)解決方案的世界領(lǐng)導(dǎo)者，為世界上大多數(shù)成功的電子、半導(dǎo)體和系統(tǒng)公司提供產(chǎn)品、咨詢服務(wù)和屢獲殊榮的技術(shù)支持。