SoC测试技术面临的挑战和发展趋势

  目前，IC消耗量的主要增长集中在消费电子、数据处理和通信三大领域，其中消费电子包括显示器、数码相机、数字电视和视频游戏机，数据处理包括CPU和存储器、闪存卡、平面监视器和移动PC，通信领域则以数字蜂窝电话和无线/有线网络为增长驱动力。IC复杂度的日益提高，迫使设计人员采用更为先进的工艺技术，将更多的功能集成到单芯片内，系统级芯片(System on Chip, SoC)因此受到广泛应用，目标是逐步降低整机系统模块设计、测试和制造的成本。

  目前，0.25和0.18um工艺技术占据主导地位，0.13um以下工艺技术已在一些高端产品中得到应用，并呈现急速增长的趋势。使用先进设计工艺的结果，是造成设计、掩膜费用在NRE中的比例逐年上升，已经由1995年的13%激增为2003年的62%，推出新型芯片受到降低成本需求的强劲驱动，但是设计和制造新型芯片的总成本却因新工艺技术的应用而急剧增加。

  而另一方面，新型电子科技类产品的生命周期越来越短已经是不争的事实，它们从切入市场到实现百万台的量产规模，时间通常不到一年，因此，业界流传这样的说法：90%的利润是产品上市后头六个月产生的，“Time-To-Market”是整个半导体产业仅次于芯片复杂度面对的第二大挑战。

  在紧迫的上市时间和芯片复杂度日益提高的双重压迫下，半导体行业被迫构建新的外包链条，并力图结成更多的技术联盟，共同推进技术和市场的发展，其中一个重要趋势就是代工厂更倾向于提供一揽子解决方案，帮助集成电路设计企业更快地推出芯片，而业界占据领头羊的厂家更倾向于使用先进的测试技术，本文试图对SoC测试领域面临的挑战和技术发展的新趋势做一个初步探讨。

  传统的设计和测试方法将设计、调试/验证、生产测试三个环节孤立起来进行，其突出的问题是除非首颗芯片制造出来，否则芯片测试不可能线所示。传统的测试方法和流程由于需要多次反复，因而不能适应复杂的SoC大规模量产的需要，更难减少相关成本。对于SoC测试来说，人们需要开发更有效的测试程序，以满足一次性流片对验证工具以及生产测试环节对更具有成本效益的测试软件的需要。

  目前，人们开发测试程序通常沿着设计、测试程序开发、芯片原型验证的思路进行，各部分孤立地进行任务分配、需求分析，然后分别执行，测试的过程还要逐渐完备测试软件。测试程序开发完成之后，还要对测试程序本身进行调试，常常要多次反复修改测试程序，时间上也需要几个月的时间。这对于“6个月赢得90%利润”的市场法则来说是难以接受的，解决测试程序本身调试要比较长时间这样的一个问题，迫使人们进一步改善设计和测试的流程。

  为了解决以上问题，图2所示是一种新的测试流程。它将工程设计验证测试流程与生产测试流程并行处理。其核心思想是利用虚拟原型对测试工程和IC设计过程所需要的测试程序(本身)进行查错和调试，同时，也将虚拟原型应用到生产测试流程之中，完成面向生产的测试程序的查错和调试。

  为此，首先要依据工程测试结果，进行设计中的测试策略规划，目的是改进测试方法，降低测试的复杂性，并根据测试成本和复杂性对测试任务进行定义。而生产测试流程中，测试程序查错和调试的主要任务是提高成品率。

  FPGA和PLD在搭建虚拟原型，完成对测试程序调试的过程中扮演着及其重要的作用。通过利用虚拟环境，可以极大地降低对测试程序进行调试所花费的时间，减少掩膜次数，节省大量、昂贵的掩膜费用，提高成品率，并在加快产品上市时间的同时，达到芯片利润的最大化。

  然而，尽管上述方法解决了缩短测试程序调试时间的问题，但是，需要在设计和生产两条线上同时对测试程序进行调试，因而资产金额的投入上并没有明显降低，为此，Credence公司提出了利用光子进行SoC测试的新技术。

