一個占地面積達3000平方米的區域被劃分為功能各異的實驗室,大大小小的實驗設備分布其間。一些密閉的實驗裝置內“躺”著不同型號的芯片。經技術人員提前設置一定參數并通上電源后,這些芯片便開始運轉起來,其運行過程中的技術參數會被實時監測,一旦出現運行異常,技術人員便即刻“診斷”。
“這類似‘芯片醫院’,通過對芯片進行‘望聞問切’,將問題反饋給客戶,幫助他們提升IC設計水平,提速芯片量產進程。”8月23日,四川天府新區集成電路設計創新公共平臺技術人員在接受紅星新聞記者采訪時說,實驗室每天都有芯片產品完成技術測試,半年來累計為全國各地70余家集成電路企業提供中試服務,而成都企業占比達70%左右,通過中試,幫助本地企業找出研發堵點,實現“加速跑”。
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今年,成都將科技成果轉化作為全市科技創新工作的“一號工程”,在各領域推動打造一批中試平臺,提高科技成果轉化和產業化水平。記者了解到,除了天府新區外,成都高新區等區(縣)也涌現一批圍繞芯片中試的集成電路中試平臺,填補了行業空白。在業內人士看來,隨著本地中試平臺投用,與本地企業實現就近配套,幫助企業實現降本增效。
▲天府新區集成電路設計創新公共平臺實驗室
芯片中試怎么“試”?
“闖”過高溫、潮濕、長時運轉等關卡
8月23日下午,記者對“芯片醫院”進行了探訪。只見一塊塊不同類型的芯片產品被穩定安放在類似托盤的裝置上,然后再被整體放置在實驗裝置內,裝置外側的電子顯示屏上顯示溫度、濕度、電流等參數。數據不時變化,一旁的技術人員會對測試過程進行實時監測。
“經過封裝之后的芯片都要進行測試,避免量產之后出現瑕疵,平臺會對芯片進行‘診斷’,再將問題反饋給芯片設計企業。”平臺技術人員說,中試環節中除了反饋問題外,還會和企業一起探討如何解決芯片運行中出現的問題,這個過程又優化了芯片研發。”
“中試過程中,會模擬出消費級、工業級、車規級芯片的實際運行場景,以此了解芯片的使用性能。以汽車芯片為例,其運行條件往往伴隨一些惡劣環境,壽命實驗就是要測試芯片產品是否耐高溫、是否防潮,是否能長時間正常運轉。”技術人員說。
“針對芯片的壽命實驗,會在實驗裝置內模擬120攝氏度的高溫環境,將芯片放置在里面,然后通上電源,累計運行上千個小時,這一過程會測試芯片能否耐高溫。”技術人員介紹,期間會及時檢測芯片運行數據,一旦出現數據異常則表明芯片存在瑕疵。
在封裝測試環節,芯片產品會被放置在密閉的實驗裝置內,這一過程中,實驗裝置內空氣濕度會增大,然后觀察濕潤環境下芯片運行是否正常。據技術人員介紹,這類實驗環節一般持續近百個小時。
集成電路在研制、生產和使用過程中失效現象不可避免。芯片中試還有一個關鍵環節就是“失效分析”。“比如,當芯片運行存在短路情形,短路的地方溫度會高于周圍區域,我們用微光顯微鏡去捕捉這個熱點位置,發現問題所在。”技術人員說,通過芯片失效分析可幫助集成電路設計企業找到芯片設計缺陷和工藝問題。
“預計今天會有10余款芯片‘下線’。”技術人員說,芯片的中試包括壽命測試、靜電測試、仿真驗證等環節,每“下線”一款芯片意味著該款產品完成相關中試環節,實際上,當天“下線”的芯片產品均經過前期不同時長的中試,有的在實驗裝置中經歷了數千小時中試,有的則在一小時內完成中試。
▲天府新區集成電路設計創新公共平臺實驗室
補齊集成電路中試短板
更多本地平臺助力企業降本增效
事實上,本地集成電路企業的中試環節曾一度出現依賴外地平臺的情形。
“以前,在西南片區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證服務的公共性中試平臺,成都本地集成電路企業往往都需要前往上海、深圳、北京等地區開展芯片測試和流片等檢驗檢測、中試熟化和小批量試生產。”成都經濟發展研究院產業經濟研究所綜合研究高級崗楊會改分析,由于本地專業中試平臺缺乏,一度形成了依靠外地,導致測試時間長、價格高和協調難等問題,對集成電路產業創新發展帶來了一定影響。
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,這對本地企業中試形成吸引力。
“平臺于去年底開始試運營,今年6月正式投入運營,面向集成電路企業提供中試服務。”平臺相關負責人介紹,平臺由成都天投集團、電子科技大學天府協同創新中心、上海季豐電子等多方機構參與,半年來服務客戶數達70余家,主要來自成都、西安、重慶等地,成都企業占比最大。從客戶身份來源看,集中了來自消費、工業等領域的客戶,目前平臺設備尚未滿載,隨著未來實現滿載,客戶數量有望提升。
日前,《成都市進一步有力有效推動科技成果轉化的若干政策措施》和《成都市概念驗證中心和中試平臺資助管理辦法(試行)》印發。政策顯示,針對設施設備投入大、服務產業功能強、開放共享程度高、示范帶動效應好的重大中試平臺,成都將擇優給予建設主體最高3000萬元后補助。
記者了解到,隨著政策利好釋放,除了天府新區外,來自成都高新區的芯火集成、漢桐集成、森未科技、邁科科技等集成電路企業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業相適配的中試平臺,最終幫助企業降本增效。“比如,深圳南山區打造的粵港澳大灣區集成電路設計創新公共平臺,促進本地芯片開發周期縮短了70%左右,開發成本降低了60%左右。”楊會改說。
“隨著本地集成電路中試平臺的建設,填補了成都市集成電路產業本地化概念驗證、中試熟化、小批量試生產等科技成果轉化鏈條的空白環節,為有效打通產業創新成果轉化的“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,大大減少了企業骨干研發團隊多次往返于本地公司、外地中試平臺、生產基地之間進行測試和流片的成本,可以在很大程度上幫助企業降低研發成本、縮短研發周期,不但提升了本地企業的新產品產出能力和競爭力,也增強了本地產業鏈的安全性、穩定性。
紅星新聞記者 葉燕 宋嘉問
編輯 李鈺儀
責任編輯:Rex_25