测试验证技术:被低估的国产芯片突围隐形护城河
为什么现在测试验证技术突然成了香饽饽
放在十年前,很多做芯片的都把测试验证当设计的附属活。干完设计,随便测测就流片,那时候芯片规模小,几百万晶体管,错了也好改。现在不一样了。AI大模型带火了端侧AI芯片,电动车带火了车规级MCU,随便一款新芯片,晶体管规模都是几十亿上百亿,复杂度翻了上百倍。
现在行业里有个公认的数据,一款复杂芯片的研发周期里,测试验证的工作量占比超过70%,流片失败的项目里,超过六成是验证不充分导致的。
国产芯片前端验证实验室工作场景
说白了,现在流片一次少则几千万多则上亿,容错率基本为零。你敢在验证上省那点钱,就是拿整个项目开玩笑。说实话,原来很多资本投芯片创业,都盯着架构、算法、IP,觉得这些才是能吹故事的核心,测试验证就是个打杂的。现在不一样了,投项目尽调,第一个问的就是你们验证团队配了多少人,用的什么流程,覆盖率做到多少了。吃过亏的人多了,大家也就醒了。
国内测试验证技术到底卡在哪了
说句实在话,我们在测试验证这块,落后不是因为技术原理不行,是卡工具,卡生态。原来整个EDA市场的验证工具,基本被海外两三家巨头包圆了。小公司买不起,一年授权费大几百万,还只能给有限几个节点用。大公司就算买得起,核心数据都要走人家的工具,做自主可控的芯片,谁敢放心?
之前我听过一个说法,某军工单位做芯片,验证完了还要用国内工具再跑一遍,就怕藏了什么后门。这不是瞎担心,是真的要防。不过话说回来,最近这几年的变化真的挺惊喜的。国内不少做EDA的公司,已经把验证工具的核心模块做出来了,不少中小设计公司已经开始换国产工具用了。
我今年年初听过一个案例,深圳一家做IoT芯片的公司,把原来用的海外仿真工具换成了国内产品,不仅授权费降了快六成,跑大规模测试用例的速度还快了15%,香得不行。
芯片功能验证覆盖率测试报告界面
当然,差距还是有的。人家做了几十年,生态积累厚,很多第三方IP的适配都是现成的,我们还要一点点补。但至少,我们已经从0走到1了,再也不是完全被卡脖子的状态了。
下一代测试验证技术,我们的换道机会在哪
下一代测试验证技术,我们的换道机会在哪
现在芯片复杂度涨得太快,传统的验证方法已经跟不上了,刚好给了我们换道超车的机会。最明显的就是AI赋能测试验证。原来要人工写测试用例,百亿晶体管的芯片,写一年都覆盖不完所有场景,现在用大模型训练出来的AI工具,能自动生成测试用例,自动找功能漏洞,原来几个月的活,几天就能干完,覆盖率还能拉高好几个点。国内现在已经有团队把这块做出来了,落地给不少客户用了,反馈都不错。
还有一块就是车规芯片的功能安全验证。现在电动车卖得疯,车规芯片要求过ISO 26262,最高等级ASIL-D对验证的要求苛刻到离谱,原来传统的验证流程根本满足不了,必须搞新的方法学,新的工具链。这块全世界都处在摸索阶段,我们起步并不晚,只要踩对了点,就能拿到话语权。对吧?
还有就是先进封装的测试验证,现在3D封装越来越火,多层芯片叠在一起,原来的测试方法测不到内部的信号,必须搞全新的测试验证技术,这块现在都是蓝海,国内已经有不少研究所在啃硬骨头了,成果出来得还挺快。
当然,问题也不少。最大的问题就是缺人。一个能独当一面的资深验证工程师,现在市场上挖都挖不到,开出比设计工程师高两成的工资都抢不到。为啥?原来高校里根本不怎么开专门的验证课程,大部分都是跟着设计课捎带讲一点,这么多年下来,人才存量本来就少,最近几年芯片行业爆发,缺口一下子就拉开了。不过现在好了,很多高校已经开始开专门的验证方向,培训机构也出来了,再过个三五年,缺口会慢慢填上。
很多人聊半导体突破,眼睛都盯着光刻机,盯着先进制程,没人愿意提测试验证这种脏活累活。可你仔细想想,整个芯片研发链条,哪一个环节缺了都不行。测试验证技术就是芯片的质检员,就是隐形护城河,你没合格的质检员,做出来再漂亮的设计都是废品。现在我们能把流片成功率从原来的不到三成提到现在的六七成,就是这些做验证的人一点点磨出来的。慢慢来,总会越来越好的。