聊聊测试性设计：被很多硬件团队忽略的隐形护城河

上个月帮一家创业公司的汽车电子团队做项目复盘，差点没惊掉下巴。他们花了近半年画版图，打样一次花了十八万，样板出来连不上车载总线，死活找不到问题出在哪。 拆板？BGA芯片打在底层，动一下就废。飞线测试？根本下不去探针。最后只能重新改版图重流片，硬生生把交付周期拖了三个多月，错过了车企定点的窗口期。 说白了，问题出在哪？从根子里就没做测试性设计。

测试性设计，不是给测试部门擦屁股的活

很多人听到这个词第一反应就是，哦，就是加几个测试点对吧？那都是测试工程师要操心的事，和前端设计没关系。 大错特错。 测试性设计，是从产品定义阶段就要埋进去的可测试基因，是在设计的时候就想好，后续生产、运维每个阶段要测什么，怎么测，怎么在不破坏原有功能的前提下，把故障精准定位出来。 你想啊，现在芯片越做越小，封装密度翻着倍往上涨，一块指甲盖大的PCB上塞了上千个元件，出了问题你靠放大镜找？神仙都找不到。消费电子PCB板测试性设计测试点布局示意图 我之前在工厂待过一段时间，见过一条SMT线，因为一批板子没留测试点，每片要花二十分钟人工排查，一天下来测不了几十片，原本能走自动化的产线硬生生改成了人工，成本翻了三倍还多。 说实话，现在哪怕是做消费电子，良率差一个点，万级批量就是上百万的损失。更别说车规、航天这种对零不良要求到极致的领域了。

今天的测试性设计，早就不是当年的玩法了

放在十年前，测试性设计就是做边界扫描，加几个裸铜测试点，只服务生产端的良率筛选。 现在早就不一样了。今天的测试性设计，已经从生产端延伸到了全生命周期。举个例子，新能源汽车的BMS电池管理系统，要求质保八年十五万公里，开了五年出了故障，你不能让用户直接换整个电池包吧？几万块钱谁也受不了。如果设计的时候就预留了分层自测的接口，一插诊断仪就能定位到某一个单体电芯或者某一个电容出问题，换个几十块钱的零件就能解决，用户体验上去了，厂家成本也下来了。 再往高端说，现在火得一塌糊涂的先进封装，2.5D、3D堆叠，层和层之间的高密度互联，你不加专门的测试结构，流片完了根本不知道哪一层的互联断了，整片晶圆直接报废。一次先进封装流片多少钱？大几千万啊，这损失谁扛得住？先进封装晶圆测试性设计内置测试结构图 前段时间看半导体行业协会的报告，国内先进封装的良率损失，有超过三成是可测试性设计不足导致的。这个数字真的挺吓人的。 不过话说回来，我也听到很多工程师吐槽，说加测试结构占芯片面积，会拉高产品成本，不如省点空间多堆点功能。 算笔账就明白了，一块钱的前置投入，能省至少一百块的后期返工成本，这个买卖哪里找？我认识一个做星载芯片的团队，他们每一款芯片的测试性设计迭代都要花半年多，就是因为上天了之后根本没法修，必须在出厂前把所有问题筛出来，在轨还要能实时自测，这不是锦上添花，是保命的设计。

做测试性设计，最容易踩的三个坑

做测试性设计，最容易踩的三个坑 这么多年接触下来，我见过太多团队，不是不做测试性设计，是做错了。最常见的就是三个坑。 第一个，把测试性设计甩给后端。前端功能都做完了，流片前才想起找测试工程师补测试点，这时候整个架构都定了，改一处牵一发动全身，本来只需要加几个寄存器的事，最后改得整块版图重新画，耽误时间还浪费钱。 第二个，只做生产测试，不做运维测试。很多团队觉得，我出厂能把不良筛出来就行了，卖出去坏了关我什么事？现在不一样了，车规要求十年质保，工业设备要求全生命周期可维护，你不预留诊断接口，出了问题只能整块换，召回一次几个亿就没了，之前多少新势力车企吃过这个亏？不用我点名吧。 第三个，就是过度设计。不管做什么产品，都照着航天级的标准加测试结构，最后产品面积变大，成本涨了一堆，卖不出去反而亏了。测试性设计本来就是降本的，不能为了可测反而增加不必要的成本，适合自己产品等级的才是对的，做儿童手表的没必要对标卫星芯片，对吧？ 现在整个硬件行业卷得厉害，大家都在拼性能拼价格，抢产能抢订单，很多人都忽略了这种看不见的细节。可偏偏就是这种细节，才是能帮你省大钱、躲大坑的隐形护城河。 你把测试性设计做在前面，少出几次问题，少返工几次，省下的时间和钱，够你多做好几个迭代了。对吧？