一种基于云端的集成电路测试信息整合分析系统及方法与流程

本发明涉及一种集成电路测试信息整合分析系统及方法，特别是涉及一种基于云端的集成电路测试信息整合分析系统及方法。

背景技术：

在集成电路技术领域中，几乎所有芯片在进入市场前，都需要经过很多环节严格的测试，而每个环节的都会产生海量信息数据，包括整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息。测试是必须但又是耗时而昂贵的过程，它是保障集成电路性能与质量的关键手段之一。但在测试过程中却忽略了随时可见的大数信息价值、分析及安全等问题。当前，集成电路测试每天生成各种数据大约30G的大数据，每月测试月2亿多颗芯片，每颗芯片测试参数平均约6000项，每颗芯片测试功能矢量平均约10,000,000条，而且测试数据还在持续增长中，因此，现有行业急需一个具有智能、高效及形成一个庞大的数据网的物理服务集群及信息整合技术方法，并兼顾安全预警服务支撑系统、全面安全保障支撑系统、高效运维管理支撑系统等安全、运维、监控的功能，能实现为上层应用提供高度集成的数据接口，为集成电路产业用户提供整套安全可控、智能监控、安全预警、动态监控的集成电路测试信息整合服务。

另外，众所周知，集成电路产业链包括集成电路设计、集成电路制造、集成电路封装测试以及支撑辅助上述三个环节的设备和材料等环节，每个环节都产生海量且具有巨大价值的数据信息，但是每个环节由于自身规模、技术等限制，不可能负担高额的信息系统成本，现有技术无法满足，行业对于云端整合和分析这种成本较低创新服务的需求会出现爆发，若建立一种基于云端的集成电路测试信息整合分析系统，对每一批芯片每一环节的测试结果进行监督和分析，甚至能够通过一些数据的变化趋势预测问题的所在,在良率问题爆发出来以前就采取必要的措施,从而减少甚至避免产品质量的事故,降低芯片生产运营的成本，对于芯片整体的特性，以及设计、工艺、封装等方面的问题是非常有价值的。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种基于云端的集成电路测试信息整合分析系统及方法，其通过整合整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息，并基于云端分布式数据部署，为集成电路产业用户提供整套安全可控、智能监控、安全预警、动态监控的集成电路测试信息整合服务。

为达上述及其它目的，本发明提出一种基于云端的集成电路测试信息整合分析系统，包括：

多个测试数据收集与在线效应器，用于自动收集获取各集成电路的测试数据；

监控客户端，根据客户的要求对测试数据收集与在线效应器10的测试数据进行处理，并产生除了测试数据以外的记录信息；

云端服务器，获取监控客户端处理后的测试数据及记录信息，以整合测试数据收集与在线效应器获得的集成电路数据信息，并对获得的数据信息基于云端分布式数据部署。

进一步地，测试数据收集与在线效应器、监控客户端以及云端服务器之间利用光纤或VPN进行连接，形成虚拟化的物理服务集群。

进一步地，该测试数据包括整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息。

进一步地，该云端服务器整合所获得的整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息，并基于云端分布式数据部署，包括测试环境监控、工程分析、自定义测试OI、自定义底层驱动。

进一步地，该系统基于云端处理架构，设计具有双向反馈机制的测试分析工具，提供用户需求Limit control、XML/STDF/summary格式分析转换、LOG分析、叠加分析、Process tracking/Control Model技术服务接口，实现实时测试控制、交互协同、节点查询。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于云端的集成电路测试信息整合分析方法，包括如下步骤：

步骤一，建立虚拟化的物理服务集群；

步骤二，利用各测试数据收集与在线效应器实时收集测试数据，并利用监控客户端根据客户的要求对测试数据收集与在线效应器收集的测试数据进行处理，包括验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息，并送至云端服务器；

步骤三，于云端服务器，整合所述测试数据，并基于云端分布式数据部署；

步骤四，对整合后的测试数据采用海量数据挖掘分析技术及多种工艺验证分析方法进行整合分析，并输出分析结果。

进一步地，于步骤一中，该虚拟化的物理服务集群对集成电路测试硬件系统进行虚拟化改造，以光纤、VPN将分散在不同位置的硬件设备连接起来，通过测试数据收集与在线效应器、监控客户端以及云端服务器，形成一个闭环的自动控制和测试信息收集，形成一个庞大的数据网。

进一步地，该测试数据包括整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息。

进一步地，于步骤三，该云端服务器整合所获得的整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息，并对测试数据基于云端分布式数据部署。

进一步地，该云端服务器采用双向反馈机制，提供用户需求Limit control、XML/STDF/summary格式分析转换、LOG分析、叠加分析、Process tracking/Control Model技术服务接口，实现实时测试控制、交互协同、节点查询。

