芯片的出厂测试 / 芯片ATE测试是怎么做的？

芯片测试首要分两种：尝试室测试和量产测试。从名字就晓得，尝试室测试通常为利用工程师为评价芯片性能在公司尝试室停止的样品测试，量产测试是为了保证出货给客户的每一颗（真的是每一颗!）芯片都保证质量过关在厂子里停止的大范围生产测试。我们一般说的“芯片测试”、“ATE测试”、“出厂测试”、“量产测试”指的都是一回事，就是后者。芯片设想公司里的“芯片测试工程师”、“ATE测试工程师”指的也都是搞这个工作的人。

既然芯片测试是在厂子里大范围做的，那末明天，就带大师细细参观下芯片测试厂里面是啥样的！（本文一切图片均来自作者自拍，抹去敏感信息，来历于分歧的厂，且制止转载，大师了解哈~）

实在业内很少叫“测试厂”，而叫作“封测厂”，是由于封装和测试通常为合起来建一个厂（双枪老太婆左右开工），这类厂子通常为大厂（不是腾讯阿里的码农精英自嘲的“大厂”，是真的“大厂”），英文叫OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly and Testing)。也有小厂，只做测试不做封装的，就叫测试厂。

来！进“厂子”！

封测厂之间的不同也超级大，有像图片这样比力恢弘的大厂，也见过乡镇里某个打扮厂革新成的小厂。大致来说，封测厂占地都比力大，修建也比力高峻，里面看想写字楼似的，里面有一部分地区是给封测厂治理和客户利用的，还比力office，别的的大部分就是厂区了。

有的厂区有这样长长的通道，左侧一侧是封装车间或测试车间，右侧一侧是工程师们的办公室。也有的厂区设想成全部车间占据一栋楼，工程师办公室在另一栋楼。

测试车间里呢，大致的装修结构都差不多，叫无凡间/净化间，处处都是红色，上面是吊顶，下面也垫高，里面藏着很多传输气、电、网等的管道。黄色的胶布贴出来的地区就是一台一台机械的安置位置，中心让出一条很长的走道给人通行。顺面说一句，工场的次序感是很强的，叫5s治理，见过桌面上烙铁都有黄色胶带规定的摆放位置。

上图这条走道现实能够很是长，能够有100多米，像这样的走道在一个测试大厂里有很多条，组成一个庞大的芯片测试“矩阵”。

在测试车间里，会看到“各色”人等。比如苦逼的绿色衣服是供给商的人，蓝色衣服是本厂的操纵员，红色衣服是本厂的工程师，高贵的黄色衣服是客户等等，每家色号分派都分歧，也能够哪家绿色代表高贵的客户（今朝还没看到这样贴心的厂子）。工场的带领呢，一般也要突身世份搞点标示，比如帽子搞个粉色的啦，额。这色彩啊，在测试厂可大有讲求，同一小我穿分歧色彩的衣服，能变更的资本，遭到的报酬，可差了去了。

我们来看测试“矩阵”中的一个“节点”是啥样的。每个测试节点都是由两部分组成的，左侧的蓝框机械叫分选机（我们从业者根基不说分选机，叫英文handler，汉德乐，洋气！），右侧的红色框机械叫测试机（英文名叫tester，但我们从业者就喜好叫测试机，古朴！）。留意哈！！光分选机，就有好几品种型，好多品牌。可是，它们的功用都是差不多的：把要测的芯片“弄到”测试的位置上给测试机去测试，测完了测试机告诉分选机，这颗芯片是好的还是坏的，然后分选机把这个芯片丢到好筐还是坏筐里。

这里的节奏型是这样的：一大大，二大大

分选机：芯片我放好了，你测吧！

测试机：好嘞，稍等哈…… …… 测好了，这颗好的

分选机：（丢好筐里了），芯片我放好了，你测吧！

测试机：好嘞，稍等哈…… …… 测好了，这颗坏的

分选机：（丢坏筐里了），芯片我放好了，你测吧！

…… ……循环下去 …… ……

功用比力少的小芯片测一次能够200ms-300ms就够了，功用多的大芯片比如soc，测一次能够测一两分钟也欠好说。这里触及一个芯片ATE测试里很是重要的目标——UPH（units per hour，单元小时的产出量），假如测一颗芯片200ms，那末一小时能测18K芯片，还可以开多个工位同时测试，能把UPH拉到40K，那一天这台handler（还记得叫汉德乐吧，我下面都写成handler吧，叫得顺口）就能测快要1KK=1百万颗芯片！

可以经过下面视频感受下转塔式handler可骇的速度，每转那末一下就测了1颗芯片：（慢速是1/8倍速的慢镜头，仍然很丢脸出扭转，要盯着杆子上的数字看）

handler以这样可骇的速度运转着，可以听到气动、机械、装备报警发生的庞大乐音，再把镜头拉到全部测试“矩阵”的范围，这轰鸣的噪声不可思议。所以，有段时候频仍收支封测厂，我特地买了bose的降噪耳机。

