芯片的制作流程及常见测试条件
自从2020年9月15日，开始美国全面对华为“麒麟”芯片断供，包括台积电、高通、三星及SK海力士、美光等都断供芯片给华为。
可以说是完全断掉了华为芯片所有可供应的供应链，一下阻碍了华为手机及荣耀手机的可持续供应链。
2019年华为手机出货量2.4亿部，2020年出货量下滑至1.9亿部，在2021年第一季度，全球智能手机出货量最高的依旧是三星，达到了22%。其次是苹果，仅靠iPhone 11和iPhone 12两代旗舰机型，就占据了全球出货量的17%。
第三至五名则由国内Android手机品牌包办。依次是小米（14%）、Oppo（11%）和Vivo（10%）。令人唏嘘的是，昔日曾经冲上销量首位的华为手机，在今年第一季度的出货量仅占到全世界的4%。
第三至五名则由国内Android手机品牌包办。依次是小米（14%）、Oppo（11%）和Vivo（10%）。令人唏嘘的是，昔日曾经冲上销量首位的华为手机，在今年第一季度的出货量仅占到全世界的4%。
所以在这样的背景下，发展自主芯片生产制造能力就变得刻不容缓。
本文就和大家科普一下芯片生产的主要流程以及常见的温湿度环境测试条件。
一、什么是芯片
芯片(chip)，又称微芯片（microchip）、集成电路（integrated circuit, IC）。是指内含集成电路的硅片，体积很小。一般而言，芯片（IC）泛指所有的半导体元器件，是在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分，承担着运算和存储的功能。广泛应用于军工、民用等几乎所有的电子设备。
一、什么是芯片
芯片(chip)，又称微芯片（microchip）、集成电路（integrated circuit, IC）。是指内含集成电路的硅片，体积很小。一般而言，芯片（IC）泛指所有的半导体元器件，是在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分，承担着运算和存储的功能。广泛应用于军工、民用等几乎所有的电子设备。
一般情况下，半导体、集成电路、芯片这三个概念是可以划等号的，因为讲的其实是同一个事情。
半导体是一种材料，分为四类，由于集成电路的占比超过80%，行业习惯把半导体行业称为集成电路行业。
而芯片就是集成电路的载体，广义上我们就将芯片等同于了集成电路。
二、芯片的主要生产阶段
二、芯片的主要生产阶段
如上图所示，我们大体上会将芯片生产分为IC设计、IC制造、IC封测三个阶段；
其中各个阶段的代表企业如下：
华为海思就属于芯片设计公司，其拥有尖端的设计能力，麒麟芯片就是海思设计，请代工厂加工制造出来的产物；在2020年9月15日之后，海思的设计图纸将失去制造源头，所以导致了芯片断供。
台积电属于芯片制造代工厂，至于所谓的3纳米、5纳米制程，是指芯片上线路的规格；
线路越细，那么同等大小的芯片载体上能容纳的线路、原件就越多；同理，对生产设备的精度要求也会越高，生产难度也就越大。
三星属于IDM企业；是集芯片的设计、生产制造一体化的公司。
三、芯片测试的常用条件
三、芯片测试的常用条件
从芯片的生产流程图可以看出，环境试验主要出现在IC的封测阶段，主要参考的标准有JEDEC、EIAJED等协会指定的行业标准。
① THB: 加速式温湿度及偏压测试
目的:
评估 IC 产品在高温，高湿，偏压条件下对湿气的抵抗能力，加速其失效进程
测试条件: 85℃，85%RH, 1.1 VCC, Static bias
失效机制：电解腐蚀
具体的测试条件和估算结果可参考以下标准
JESD22-A101-D
EIAJED- 4701-D122
② HAST: 高加速温湿度及偏压测试
目的:
评估 IC 产品在偏压下高温，高湿，高气压条件下对湿度的抵抗能力，加速其失效过程
测试条件: 130℃， 85%RH, 1.1 VCC, Static bias，2.3 atm
失效机制：电离腐蚀，封装密封性
具体的测试条件和估算结果可参考以下标准
JESD22-A110
③ PCT: 高压蒸煮试验
目的:
评估 IC 产品在高温，高湿，高气压条件下对湿度的抵抗能力，加速其失效过程
测试条件: 130℃， 85%RH, Static bias，15PSIG（2 atm）
失效机制：化学金属腐蚀，封装密封性
具体的测试条件和估算结果可参考以下标准
JESD22-A102
EIAJED- 4701-B123
*HAST 与 THB 的区别在于温度更高，并且考虑到压力因素，实验时间可以缩短，而PCT则不加偏压，但湿度增大。
④ TCT: 高低温循环试验
目的:
评估 IC 产品中具有不同热膨胀系数的金属之间的界面的接触良率。方法是通过循环流动的空气从高温到低温重复变化。
测试条件:
Condition B:-55℃ ℃ to 125
Condition C: -65℃ ℃ to 150
失效机制：电介质的断裂，导体和绝缘体的断裂，不同界面的分层
具体的测试条件和估算结果可参考以下标准
MIT-STD-883E Method 1010.7
JESD22-A104-A
EIAJED- 4701-B-131
⑤ TST: 高低温冲击试验
目的:
评估 IC 产品中具有不同热膨胀系数的金属之间的界面的接触良率。方法是通过循环流动的液体从高温到低温重复变化。
测试条件:
Condition B: - 55℃ to 125℃
Condition C: - 65℃ ℃ to 150
失效机制：电介质的断裂，材料的老化（如 bond wires）, 导体机械变形
具体的测试条件和估算结果可参考以下标准：
MIT-STD-883E Method 1011.9
JESD22-B106
EIAJED- 4701-B-141
* TCT 与 TST 的区别在于 TCT 偏重于 package 的测试，而 TST 偏重于晶圆的测试
⑥ HTST: 高温储存试验
目的:
评估 IC 产品在实际使用之前在高温条件下保持几年不工作条件下的生命时间。
测试条件: 150℃
失效机制：化学和扩散效应，Au-Al 共金效应
具体的测试条件和估算结果可参考以下标准
MIT-STD-883E Method 1008.2
JESD22-A103-A
EIAJED- 4701-B111
文章来源 | 拓米洛
