直播回顾:芯片测试经济学,听听专家怎么说

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2022-07-18 09:38

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7月5日晚,由摩尔精英主办的《半导体测试经济学》线上研讨会如期举行。本次线上研讨会主要分主题演讲及互动交流环节。主题演讲由摩尔精英产品工程副总裁赵庆博士从 测试对产品盈利的直接或间接影响、测试中显性及隐性成本的深度剖析以及如何避免量产测试中的误区 等角度进行分享。互动交流环节由摩尔精英测试运营副总裁王兴仁、测试运营总监蔡丹、测试资深商务拓展经理曾坤以及赵庆博士从各自从业经验以及视角与线上观众深度互动解除疑惑。


测试在半导体行业中的地位举足轻重。在市场竞争中,测试开发和量产测试是提升芯片设计公司的产品竞争力的重要环节。高效的测试开发不仅可以将高质量低成本的芯片产品 快速导入市场 ,有效的量产测试运营优化也能 进一步降低测试成本 ,从而提升整个半导体测试行业的社会效能。我们相信,通过半导体测试运营工程师的努力和创造,更多创新性的方法会被提出。



半导体量产测试:
实现从研发到量产的关键必备环节

半导体量产测试主要包含晶圆测试(CP)和成品测试(FT)两道工序。当一颗芯片产品设计完成和流片结束后,制造出来的晶圆会经过CP流程,通过在测试机(ATE)和探针台(Prober)上运行CP测试方案,将好的晶片和坏的晶片分离出来。好的晶片会被封装成成品芯片,然后在ATE和分选机(Handler)上运行FT测试方案,分选出的好品经过后道工序就能发送给客户。


实际上,一颗芯片能够进入量产不仅需要经过一套非常严格的验证测试流程,如特性验证测试(Characterization Test) 和可靠性验证测试 (Reliability Test),而且需要准备好一系列高效可靠的测试方案。这一系列的测试方案必须能可靠的分离出好品和坏品,并且需要提供精确的测量数据为可靠性测试提供有价值的信息;同时必须在特性验证测试中为设计人员提供精确可靠的数据;最后还必须高效低成本的在量产中把好品可靠地分离出。


图1 半导体芯片制造流程


半导体工业里的测试经济学

和任何其它行业一样,半导体行业公司的盈利也遵循:盈利 = 收入 – 花费。半导体行业的测试经济学是研究半导体测试和测试开发对盈利的直接或间接的影响的课题。


那么半导体产品的测试和测试开发对盈利会有哪些方面的影响呢?

● 产品上市时间:优于竞争对手率先将合格的产品推入市场,将会获得比较丰厚的盈利。

● 测试成本:好的测试方法可以将量产测试的成本降低,会减少花费,从而提高盈利。

● 良率提升:通过测试工程方法将良率提升,会增加收入,从而提高盈利。


半导体测试对半导体盈利的影响存在着显性成本和隐性成本

显性成本:盈利的直接影响

测试的显性成本意为测试芯片产品所直接支付的测试费用。可理解为测试成本 = 每秒钟测试成本 x 测试所有DUT所花费的时间 大家会发现,测试厂通常会先给出UPH(每小时测试数量)和HR(每小时测试费用),但是最终,因测试程序的运行是非常快的,一般都会用秒来计算。


当测试工厂给出HR(每小时测试费用)或者每秒钟的测试成本时,会着重考虑到以下几点来报出合理的价格:

● 测试机和量产配套设备的折旧费用

● 测试场地成本

● 人力成本

● 运行效率


图 2 显性成本涉及缩写解析


隐性成本:盈利的间接影响

测试的隐性成本涉及了质量、良率、封装成本以及时间成本。

● 质量的成本:漏测对质量成本的影响排序,CP<FT<SLT<板级测试<终端测试<客退品RMA

● 良率的成本:Trim测试对良率的提升

● 测试影响封装成本:CP节省封装成本

● 时间的成本:产品上市时间


划重点:

哪些举措可以降低半导体测试成本

例举几个方法:

● 降低单颗芯片的测试时间:提高并测数 (Multi-Site Testing),增加同时测试(Concurrent Testing),采用高效的测试方法。

● 降低每秒钟测试成本:选择合适的测试设备,优化测试设备组合。

● 降低芯片整体测试成本:合理安排测试流程和分配测试项。


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避坑指南:
如何规避量产测试中的一些误区

误区1:

量产测试只会增加生产成本,不会增加产品的价值,量产测试并不重要!

