关于Mentor DFT对汽车IC的影响和作用分析

随着汽车IC的蓬勃发展，尤其是近年来在辅助驾驶系统研发方面的巨额投资，大大驱动着汽车IC市场的温度越来越炙手可热。新一轮的汽车IC能为半导体行业带来什么样的商机？新一轮汽车IC能为EDA行业带来什么样的商机？新一轮汽车IC的十一亿分之一这样的高质量安全要求，既是挑战，也是机遇。Mentor DFT为汽车IC的高质量安全保驾护航，创新已经在路上。

在第二届ITC-ASIA会议上，Janusz Rajski先生以其最睿智的思考以及多年领先的DFT业内经验，给大家做了详细的介绍：Mentor DFT为什么能够为汽车IC的高质量安全保驾护航，而且Janusz的高效能创新团队又是如何做到的呢？ 

图1：Janusz Rajski于ITC-Asia会议上做题为“DFT for Automotive Functional Safety”的主题演讲

Janusz指出：“Siemens 对创新的定义，不仅止于创造新点子，更注重将之转化为产品，从而征服市场、制定业界新基准。”

为了满足更高速度和更大数据量处理的要求，由于汽车IC开始采用原来从来没有使用过的最新工艺，而这些新的工艺如FinFet带入了新的物理缺陷类型和可靠性风险，DFT必须更进一步的创新以应对这些汽车IC长期高质量运行的可靠性新问题，但是怎样去应对呢？

Janusz带领与会者一起回顾了从2009年至今Mentor公司在芯片DFT和Diagnosis方面的持续创新，以及最佳的汽车IC测试BIST解决方案。 

图2：Janusz在介绍Mentor公司在芯片DFT和Diagnosis方面的持续创新   

Janusz Rajski博士是Mentor公司Engineering VP，IEEE Fellow。1995年加入Mentor公司以来，在DFT领域持续创新，是业界公认的DFT测试向量压缩“之父”，在他领导下在2001年向业界推出的TestKompress产品，是第一个商业化的测试向量压缩产品。

Janusz博士已经发表了260+ IEEE paper，拥有130+美国专利和国际专利，2003年因为其杰出的科学贡献而荣获波兰总统授予的科学勋章。

1相较传统IC，汽车IC有何与之不同的需求？

Janusz：汽车IC有两个最大差别，第一是对可靠性的要求极高，而且不仅在IC出厂前的测试要求近乎零缺点，在汽车使用年限的10到20年中，还必须实时侦测IC是否异常，并提出示警。第二是对IC的大小还有系统实时测试时间有极严格的限制。

2Mentor在未来一两年内将会主推哪种DFT产品来应对汽车IC市场的挑战与机遇？

5种解决方案应对IC内部Logic部分的测试挑战

在测试质量持续提高方面，Mentor公司几十年如一日，锲而不舍地寻找对传统的stuck-at和transition失效模型所不能够覆盖到的物理缺陷进行有效数学建模的方法。Cell-aware测试在10年前被引入进来用于对高可靠性芯片的漏测部分进行补充测试，通过对各式各样的客户加总起来累计超过五千万个芯片的Cell-aware测试和比较，Mentor公司相信我们已经充分证明了Cell-aware的有效性，并且我们还将不断地优化失效模型来加强针对车用IC和先进制程的缺陷侦测，并计划向业界推出汽车IC质量等级的ATPG解决方案（Automobile-Grade ATPG）。

在生产测试方面，Mentor公司的TestKompress产品是业界事实上的标准。我们推出的混合EDT-LBIST解决方案不仅可以照顾到汽车IC在线测试的需要，而且还可以大大减少LBIST的硬件压缩逻辑所带来的面积开销问题的负面影响，因为在这里LBIST可以复用EDT的硬件压缩逻辑电路。除此之外，Versa-Test-Point（VTP）产品可以更进一步帮助大家压缩测试向量和测试时间，无论你是使用EDT，还是LBIST。

由于在新的汽车系统里面AI人工智能技术的蓬勃发展，一些复杂的汽车IC甚至会包含几百个乃至几千个CPU/GPU单元，Mentor公司Tessent Hierarchical Test技术已经可以完全胜任规模这么大的芯片DFT处理，在Tessent Hierarchical Test技术的帮助下，这个工具在模块级产生更加有效的测试向量，然后把这些模块级产生的测试向量映射到最顶层，这样的方法跟传统的全芯片运行工具产生测试向量相比，你可以在十分之一的工具运行时间内拿到压缩效果更好的测试向量。