  随着芯片复杂度的增加，SoC采用倒装、打线和多层金属封装的方式也慢慢变得多，许多地方采用传统的电测手段已经相当费时费力，因此，Credence利用固态浸入透镜方法实现0.25um的成像分辨率，来完成对SoC关键节点的性能进行分析。通过测试系统配备的高速采集和数据处理能力，半导体制造商能够快速进行设计查错、故障分析和特征提取，从而极大地缩短产品上市时间并降低SoC开发的成本。

  基于光子探测的SoC测试技术的基本原理是，利用脉冲信号切换产生的能量，激发半导体电路内部的电子被激发出光子，然后通过高速采集和数据处理系统，将采集的光子转化为电子信号，通过对这些电信号来分析时序特征，从而达到对SoC关键节点进行测试的目的。其目的是加速产品的上市，消除不必要的多次设计修改和不必要的流片循环。

  SoC技术是21世纪初以来迅速发展起来的超大规模集成电路的主流技术，是电子器件持续集成的最高境界。SoC采用先进的超深亚微米CMOS工艺技术，从整个系统的角度出发，将处理机制、模型算法、嵌入式软件等各层次电路直至器件的设计紧密结合在单个芯片上，完成整个系统的功能。

  随着SoC应用的日益普及，在测试程序生成、工程开发、硅片查错、量产等领域对SoC测试技术提出了越来越高的要求，掌握新的测试理念、新的测试流程、方法和技术，是应对消费电子、通信和计算等领域SoC应用对测试技术提出的挑战，适应测试和组装外包发展趋势的必然要求。对于中国集成电路测试人员来说，了解中国目前SoC测试技术发展面临的挑战和发展方向，掌握市场的动态至关重要，表1所示为中国目前已经具备SoC测试能力的测试中心和实验室的一览表。

  在CES2018消费电子展上，华夏芯向全球发布了领先的CPU/DSP处理器IP和AI专用处理器IP，以及基于前述IP、支持双目立体视觉与目标识别等功能的异构多核SoC芯片“北极星”，与同类产品相比，无论是安全性、可靠性、适用性，还是面积、功耗、成本都更适合于规模化、商业化应用。 华夏芯嵌入式CPU/DSP处理器IP作为嵌入式高端64位超标量处理器，实现了乱序多发射的超标量流水线个核心，单核主频最高达2~3GHZ频率（TSMC CMOS 28nm或者更先进工艺）；新增的可变长向量单元可提供强大的并行计算能力；支持2D DMA引擎和加速器专用接口（PXI），能够实现CPU与AI处理器等外部模块之间的高速数据传输。

  芯片“北极星” /

  探讨处理器内核IP产业方向 中国北京 2006 年 9 月 4 日讯 – 可配置处理器供应商 Tensilica 公司今日宣布将参加第四届中国国际集成电路产业展览暨研讨会 IC China 2006。 Tensilica 参加 IC China 这一业界盛会，旨在展示其专利性针对 SoC 应用而设计的 Xtensa 系列可配置处理器及其开发工具，该技术被业界誉为符合未来发展趋势的颠覆性技术之一。同时， Tensilica 还将展示公司于 2006 年度 3 月发布的新品－钻石系列标准处理器内核产品，该系列产品是成功针对典型需求定制的控制处理器或多媒体 DSP 等多种解决方案。在其发布后一

  如今电子设备发展迅猛，热耗上升化、设备小巧化、环境多样化，过热成为电子设备故障的首要原因，在电子产品中，热失效是最常见的一种失效模式之一，电流过载，在短时间内通在局部空间过较大的电流时会转化成大量的热量。如果散热不好，导致局部温度快速升高，过高的温度会烧毁导电铜皮、导线和器件本身。 热设计便是采用适当可靠的方法控制产品内部所有电子元器件的温度，使其在所处的工作环境条件下不超过稳定运行要求的最高温度，以保证产品正常运行的安全性，长期运行的可靠性。 由此可见，如果想把产品的可靠性做高，一方面使设备和零部件的耐高温特性提高，能承受较大的热应力，另一方面是加强散热，使环境温度和过载引起的热量全部散掉，产品可靠性一样可以提高。如何做

