DFT如何用于2.5D和3D IC？

年度ITC活动于9月的最后一周举行，我们一直在关注来自EDA供应商的所有新闻亮点，因为花在测试器上的时间可能是一个主要成本，而在生产过程中发现缺陷芯片的价值是非常关键的。小芯片、2.5D和3D IC设计已经引起了测试界的关注，我们了解到西门子EDA刚刚宣布用他们的DFT方法来解决新的测试需求。Vidya Neerkundar是DFT产品Tessent系列的产品经理，她介绍了最新情况。

DFT的挑战

在IC设计的大部分历史中，一个封装中都只有一个Die，或者是多芯片模块(MCM)。对于有多个Die的2.5D和3D IC，如何进行单独的Die测试，然后使它们适用于最终的封装?

如果其中每个Die的DFT架构彼此不同呢?

是否有一种最佳的方法来进行封装内的Die测试，以减少测试时间?

2.5D和3D小芯片

Tessent Multi-die

西门子的开发团队扩展了他们的技术，支持使用Tessent Multi-die 的2.5D和3D IC封装。Tessent流扫描网络使用2D分层扫描测试。现在，这种方法将2D分层DFT扩展到2.5D和3D IC。以下是2.5D设备中三个小芯片的情况：

IEEE为3D堆叠集成电路的测试访问架构创建了一个标准，称为IEEE 1838-2019。IEEE 1687使用另一个标准IEEE 1149.1定义了集成电路内嵌入仪器的访问和控制，该标准带有测试访问端口。Tessent Multi-die支持所有这些标准。

芯片设计中的每个Die都有一个边界扫描描述语言(BSDL)文件，然后Tessent Multi-die将创建包级BSDL。

IEEE 1838标准

该以Die为中心的测试标准于2019年11月获得委员会批准，并允许将一个Die作为多Die堆栈的一部分进行测试。为了测试目的，使用一个柔性并行端口(FPP)、Die包装寄存器(DWR)和测试访问端口(TAP)连接Die的3D堆栈:

用于测试的3D堆栈

IEEE 1687 -内部JTAG

这个2014年的标准有助于简化嵌在每个Die内的仪器的使用。有一种仪器连接语言(ICL)和过程描述语言(PDL)来定义仪器。ATE系统和内部JTAG之间的流程如下所示:

IEEE 1687流

IEEE 1149.1 JTG

带有测试访问端口的边界扫描标准可以追溯到1990年，边界扫描描述语言(BSDL)出现于2001年。该标准定义了指令和测试数据如何在芯片内部流动。

IEEE 1149.1 JTAG

将所有这些测试标准放在一起，我们可以看到Tessent Multi-die如何连接到3D堆栈中的每个芯片。每个Die内核的测试模式和测试调度是通过Tessent流扫描网络(SSN)完成的。

Tessent流扫描网络

SSN基本上是将测试数据传输分组，从而将核心DFT和芯片DFT解耦，允许同时测试的核心独立移动。实际的好处是为DFT规划节省时间，更容易进行路由和定时关闭，并最多可以减少4倍的测试时间。

总结

代工厂、设计、测试和IEEE之间的密切合作创造了一个充满活力的2.5D和3D生态系统，所有的技术都已到位，以推进半导体创新。西门子EDA在使用IEEE标准的同时扩展了他们的Tessent软件，以接受新的测试挑战。Tessent Multi-die与所有其他的Tessent产品和平台集成在一起，因此我们不必将工具和流程拼凑在一起。

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