半導体集積回路の高歩留り化プラットフォームの研究開発

研究紹介
文部科学省 知的クラスタⅡ福岡先端システムLSI開発拠点構想
半導体集積回路の高歩留り化プラットフォームの研究開発
発表者： 温 暁青
所
属： 九州工業大学
情報工学研究院
情報創成工学研究系
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OUTLINE
● 背景・目標
● 研究内容
● 研究体制
● 進捗状況
● 実施成果
● まとめ
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背景
不良
テストプログラム
不良
テスター
テスト入力
不良
不良
テスト環境
LSI集積回路
プローブカード
プローバ
製造
LSI設計データ
ソケットボード
ハンドラ
比較
期待応答
実応答
良否判定
良品出荷
不良品破棄
不良品が混じっていれば
あぶない！
（品質低下問題）
良品が混じっていれば
もったいない！
（歩留り低下問題）
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目標
高精度故障診断技術
製造不良
低消費電力テスト生成技術
テスト入力不良
テストプログラム自動検証技術
テストプログラム不良
不良原因解析用エキスパートシステム技術
テスト環境不良
テ
ス
ト
計
算
高
速
化
技
術
総合 対策
LSIの
高歩留り化
高品質化
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研究内容１
高精度故障診断技術
加工設備
観測設備
LSI設計
データ
量産不良品
（低歩留り）
被疑
箇所
故障診断
不良解析
設計改善
不良
原因
市場不良品
（低信頼性）
X1
1
1
1
b1 X1
G
高歩留り
高信頼性
製造改善
0
0
不良対策
b2 X2
X1
● 大規模実回路への対応（時間・メモリ）
X4
b3 X3
1
1
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● 欠陥情報ロスなしのＸ故障モデル使用
● 診断分解能向上
● タイミング欠陥への対応
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研究内容２
低消費電力テスト生成技術
低電力設計技術
(ハードウェア)
(ソフトウェア)
歩留り低下
信頼性低下
ガードバンド
実最大値
機能電力
(一般デバイス)
機能電力
(低消費電力デバイス)
テスト電力
● スキャンキャプチャ電力削減手法
● 大規模実回路への対応（時間・メモリ）
● テスト電力の高精度な見積もり手法
テスト電力削減
● 誤テスト回避型テスト生成フローの構築
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研究内容４
不良原因解析用エキスパートシステム技術
データベース
テストデバッグ
エンジン
テストデータ
知識ベース
テストＰ評価
専門知識抽出
データベース
ユーザーインターフェイス
不良原因
レポート
量産テストデータ
（解析対象）
量産テスト
評価エンジン
量産ﾃｽﾄﾃﾞｰﾀﾛｸﾞ
テストプログラム
知識ベース
テストデータ評価
フェイルモード評価
データベース
再テストデータ…
解析評価
エンジン
テスト情報収集
知識ベース
評価ルール ．．．
解析プロセス ．．
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研究内容５
テスト計算高速化技術
ＬＳＩテスト関連計算処理の高速化
並列分散処理ソフトフェアプラットホーム
ヘテロジニアスマルチコア並列分散処理ハードウェアプラットホーム
Cell B.E. (Broadband Engine) クラスタ計算機
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研究体制
プロジェクトマネージャー (PM)
九州工業大学 教授 温 暁青
科学技術コーディネータ
プロジェクトリーダー (PL)
ふくおかＩＳＴ 研究員 武田 敏秀
ふくおかＩＳＴ 津留 眞人
リーダー
A
B
C
D
メンバー
協力
高精度故障診断
低消費電力テスト生成
チーム
温 暁青 （KIT）
曽根洋晃 （FIST）、梶原 誠司 （KIT）
宮瀬 紘平 （KIT）、大和 勇太（KIT）
STARC、NMS、NTU、
LIRMM、Univ. of Connecticut、
Freiburg Univ.
エキスパート
チーム
武田 敏秀 （FIST）
井上 俊介 (FIST)、大野 国弘 （NaU）
牛島 真人（NaU）、藤好 政則（NMD）
TRL
テストプログラム
チーム
(最終確認中)
（最終確認中）
（最終確認中）
テスト計算高速化
チーム
小出 洋 (KIT)
山下 翔 (KIT)、木下 正喬 (KIT)
（最終確認中）
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進捗状況
① 高精度故障診断技術
－ X故障診断と従来故障診断との比較実験を実施した。
－ X故障シミュレーションの高速化を行った。
② 低消費電力テスト生成技術
－ 大規模で高効率な論理値埋込み技術を提案した。
－ Gated-Clockを利用したテスト時消費電力削減手法を提案した。
③ 不良原因解析用エキスパートシステム技術
－ 歩留り解析業務から思考モデルを抽出し、抽象化及び体系化作業を行っている。
－ IFと処理エンジンからなるエキスパートシステムプロトタイプの基本部分を作成した。
④ テスト計算高速化技術
－ 並列分散処理ハードウェアプラットホームの構築を行った。
－ 既存ソフトウェアプラットホームの移植作業が進行中。
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実施成果
Ｈ１９～Ｈ２０
① 専門書： １章
② 研究発表： 学術論文誌（７）・国際会議（１３）・招待講演（５）・チュートリアル（３）
③ 特許出願： 出願済み（４）・処理中（２）
④ プロトタイプ試作： １
⑤ 海外研究機関との共同研究契約： 台湾大学（１）・Univ. of Connecticut（１）
⑥ 外部資金獲得： Ｈ１９年度（２）・Ｈ２０年度（２）
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まとめ
高精度故障診断技術
製造不良
低消費電力テスト生成技術
テスト入力不良
テストプログラム自動検証技術
テストプログラム不良
不良原因解析用エキスパートシステム技術
テスト環境不良
テ
ス
ト
計
算
高
速
化
技
術
総合 対策
LSIの
高歩留り化
高品質化
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研究テーマ１７
半導体集積回路の高歩留り化プラットフォームの研究開発
今後ともどうぞよろしくお願い致します
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