Memory测试

汽车IC要求在汽车工作时周期性地进行测试，我们推出的非侵占式MBIST解决方案就是为了应对这样的挑战，因为它可以通过在这边借用几个cycle或者那边借用几个cycle的方法，在汽车IC正常工作期间逐步而完整地进行测试。

Analog测试

最后，大家别忘了我们的芯片还会有Analog部分，Mentor公司最近新推出的一个产品DefectSim。一方面它可以对Analog进行故障仿真并统计报告Analog的测试覆盖率，以量化我们Analog部分的测试成效。此外，他还可以筛选出来对提高测试覆盖率没有任何帮助的冗余的测试向量，从而减少测试时间和降低测试成本。另一方面，它还可以输出ISO26262汽车IC质量标准所要求功能/性能质量矩阵图表。

3您开篇对创新的定义非常令人震撼，请问您是怎样带领您的团队做到这一点的？

首要的秘诀就是需要强大的团队作为支撑

在ATPG,Compression, Memory and Logic BIST, Analogy Test, Diagnose, Yield Learning 诸多方面，我们都配备了最资深、最优秀的团队成员，无论从 Mentor DFT 产品本身，还是从团队发表的研究文章的质量和数量，你都能深刻体会到这一雄厚的实力。此外，在诸如 ITC 这样的顶级测试大会，业界也一定能看到 Mentor 团队强大阵容的亮相。哪怕我们已经取得了一系列的卓越成就，我们也从不停下脚步。

创新意识成为了团队的一种文化核心

从创新的想法出发，通过研究，再到转化为产品，我们有完备的处理方式和创造流程。这种创新文化影响到了每一个团队成员，这种创新文化给了我们不断面对新挑战的勇气和能力。此外，我们还必须把创新的目标锁定在解决我们客户的真实问题上，哪怕是非常棘手、前所未知的难题，我们也毫无畏惧心理，充满信心地去攻克它，从而为顾客创造价值。那也是因为我们有这样引以为豪的创新实力雄厚的团队。

为客户创造价值

20 多年前，很多半导体公司在说测试成本持续走高会导致我们走不下去，来自 Intel 的首席技术官曾预测15年内生产成本将逐渐减低，而测试成本将会逐渐增加，进而测试成本与生产成本将相差无几。正是因为我们团队的实力、专注，我们是第一批发现这个问题，在2001年第一个推出TestKompress产品，解决了测试成本的问题。我再举一个例子，当 IC生产制造转换到新制程时，芯片的质量和良率并非经常很好，而要手动地去找寻良率损失问题根因所在非常旷日废时，我们注意到了这个问题，立刻开始行动，从而诞生了业界最佳的良率诊断工具Tessent Diagnosis。敏锐感知问题并能专注地持续努力加以解决克服，而且我们还拥有无比自豪的团队，为客户创造价值就不再是一句空话。 

与半导体公司紧密合作

多数情况下，我们团队的独立研究都是极具前沿性的，但是，我们和半导体公司的紧密合作同样重要。图2列举一些领先半导体公司在使用、验证我们的解决方案。由于 Mentor 仅仅是产业链的一部分，我们自己不生产芯片，所以我们和众多半导体公司完成了超过 50，000，000个芯片的 CellAware 测试，以保证该解决方案的质量能够得到持续提高。 

Stephen Swerling Innovation Award 

Stephen Swerling Innovation Award 是Mentor公司用来表彰创新成就的最高奖项，具有极高的含金量。TestKompress 是在Mentor 成立至今的历史长河中，被授予该奖项的三大产品之一，它帮助 Mentor 抢占了 DFT 市场的老大位置。我们对创新大小的定义，不仅仅体现在它对产品本身的影响，更要能体现在该产品带来的商业价值和市场份额上。

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中国半导体产业在这 20 年增长迅猛，您能为中国半导体行业的青年工程师说一句您的寄语吗？

在过去的 20 年，在DFT领域我们的确取得了一些成就，但是另外一个方面，如果我们拿航空工业作为对照，我们目前仍然处于“次音速”阶段，借助 AI 技术和其他复杂技术的运用，很快我们会达到“音速度”的水平，进而进入“超音速”发展阶段。

以传统测试技术为基石，我们正在将系统测试、产品生命周期可靠性测试、功能安全、现场修复等等芯片测试技术都集成起来。未来充满了机遇与挑战，这不仅对我们这样的研发机构，同样适用于在这个领域里面就业的年轻人，就业机会无限，创造机会无限，未来是属于你们的！ 

图3：Janusz Rajski被授予 ITC-Asia 2018贡献奖

Siemens 业务部门 Mentor 是电子硬件和软件设计解决方案的世界领导者，为世界上大多数成功的电子、半导体和系统公司提供产品、咨询服务和屡获殊荣的技术支持。