探訪成都“芯片醫(yī)院”：有的1小時(shí)看完病、有的“住院”數(shù)千小時(shí)，助力提速芯片量產(chǎn)進(jìn)程

一個(gè)占地面積達(dá)3000平方米的區(qū)域被劃分為功能各異的實(shí)驗(yàn)室，大大小小的實(shí)驗(yàn)設(shè)備分布其間。一些密閉的實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)“躺”著不同型號的芯片。經(jīng)技術(shù)人員提前設(shè)置一定參數(shù)并通上電源后，這些芯片便開始運(yùn)轉(zhuǎn)起來，其運(yùn)行過程中的技術(shù)參數(shù)會被實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦出現(xiàn)運(yùn)行異常，技術(shù)人員便即刻“診斷”。

“這類似‘芯片醫(yī)院’，通過對芯片進(jìn)行‘望聞問切’，將問題反饋給客戶，幫助他們提升IC設(shè)計(jì)水平，提速芯片量產(chǎn)進(jìn)程。”8月23日，四川天府新區(qū)集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新公共平臺技術(shù)人員在接受紅星新聞?dòng)浾卟稍L時(shí)說，實(shí)驗(yàn)室每天都有芯片產(chǎn)品完成技術(shù)測試，半年來累計(jì)為全國各地70余家集成電路企業(yè)提供中試服務(wù)，而成都企業(yè)占比達(dá)70%左右，通過中試，幫助本地企業(yè)找出研發(fā)堵點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)“加速跑”。

(資料圖片)

今年，成都將科技成果轉(zhuǎn)化作為全市科技創(chuàng)新工作的“一號工程”，在各領(lǐng)域推動(dòng)打造一批中試平臺，提高科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化水平。記者了解到，除了天府新區(qū)外，成都高新區(qū)等區(qū)（縣）也涌現(xiàn)一批圍繞芯片中試的集成電路中試平臺，填補(bǔ)了行業(yè)空白。在業(yè)內(nèi)人士看來，隨著本地中試平臺投用，與本地企業(yè)實(shí)現(xiàn)就近配套，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效。

▲天府新區(qū)集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新公共平臺實(shí)驗(yàn)室

芯片中試怎么“試”？

“闖”過高溫、潮濕、長時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)等關(guān)卡

8月23日下午，記者對“芯片醫(yī)院”進(jìn)行了探訪。只見一塊塊不同類型的芯片產(chǎn)品被穩(wěn)定安放在類似托盤的裝置上，然后再被整體放置在實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)，裝置外側(cè)的電子顯示屏上顯示溫度、濕度、電流等參數(shù)。數(shù)據(jù)不時(shí)變化，一旁的技術(shù)人員會對測試過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

“經(jīng)過封裝之后的芯片都要進(jìn)行測試，避免量產(chǎn)之后出現(xiàn)瑕疵，平臺會對芯片進(jìn)行‘診斷’，再將問題反饋給芯片設(shè)計(jì)企業(yè)。”平臺技術(shù)人員說，中試環(huán)節(jié)中除了反饋問題外，還會和企業(yè)一起探討如何解決芯片運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，這個(gè)過程又優(yōu)化了芯片研發(fā)。”

“中試過程中，會模擬出消費(fèi)級、工業(yè)級、車規(guī)級芯片的實(shí)際運(yùn)行場景，以此了解芯片的使用性能。以汽車芯片為例，其運(yùn)行條件往往伴隨一些惡劣環(huán)境，壽命實(shí)驗(yàn)就是要測試芯片產(chǎn)品是否耐高溫、是否防潮，是否能長時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)。”技術(shù)人員說。

“針對芯片的壽命實(shí)驗(yàn)，會在實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)模擬120攝氏度的高溫環(huán)境，將芯片放置在里面，然后通上電源，累計(jì)運(yùn)行上千個(gè)小時(shí)，這一過程會測試芯片能否耐高溫。”技術(shù)人員介紹，期間會及時(shí)檢測芯片運(yùn)行數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常則表明芯片存在瑕疵。

在封裝測試環(huán)節(jié)，芯片產(chǎn)品會被放置在密閉的實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)，這一過程中，實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)空氣濕度會增大，然后觀察濕潤環(huán)境下芯片運(yùn)行是否正常。據(jù)技術(shù)人員介紹，這類實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)一般持續(xù)近百個(gè)小時(shí)。

集成電路在研制、生產(chǎn)和使用過程中失效現(xiàn)象不可避免。芯片中試還有一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是“失效分析”。“比如，當(dāng)芯片運(yùn)行存在短路情形，短路的地方溫度會高于周圍區(qū)域，我們用微光顯微鏡去捕捉這個(gè)熱點(diǎn)位置，發(fā)現(xiàn)問題所在。”技術(shù)人員說，通過芯片失效分析可幫助集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)找到芯片設(shè)計(jì)缺陷和工藝問題。

