Memory及其controller芯片整体测试方案(上篇)
如果你最近想买手机,没准儿你一看价格会被吓到手机什么时候偷偷涨价啦!
其实对于手机涨价,手机制造商也是有苦难言,其中一个显著的原因是存储器芯片价格的上涨↗↗↗
>>> 存储器memory的江湖地位
存储器memory,是电子设备的基础核心部件之一,全球memory市场规模约700亿美元,在全球3352亿美元的集成电路产业中,占据23%的份额。
随着今年存储器价格的飙涨,各大memory厂商赚得盆满钵满,甚至把memory称为印钞机也丝毫不为过。与此同时,存储器在真金白银的交换中,也充分证明了自己在电子信息产业江湖中的地位。
>>> 存储器的分类
存储介质的形式有很多种,从穿孔纸卡、磁鼓、磁芯、磁带、磁盘,到半导体DRAM内存,以及SD卡,固态硬盘、SSD、闪存等各种存储介质。
存储器大致可以分为掉电易失性(Volatile Memory)和非掉电易失性(Non-volatile memory)。
目前全球存储器市场最大的集中在
DRAM、NAND Flash、NORFlash三大类
这三类存储器,主要用在哪里呢?
以手机举例——
DRAM
4GB就是内存部分,DRAM,用来存放当前正在执行的数据和程序, 例如屏幕前的你正在刷的微信;
NAND FLASH
64GB就是闪存部分,NAND FLASH,用来存放长期信息,例如各位宝宝的美颜美照,你的聊天记录,还有其他……当然了,也正是因为我们存的东西越来越多,二维空间已经无法存放这么多的信息,生生逼着NAND走向了三维空间,也就是3D NAND。
▲ 3D NAND的构造就像一个摩天大楼
此外,一些新型的存储器也在研究的过程中,例如磁阻式RAM (MRAM--ST-MRAM、STT-MRAM)、电阻式RAM(ReRAM),PRAM、FeRAM等。
了解了Memory的庞大家族,和主要成员之后,我们回到老本行,来研究一下memory的测试方法。
按照Memory的设计制造working flow及其辅助电路,测试环节大致分为以下几个部分:
Cell level --design andmodeling 单元设计、评估及建模
Wafer level –acceptance test代工厂晶圆级自动化测试
Chip level --Protocolvalidation 芯片级协议分析
Controller IC – Interfacemeasurement控制芯片接口测试
Module level 以SSD为例
接下来我们分上、下两篇分别讲解
这5个部分的详细测试方法和测试方案
{ 第一部分 }
Typical Cell evaluation of NVM – flash memory
三大问题,一个对策,你值得拥有
当前主流的NVM由于读写速度快,测试序列复杂,因此在测试时需要
High pulse quality 高质量的脉冲
Complex waveform generation复杂的信号生成
Higher throughput 高吞吐率
典型的memory cell测试主要分为3部分:
1、Write / Erase pulse width dependency
2、Endurance test
3、Disturb test
1
Write / Erase pulse width dependency
流程如下
问题 1-a) 脉冲波形失真
根据以上测试流程,首先我们的工程师编写程序写进一个理想脉冲。
然而由于传输线的多重反射及电感效应,实际测试脉冲已经引入了失真:
问题 1-b) 复杂的时序图生成
时钟的同步、延时、脉宽、上升下降沿,都是要考虑的因素
2
Endurance Test的流程如下
问题2-a) 超长疲劳测试时间
Issue 2-b) 还是波形产生的问题,在疲劳测试中需要为memory cell注入多电压信号脉冲,以测试memory的性能
3
Disturb test
Issue 3-a) 测试设备的灵活性,例如:在两个cell上同时加压,一个为工作单元, 一个为干扰单元
Issue 3-b) 要求比较高的电压加速degradation (e.g. > 40Vfor NAND)
总结以上部分,可得在存储器单元主要三种功能测试中,主要的测试挑战如下
面对如此错综复杂的考量,正确的方法,是使用Keysight HV-SPGU module in B1500A(HighVoltage Semiconductor Pulse Generator Unit),这是基于Keysight半导体参数分析仪(也就是Tracer)B1500A的高压脉冲产生单元,它可以产生± 40V的电压脉冲,用于memory cell 的disturb test。
从正面面板,可以看到这一个可配置于B1500A的模块,每个模块有两个channel,也就是说对于5插槽的B1500A,最高可以配置10个channel。
除了高压、通道数之外,我们接下来来了解一下它在复杂波形生成、超高脉冲精度、以及测试软件等方面的能力,看它是如何在方方面面满足memory cell测试的全部要求。
>>> 看精度
如此好的精度,带来的直接好处,就是脉冲建立时,overshoot和振铃都非常小,来看几种电压和建立时间的组合:
▲ Ttransient=20ns;Vamp=10V
▲ Ttransient=20ns;Vamp=20V
▲ Ttransient=30ns;Vamp=40V
>>>看测试场景
33种测试场景,贴心内置
>>>看速度:
Estimated test time
for one millioncycle endurance test
20倍加速,再也不用等待那么长的时间。
{ 第二部分 }
On-wafer massiveparametric test for memory
第一部分居然罗里吧嗦讲了这么长,弄得小编开始怀疑自己的年龄。为了证明小编还年轻,决定一言不发,甩2张图直截了当简单粗暴快刀斩乱麻结束这一部分
转载于:https://www.cnblogs.com/shaobojiao/p/7885531.html
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