分析:

● 半导体芯片是电子产品的核心部件,一颗不合格的芯片可能会使整个电子产品不工作,造成远高于芯片本身价格的损失。所以,半导体芯片生产的质量管控非常严格,不同种类的应用会有不同的DPPM控制要求。

● 半导体量产测试对保证芯片的质量尤为重要。

● 半导体芯片量产测试中的一些特定流程(如trim,memory repair,等)能提升良率,增加盈利。

误区2:

测试成本占生产成本的百分比很低,没必要减少!

分析:

● 目前国内芯片生产成本比较高,相对来说测试成本所占比重比较低,但并不表示测试成本可以忽略。

● 减少测试费用,在单颗芯片上的收益可能比较微小,但在海量生产中为公司带来的盈利是巨大的。

【实例 某款量产芯片3年出货250KK,单颗芯片生产成本为30美分,原先FT测试成本占生产成本的15%(4.5美分),经测试工程师的努力,测试成本降低到生产成本的3%(0.9美分)。单颗芯片节约成本仅为3.6美分,但整个芯片的FT生产由测试成本的减低带来的盈利为900万美元。

误区3:

使用便宜的测试机就能降低测试成本!

分析:

● 在生产测试成本中,除了测试机的折旧成本外,还有其它昂贵设备的折旧(如探针台,分选机,等)和固定成本(如厂房等)。

● 测试成本的高低应从整体测试设备和固定成本的投入考虑。

【实例】某款量产芯片的CP测试使用比较便宜的低端测试机,因为测试机资源的限制,同测数为2,共投入10套测试机和10套探针台;在新的测试方案中采用了资源数较高的中高端测试机,同测数为16,单次运行时间和原先方案接近。使用新方案后,测试只需投入2套测试机和2套探针台。最终节约8套昂贵的探针台和洁净室空间。

本次直播中,赵庆博士讲解了测试经济学的基本概念,并对半导体测试运营中存在的一些误区进行了深入剖析。 后续我们将会针对这些内容开设“避坑指南:如何规避量产测试中的一些误区”系列专题文章。请关注摩尔精英公众号,敬请期待后续内容。 在直播互动交流环节,专家们的解答深入浅出,但由于时间原因并未将问题一一解答。后续我们会将问题收集整理,并通过专题文章与各位进一步交流。同时,您也可以通过“ 会后问卷 ”方式提出您的疑问,我们会通过邮件以及电话回访的方式与您取得联系。


摩尔精英测试服务:

摩尔精英芯片测试服务以自有测试设备为核心,为客户提供程序开发调试、测试硬件制作、量产测试三大类服务。依托摩尔资深测试开发团队的丰富经验,针对客户的各类芯片产品在我们ATE(MEE-T0)上开发测试程序,设计制作测试硬件,导入批量生产,为客户提升芯片产品质量,降低产品成本,缩减上市时间,最终帮助客户赢得市场,合作互赢。


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摩尔精英致力于“让中国没有难做的芯片”,通过“一站式芯片设计和供应链平台”,结合自有封测工厂和设备的快速响应能力,给有多样化、定制化芯片需求的芯片和终端公司,提供高效的“从芯片研发到量产一站式交付”的解决方案。

摩尔精英为客户提供平台化、定制化、产品化的芯片设计服务、IT/CAD设计平台服务、流片服务、封装服务、测试服务、产品工程及量产管理服务和半导体教育培训服务,帮助客户加速和差异化产品量产,提升研发和运营的效率,降低踩坑和失败的风险。


摩尔精英在上海设立研发和运营总部,引进了国际领先IDM的芯片自动测试设备(ATE),在美国达拉斯和法国尼斯设有两个海外研发中心,在无锡、重庆、合肥等地建设2万平封装测试工厂,核心设备投资超过3亿元,供应链合作伙伴覆盖全球主流晶圆厂和封装测试厂。

今天是《半导体行业观察》为您分享的第3104内容,欢迎关注。

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