还有一种叫pick and place（名字也很贴切）范例handler，就是用机械臂传送芯片。可以看下面的视频：

关于handler还有其他一些范例，比如重力式等，虽然这些外形、尺寸、机械道理上相差很大，但功用首要就是这么个功用：为了把芯片放到待测位置，然后把测好的芯片放到对应的分筐里。固然handler的强大功用还不但仅如此，给张转塔式handler近照感受下没那末简单，酷不酷。

讲完handler，再说说测试机。测试机上是可以编程的，对分歧的芯片测试要求，编写的法式叫做测试法式。芯片测试的时辰，就依照这个法式跑。测试机范例和厂家能够比handler多多了。有的小测试机跟密斯鞋盒差不多大，有的大测试机一人多高，两三小我围绕，还要专门配水冷降温。测试机厂家里最大的两家是advantest和泰瑞达，我的老店主NI（美国国家仪器）近来也做得不错。测试机真的可以单出一篇文章，想听的留言哈，看看有几多同学感爱好。

我们回到正题哈，本集是先容测试厂。为了让这么大的厂运营起来，需要到很多品种的人材，常见的有：

装备工程师：保护，调养，维修handler。测试机一般由供给商来做。

产线操纵员：操纵工啦，这是厂里人数最多的群体，散布在各个工序，依照要求操纵机械生产的，两班倒，在某些三四线城市人为不算低呢，究竟招人欠好招。

测试工程师：5年前厂里的测试工程师还是要按客户要求开辟测试法式的，现在不需要了，都是客户大概供给商把测试板和法式发过来，测试工程师上机械考证一下，最多改一下参数。

NPI工程师（新产物导入工程师，new product introduction）：没有量产测试过的芯片，头一回要量产，由于会出很多题目，需要很多考证，所以要由NPI工程师来导入到量产。

制程工程师（process engineer）：大部分芯片的测试流程都是通用型的，少数有一些特别要求，比如加一些步调，需要和厂里的制程相同，他们会制定并落实。

质量工程师（简称QC工程师）：来料及测试完的料的质检归他们，关于检查什么，厂里有一套通用的质检流程，客户也可以提出增加质检项目。感受QC权利挺大的，可以highlight这，highlight那。

生效分析工程师（简称FA工程师 failure analyze）：当客户反应大概质检发现芯片有毛病了（凡是是封装何处的题目），FA工程师就要出马找出root cause，给客户一个交接。

CE（客户工程师，customer engineer）：和客户对接的窗口，有什么题目经过他们和客户相同，凡是要求对各个工序熟悉一点，对各个工序的人熟悉一点。

…… 应当还有很多，忘记的接待补充

除了操纵员要倒班，装备工程师要值班，其他应当是有牢固上放工点的。厂里有食堂，给新来的员工宿舍，有的厂也不在郊区，所以大师有一些以厂为家的情怀。

全部封测厂的情况是现代化的，里里外外几近都是红色，连大师买车几近也都挑选红色，这里面装着的都是“代价连城”（确切很贵）的高科技装备。封测厂也是很清洁的，全部厂区内的干净度是有明白要求的，每立方米答应有几多个pm2.5以上的微粒。测试工段的干净度要求还低一些，封装工段的要求更高，所以职员进入需要全部武装，类似于这样：

芯片行业的工场比传统行业的工场清洁很多，现代化很多，技术含量高很多，与时代接轨亲近很多。但不管怎样说，它也是工场的一种，它的天职也是用最低的本钱生产出数目最多质量最好的产物：

这里品级森严，规矩甚多，讲服从讲标准；这里的机械也会轰鸣，要求带耳塞作业的操纵员，很多也不带；这里能够也存在一些不那末先辈的厂文化；这里能够一定有很多前沿的芯片技术（先辈封装和一些特别产物线的封测还是有的）；这里能够也不在芯片行业舞台的中心和聚光灯下。

但这里车间干净、恒温恒湿，冬季不冷炎天不热；这里员工轻易发生一种以厂为家的豪情，同厂的夫妻触目皆是；这里宏伟的大楼、不停运转的机械给了大师生活上的平安感；这里的厂文化一定先辈，但很适用；这里一定有最早辈的芯片技术，但运营战略、治理方式却是工场里的俊彦；这里平台广漠，可以打仗到业界最好的设想公司和最好的供给商，有的人操纵了这样的平台斥地了很好的奇迹；这里，假如在三四线城市的龙头封测厂，给了当地人一个最接近办公室白领的工作情况，一个现代化和标准治理的工作机遇，一个可以与天下级封测厂同台竞技的工作平台。

这里为了生产要求，厂区内很少有窗户，也几近找不到可以看时候的钟表。作为供给商和客户，我很屡次前往各地的封测厂，每次从车间忙了一成天出来到里面的天下，我总有一种恍若隔世的感受。但这让我晓得，今后的日子即使我在吃饭在睡觉在逛街的时辰，中国的大地上散布了那末多大巨细小的芯片封测厂，它们的机械都在轰鸣着生产芯片，它们里面的工程师们都在忙碌着保障生产处理题目，24小时，全年无休。在写这篇文章确当下，各行各业缺“芯”严重，产能严重不敷，它们也在大力地扶植新厂，增加装备，扩大产能，帮助中国的芯片设想公司保质保量地封测测试出充足的芯片，帮助中国公司捉住时代机遇打出天下市场！