  2大亮点 /

  3D视觉被称为“智慧之眼”，它通过获取三维信息，可以更加真实、准确地呈现物体的形态与结构，叠加AI技术的应用，正在成为数字化转型的新引擎。 近日，与非网采访了一家提供全栈式3D视觉解决方案的高新科创型企业——光鉴科技，并与光鉴科技CEO朱力一起探讨了从泛物联电子到 汽车电子 转型的驱动力和挑战，并就3D视觉在汽车座舱域的潜力与发展趋势给出了专业性的观点。 图 光鉴科技CEO朱力 从泛 物联网 到汽车座舱，是一个自然发展的过程 随着近几年国际科技与贸易形势的变化，叠加汽车产业的“缺芯”效应，慢慢的变多的国内企业的研发方向开始倾向于汽车电子赛道。光鉴科技就是其中一员，面向前装车载场景同步推出了基于 ToF 传感技

  我们预计2025年电动车销量约为1000万辆，渗透率约为40%。电驱动总成的市场空间有望达1000亿元，电源总成的市场空间有望达300亿元。 电驱系统产业链 按照电机的工作电源划分，可将电机划分为直流电机和交流电机。交流电机中，按照定子和转子的转速一致性划分，又可区分为同步电机和异步电机。当前新能源汽车驱动电机中较为常见的是交流电机中的永磁同步电机与鼠笼式异步感应电机，其中永磁同步电机在国内最为流行。根据高工锂电的数据，2021年，永磁同步电机/感应异步电机/其他电机的累计装机量分别为323/17/2万台，占比分别为94%/5%/1%。 驱动电机的主要零部件中，价值量最高的是定子/绕组/轴承/转子，成本占比分别为19%/

  总结 /

  电子电源行业是中国电子信息产业中重要组成部份，也是具有较强国际竞争力的细分行业，即使在全球金融危机冲击下的2009年，全行业产值仍然达到1061亿元，保持5%以上的增长率。2010年随着国家一系列宏观刺激政策的落实及全球经济趋于稳定之后，我国电子信息产业很快恢复了发展势头，中国电源行业更是借势而上，产值规模达到1172亿元，增速超过10%。 开关电源是电子电源的主要大类产品，由于其小型化、重量轻、功率密度/转换效率高、输入电压范围广、热消耗较少等众多种优点，并得益于电子科技类产品轻薄短小的需求趋势，其发展迅速，迅速取代线性电源普及于各种电子产品领域，根据中国电源学会收集整理的数据，2008年全国开关电源(主要包含消费类开关电源、工业

  部委双碳课题： 1）《国内外汽车制造碳排放对标分析及政策建议》 2）《适应碳达峰要求的营运车辆能耗和二氧化碳排放准入制度和政策措施研究》 3）《动力蓄电池全生命周期碳排放评价规范》 4）《基于国外碳边境管控形势的动力电池进出口影响及应对机制研究》 5）《中国移动源绿色低碳发展报告2022》 部委其他课题： 1）汽车沙盒监管：主要涉及 无人驾驶、OTA升级、动力电池、汽车零部件、汽车前沿技术 2）汽车排放召回：协助主管部门细化《机动车排放召回管理规定》相关条款，制定落地方案 3）换电行业调研及政策建议：换电企业能否盈利，该模式能否可持续，今后如何支持等

  金融行业涉及到大量的现金、货币、有价证券及贵重金属等物品，加之其财富聚集高、流动性强、社会影响力大等特点，使得金融行业容易成为极端破坏分子选择的目标，因此金融行业中的安全保卫工作很重要，金融行业一直以来都是安防行业中的重点行业，也是对安防系统技术方面的要求最高的行业之一。近两年在安防技术IT化、IP化，数据大融合的大环境下，金融安防的技防水平有了很大的提高，新技术、新产品、新应用、新模式不断涌现并被大范围的应用，给金融行业的安防体系注入了新的技防活力。本文将对金融行业安防技防技术发展的趋势做简单分析。      金融行业安防技术发展现状分析     金融行业的安防体系是由人防系统、技防系统、物防系统和管理系统多角度多纬度复合

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