【有芯职说】DFT工程师

芯片专用术语里面结尾带字母“T”的太多

UT, BT, IT, ST, FT....,今天我们要谈的主角是DFT。为了让大家（即使小白）有个系统性的认识，本文将从如下五个维度进行介绍。

一、为什么需要DFT？

芯片生产过程中，可能导致物理缺陷。随着新工艺技术演进，芯片尺寸的变小会增加某些错误的可能性。芯片制造过程中的错误是我们不愿看到的，下面列出芯片制造中可能出现的一些问题。

密度问题：随着纳米技术的出现，芯片制造过程越来越复杂。设计的晶体管越来越小，沟道长度越来越小，后端连线也越来越密集。现在的芯片，普遍有数十亿个晶体管，所以，两根导线之间短路或断路的概率很大，这些是错误或者故障的来源。
软件问题：此外，除了制造过程的defect，用于设计芯片的EDA软件的bug或者工程师的失误，也会造成芯片失效。

考虑到这些问题，最关键的是在芯片出厂前进行测试，并且在每个关键过程都需要测试，而且要低成本高效率的测试，解决的方法就是DFT。DFT的终极目标就是在流片后，我们也能通过某些高效测试的方法，保证芯片和我们的设计意图吻合，不出现异常。

可能有知友问，我们可以直接设计一个功能测试脚本程序啊，如果脚本程序运行结果正确，同样可以检查出芯片是否完好。这样就不用再在芯片内部插入DFT，简化设计，并且减少MUX等逻辑资源。但您想过没，测试脚本要按照芯片功能来编写，测试脚本复杂，而且要测试到每个逻辑点，要测试脚本足够完善，几乎不可能做到。从另外一点看，当前的SOC设计规模越来越大很大，想要通过测试脚本来验证芯片的质量，会比插入DFT更耗时费力。而且，编写的测试脚本，无法保证每个逻辑点都被测试到。因此，这也是使用DFT的必要性。

二、什么是DFT？

DFT 是Design For Test（可测试性设计）的简称。是设计人员在进行系统和电路设计的同时，考虑测试的需求，通过在芯片中增加一些测试电路从而简化测试过程。是一种为达到故障检测目的所进行的辅助性设计方法，使制作完成后的芯片能达到“可控制性”和“可测试性”两个目的。

DFT的工作包括：

在项目初期规划DFT架构；
在RTL级别设计测试电路；
在验证阶段验证测试电路；
在synthesis阶段实现测试逻辑的插入；
在测试阶段提供测试向量。

简单说就是：

在架构阶段定义好DFT的架构；
在设计阶段实现DFT的逻辑和验证；
在后芯片阶段做好silicon bringup的辅助。

三、DFT的作用

DFT是用来测试芯片质量，看是否在生产过程中，因为物理制造过程，导致芯片损坏的问题。DFT不是检查芯片的功能是否正常，只检查芯片的内部连线等等，是否都正确连接到。

DFT可以降低通过问题器件的风险，如果最终在实际应用中才发现器件有缺陷，所产生的成本将远远高于在制造阶段发现的成本。它还能避免剔除无缺陷器件，从而提高良率。插入DFT亦能缩短与测试开发相关的时间，并减少测试装配好的芯片所需的时间。

如何能经济、快速的来方便芯片测试，就是DFT工程师的主要工作目的。

四、DFT的工作对象是什么？

DFT需要处理基本上芯片所有逻辑的测试。DFT基本参与了所有的芯片功能，需要提供芯片初始化时FUSE的管理；需要设计协调时钟，复位，电源等控制逻辑确保测试功能的实现，同时不影响芯片正常的工作模式。

对于片上存储器，由于其分布的复杂性，需要统筹设计mbist的分布，以最小的代价实现测试覆盖。

除此之外，芯片中功能模块的每一个寄存器都是扫描链测试的工作对象。任何一个寄存器，或者寄存器之间的组合逻辑发生故障，都需要能被DFT的方法侦测到。

五、DFT工程师的看家本领是什么？

一位合格的DFT工程师，最起码要懂设计、懂测试、懂电路。这是岗位特性使然，要求各个阶段的知识都要涉及到一些。

比如你要会前端设计的RTL，你要懂后端的逻辑综合和时序分析，你懂测试改进芯片良率。但对于coding的能力要求并不算高，也不需要学得很精深。

DFT的设计周期是比较长的，在整个周期中DFT工程师需要：

参与芯片DFT架构定义和设计；
完成DFT电路设计，包括Scan、Mbist、Bscan等；
协助后端团队处理DFT相关的时序分析和timing收敛工作；
使用ATBG等工具生成测试向量，并且进行仿真验证；
参与ATE，debug 测试failure，提高芯片良率。

要求再高点，全栈DFT工程师还需要掌握一些基本的知识和技能：

SCAN，扫描测试，主要是用来检测芯片制造过程中经常会出现的失效问题。
BIST，内建自测试，主要是在芯片内部产生测试码，对测试的结果进行分析。
JTAG，是指国际标准测试协议（IEEE 1149.1），也是指JTAG联合测试行动小组。

上面提到的三项技术，是DFT很核心的技术。除了要掌握这些技术原理，还得会用EDA工具，这些技术的实现都得靠EDA工具才行。

还有perl、tcl这些脚本语言以及Liunx，都是IC设计通用的必备技能。

最后上个JD截图

不心动是假的~~~

来自知乎：树哥谈芯

#IC##芯片#

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