Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1979/M19790215Elc059.shtml

Новый этап дебатов по проблемам испытаний БИС

Шакил (A.Shackil)
Редакция Electronics

A.Shackil. Testing debate enters new phase, pp.88—90.

Обсуждаются проблемы испытаний СБИС, требующие новых путей решения. Показано, что в настоящее время наметились сдвиги в положительную сторону.

Документы убедительно показывают, что проблемы испытаний больших интегральных схем (БИС) стали в настоящее время трехсторонними и что между этими сторонами имеет место, кажется, бесконечный конфликт: взаимные претензии и переваливание вины на других у тех, кто изготавливает испытательные системы, у тех, кто создает БИС, и у тех, кто применяет последние, усиливается от конференции к симпозиуму, от симпозиума к совещанию.

Однако, в связи с тем что наступает время сверхбольших интегральных схем (СБИС), для решения проблемы испытаний электронной аппаратуры сегодня необходимо создание новой измерительной техники и значительно большее взаимопонимание между указанными тремя фракциями, которое до сих пор не установилось из-за их нежелания сесть за один стол и обменяться информацией.

Основным препятствием для обеспечения быстрого, недорогого и эффективного испытания СБИС является сама сущность последних. До настоящего времени повышение плотности монтажа, например уменьшение ширины проводников с, 7 до 5 мкм, требовало просто механического уменьшения размеров, подобно тому как можно переделать мужской костюм большего размера на меньший. Однако необходимое для изготовления СБИС уменьшение ширины проводников до 1—2 мкм означает принципиальное изменение конструктивных параметров и, следовательно, также необходимость принципиального изменения взглядов.

Современная техника. Один из новейших тестеров для испытания микропроцессоров, микрокомпьютеров и других БИС — автоматизированная испытательная систем
Рис.1. Современная техника. Один из новейших тестеров для испытания микропроцессоров, микрокомпьютеров и других БИС — автоматизированная испытательная система модели S-3270 фирмы Tektronix.

Существует мнение, что отношение промышленности к проблеме испытаний электронных приборов должно измениться и от компонентной ориентации необходимо перейти к системной. Другими словами, БИС и СБИС должны рассматриваться не как компоненты, а как системы, и к конструированию и испытанию, к поиску неисправностей и надежности этих схем следует подходить так же, как это делается в отношении систем.

Главный инженер отдела разработки новых схем в фирме Sperry Univac (Блу-Белл, шт.Пенсильвания) Льюсив согласен с этим подходом. Практически он предлагает, чтобы разработчики интегральных схем при их проектировании предусматривали использование некоторых особенностей методов испытания систем таких, как останов программы. По его словам, это «позволило бы проверять логическую матрицу микрокоманд, арифметическо-логический блок и группы регистров. Кроме того, это, несомненно, привело бы к сокращению времени испытаний».

Запоминание. На фотографии показан инженер, использующий запоминающую систему J387 фирмы Тега-dyne. Система обеспечивает реализацию двоичной карты пам
Рис.2. Запоминание. На фотографии показан инженер, использующий запоминающую систему J387 фирмы Тега-dyne. Система обеспечивает реализацию двоичной карты памяти в реальном масштабе времени, которая отображает распределение памяти.

Вопрос о времени испытаний заслуживает особого внимания. Фактически всеми признано, что подход к испытаниям в электронной промышленности изменился под влиянием администрации полупроводниковых фирм, которая исходит из того, что все, что находится в корпусе ИС типа DIP, является компонентом, и поэтому испытание такой схемы должно занимать не более 12—15 с. В число таких схем попадают устройства на БИС и СБИС. Для проверки сравнимых с ними систем на дискретных компонентах требуется 30 дней, даже несмотря на наличие в них многочисленных контрольных точек с доступом для измерений.

Дело еще больше осложняет настойчивое желание инженеров по испытаниям получать более полную информацию о конструкции приборов, которые необходимо проверить. Однако нет оснований ожидать, что изготовители приборов будут сообщать более полную информацию о будущих СБИС, чем они это делали прежде при постановке БИС.

В общем случае связь между разработчиком ИС и инженером по их испытаниям до сих пор ограничивалась тем, что разработчик давал функциональное описание схемы с ее критичными временными характеристиками, оставляя эксперта по испытаниям разбираться с его собственными приборами.

Эти дебаты о необходимости дополнительной информации во многих случаях стали причиной первых разногласий — специалисты по испытаниям настаивали на необходимости более полной информации, а изготовители ИС не менее упорно утверждали, что не собираются раскрывать всему миру сведения, которые они считают своей производственной тайной.