“預(yù)計(jì)今天會有10余款芯片‘下線’。”技術(shù)人員說，芯片的中試包括壽命測試、靜電測試、仿真驗(yàn)證等環(huán)節(jié)，每“下線”一款芯片意味著該款產(chǎn)品完成相關(guān)中試環(huán)節(jié)，實(shí)際上，當(dāng)天“下線”的芯片產(chǎn)品均經(jīng)過前期不同時(shí)長的中試，有的在實(shí)驗(yàn)裝置中經(jīng)歷了數(shù)千小時(shí)中試，有的則在一小時(shí)內(nèi)完成中試。

▲天府新區(qū)集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新公共平臺實(shí)驗(yàn)室

補(bǔ)齊集成電路中試短板

更多本地平臺助力企業(yè)降本增效

事實(shí)上，本地集成電路企業(yè)的中試環(huán)節(jié)曾一度出現(xiàn)依賴外地平臺的情形。

“以前，在西南片區(qū)并沒有可以提供芯片電性測試、失效性分析、可靠性分析等測試驗(yàn)證服務(wù)的公共性中試平臺，成都本地集成電路企業(yè)往往都需要前往上海、深圳、北京等地區(qū)開展芯片測試和流片等檢驗(yàn)檢測、中試熟化和小批量試生產(chǎn)。”成都經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究院產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所綜合研究高級崗楊會改分析，由于本地專業(yè)中試平臺缺乏，一度形成了依靠外地，導(dǎo)致測試時(shí)間長、價(jià)格高和協(xié)調(diào)難等問題，對集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展帶來了一定影響。

上述“尷尬”局面正在被打破。今年以來，成都一批本土中試平臺投運(yùn)，這對本地企業(yè)中試形成吸引力。

“平臺于去年底開始試運(yùn)營，今年6月正式投入運(yùn)營，面向集成電路企業(yè)提供中試服務(wù)。”平臺相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，平臺由成都天投集團(tuán)、電子科技大學(xué)天府協(xié)同創(chuàng)新中心、上海季豐電子等多方機(jī)構(gòu)參與，半年來服務(wù)客戶數(shù)達(dá)70余家，主要來自成都、西安、重慶等地，成都企業(yè)占比最大。從客戶身份來源看，集中了來自消費(fèi)、工業(yè)等領(lǐng)域的客戶，目前平臺設(shè)備尚未滿載，隨著未來實(shí)現(xiàn)滿載，客戶數(shù)量有望提升。

日前，《成都市進(jìn)一步有力有效推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化的若干政策措施》和《成都市概念驗(yàn)證中心和中試平臺資助管理辦法（試行）》印發(fā)。政策顯示，針對設(shè)施設(shè)備投入大、服務(wù)產(chǎn)業(yè)功能強(qiáng)、開放共享程度高、示范帶動(dòng)效應(yīng)好的重大中試平臺，成都將擇優(yōu)給予建設(shè)主體最高3000萬元后補(bǔ)助。

記者了解到，隨著政策利好釋放，除了天府新區(qū)外，來自成都高新區(qū)的芯火集成、漢桐集成、森未科技、邁科科技等集成電路企業(yè)也打造了開放共享的中試平臺。

全國來看，一些地方正在打造與本地產(chǎn)業(yè)相適配的中試平臺，最終幫助企業(yè)降本增效。“比如，深圳南山區(qū)打造的粵港澳大灣區(qū)集成電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新公共平臺，促進(jìn)本地芯片開發(fā)周期縮短了70%左右，開發(fā)成本降低了60%左右。”楊會改說。

“隨著本地集成電路中試平臺的建設(shè)，填補(bǔ)了成都市集成電路產(chǎn)業(yè)本地化概念驗(yàn)證、中試熟化、小批量試生產(chǎn)等科技成果轉(zhuǎn)化鏈條的空白環(huán)節(jié)，為有效打通產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的“最先一公里”提供了重要支撐。”在楊會改看來，通過本地化配套，大大減少了企業(yè)骨干研發(fā)團(tuán)隊(duì)多次往返于本地公司、外地中試平臺、生產(chǎn)基地之間進(jìn)行測試和流片的成本，可以在很大程度上幫助企業(yè)降低研發(fā)成本、縮短研發(fā)周期，不但提升了本地企業(yè)的新產(chǎn)品產(chǎn)出能力和競爭力，也增強(qiáng)了本地產(chǎn)業(yè)鏈的安全性、穩(wěn)定性。

紅星新聞?dòng)浾?葉燕 宋嘉問

編輯 李鈺儀

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