Кроме того, определенную роль играет также убеждение некоторых изготовителей тестеров для ИС и в том, что переход от БИС к СБИС будет просто очередным шагом вперед, во многом подобным переходу к БИС от СИС. Вот как это объясняет технический управляющий отделением испытаний полупроводниковых приборов в фирме Teradyne Inc. (Вудленд-Хилз, шт.Калифорния) Жилетт: «Изготовители испытательных установок были свидетелями постоянного увеличения плотности элементов ИС в течение последних 10 лет — со средним приростом разрядов в год около 60% — и некоторые из них предпочитают считать СБИС просто другим названием БИС, выполненных методом фотолитографии с размерами линий от 1 до 2 мкм».

Эту точку зрения, естественно, не разделяют изготовители ИС. Они указывают, что типичная ширина вентиля БИС равна 5 мкм, а топологические проектные нормы 2 мкм. В СБИС размеры становятся еще меньше, геометрия элементов сжимается до 2-мкм диапазона и приближается к производственному пределу. Новейшие технологические процессы, как, например, электроннолучевая литография, позволяют формировать каналы на 1-мкм диапазоне с топологическими проектными нормами 0,1-мкм. Это ведет к опасному представлению, что проблемы испытания СБИС будут аналогичны проблемам, которые были связаны с увеличением плотности элементов в ИС в прошлом.

Какие же новые проблемы возникают при переходе к СБИС? Вот что говорит по этому поводу управляющий компьютерным отделом управления технологическими процессами в фирме National Semiconductor Corp. (Санта-Клара, шт.Калифорния) Мураками: «Имеются проблемы, связанные с физикой приборов, причем эффекты второго и третьего порядков, которыми раньше пренебрегали, теперь становятся очень важными. Такие проблемы физики приборов, как прокол и захват дырок, проявляются в этих эффектах более сильно».

Совершенно очевидно, что в связи с требованиями обеспечения испытуемости приборов еще на этапе их конструирования, а также в связи с тем, что многие начинают понимать необходимость представления более полной информации о ИС, существующее положение должно измениться.

Кроме того, возрастает посещаемость специальных семинаров по испытаниям приборов, аналогичных семинару по вопросам проектирования ИС с учетом возможности их испытаний, который организуется ИИЭР в период с 25 по 26 апреля 1979 г. в Боулдере (шт. Колорадо).

Кроме обеспечения более полной информации о конструкции ИС и проектировании приборов с учетом возможности их испытания, т.е. их испытуемости, имеется еще один фактор — экономический: кто-нибудь должен будет платить за все это.

Здесь, как и в других областях техники, необходим разумный компромисс, который удовлетворяет изготовителя приборов, с одной стороны, и обеспечивает снижение общих затрат на испытания потребителю этих приборов, с другой. Возможно, поставщики интегральных схем и систем должны заставить своих заказчиков понять, что хотя они, быть может, заплатят за приборы больше, они выиграют во времени и затратах на испытания этих приборов.

Кроме того, как отмечает председатель подкомитета ИИЭР по проблемам проектирования приборов с учетом возможности их испытания Уильяме, полупроводниковые фирмы заинтересованы в том, чтобы проектировать приборы, удобные для испытаний, поскольку, чем легче испытывать приборы, тем дороже их можно продавать».

Такое решение не является нереальным. В настоящее время уже имеется ряд методов обеспечения возможности испытания СБИС без использования очень большого количества кремния, без введения дополнительных выводов на корпусе и без чрезмерного использования существующих выводов корпуса для контроля.

Наиболее широкое распространение получили методы, основанные на использовании сдвиговых регистров с параллельной записью и последовательным считыванием информации, располагаемых в ИС в цепях обратной связи. Эти регистры обеспечивают возможность доступа к подсекциям схемы через общую шину и возможность считывания контрольных данных. Фирма IBM называет такую конструкцию LSSD1{LSSD — level-sensitive scan design} конструкцией; фирма Sperry называет ее конструкцией scan/set, а фирма Nippon Electric конструкцией scan/path.

Таким образом, кое-какие успехи все же имеются. Возможно, наиболее удачно охарактеризовал создавшееся положение представитель одной из фирм, выпускающих ЭВМ, который пришел к выводу, что решение проблемы испытания приборов это просто дальнейшее развитие техники, и что нет никаких признаков, которые говорили бы о прекращении этого развития в эру СБИС.

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 52, No.04 (556), 1979г - пер. с англ. М.: Мир, 1979, стр.0

Electronics Vol.52 No.4 February 15, 1979 A McGraw-Hill Publication

A.Shackil. Testing debate enters new phase, pp.88—90.

Раздел: СООБЩЕНИЯ

Тема:     КОММЕНТАРИЙ




<<< Пред. Оглавление
Начало раздела
След. >>>

Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1979/M19790215Elc059.shtml