与现有技术相比，本发明一种基于云端的集成电路测试信息整合分析系统及其方法建立一个庞大的数据网的物理服务集群，通过整合整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息，并基于云端分布式数据部署，为集成电路产业用户提供整套安全可控、智能监控、安全预警、动态监控的集成电路测试信息整合服务。

附图说明

图1为本发明一种基于云端的集成电路测试信息整合分析系统的系统架构示意图；

图2为本发明较佳实施例之基于云端的集成电路测试信息整合分析系统的系统架构示意图；

图3为本发明具体实施例中云端服务器整合分析测试数据挖掘和处理的过程示意图；

图4为本发明一种基于云端的集成电路测试信息整合分析方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种基于云端的集成电路测试信息整合分析系统的系统架构示意图。如图1所示，本发明一种基于云端的集成电路测试信息整合分析系统包括：多个测试数据收集与在线效应器10、监控客户端20以及云端服务器30。

其中，测试数据收集与在线效应器10用于自动收集获取各集成电路的测试数据，包括整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息，在本发明中，测试数据收集与在线效应器10相当于测试机；监控客户端20，根据客户的要求对测试数据收集与在线效应器10的测试数据进行处理，云端服务器30获取监控客户端20处理后的测试数据及记录信息，以整合测试数据收集与在线效应器10获得的整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息，并基于云端分布式数据部署，包括测试环境监控、工程分析、自定义测试OI、自定义底层驱动等，测试数据收集与在线效应器10、监控客户端20以及云端服务器30利用光纤、VPN等多种形式连接。

图2为本发明较佳实施例之基于云端的集成电路测试信息整合分析系统的系统架构示意图。具体地说，本发明之系统建立物理服务集群并虚拟化，以基础设施作为服务包括多种不同类型的硬件设备，以及将设备连接起来的物理链路，应用于复杂的分布式网络环境，在这种情况下，传统的基于局域网的数据组织难以满足广域网多用户条件下的功能和性能要求，因此本发明对集成电路测试硬件系统进行虚拟化改造，以光纤、VPN等多种形式将分散在不同位置的硬件设备连接起来，通过测试数据收集与在线效应器10、监控客户端20(包括多个客户机)以及云端服务器30(包括密钥服务器、数据控制服务器、在线交互服务器、数据库、测试程序管理等多个服务器)，形成一个闭环的自动控制和测试信息收集，形成一个庞大的数据网。

在测试程序进入量产测试阶段，客户会根据自身要求对测试机(即测试数据收集与在线效应器10)OI产出的测试数据进行有条件提取，由于测试数据的保存格式为二进制文件，使用无法直接使用文本处理工具进行打开编辑，并且由于测试数据是一个庞大的文件，所以使用人工处理也是很不合理的。本发明对现有测试系统所使用的OI进行改进，使OI可以产生除了测试数据以外的记录信息，这些记录信息可以通知应用系统TestSystemPLUS进行处理数据。具体地说，本发明是基于现有自动测试设备ATE基础上，重新定义底层驱动，修订完善自动化信息(即将ATE产生的复杂多样、格式复杂的测试数据归一化和标准化)，在ATE自带OI基础上增加ProgramName、ProberCardID、ProberCardName、Test time等信息，并实时将测试的数据转换成STDF、ATDF、TXT、Rawdata等统一标准格式，自动传到云端进行处理分析，防止人工操作出现错误。

在本发明中，云端服务器30基于自动测试系统ATE进程修订完善的在线数据监控及在线响应软件(监控客户端20)，整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息，并对测试数据基于云端分布式数据部署。具体地说，本发明基于Spark Streaming大数据流计算框架，首先通过实时记录测试全过程，对修订完善的OI产生的数据进行获取，集中整合芯片各测试环节的过程状态数据和测试数据，并进行归一化处理，然后采用数据清洗技术对数据进行清理，完成数据集成和融合、数据转换、数据规约等处理，然后对数据完成数据挖掘与个性化定制，最后形成挖掘结果，如图3所示。在本发明中，分布式数据处理主要是利用“化整为零、协同工作”的分布式计算思想，由“分解”和“汇聚”两个处理步骤组成，首先将测试产生的成百上千的小数据集片，每个或若干个数据集分片均依照映射规则由集群中的1个节点执行计算任务，多节点并行工作并生成中间结果。再次，依照规则将中间结果映射到若干个节点，按规划设计的算法“汇聚”归类并形成最终的信息，实现实时测试控制、交互协同、节点查询。本发明中，测试信息包括STDF/TXT/Excel/ATDF/Rawdata/…、Tester/Prober/Handler/Customer/…、Datalog/Summary/Map/Image/等测试信息，本发明设计开发具有双向反馈机制的测试分析工具，提供用户需求Limit control、XML/STDF/summary格式分析转换、LOG分析、叠加分析、Process tracking/Control Model等技术服务接口，实现灵活高效的实时测试控制、交互协同、节点查询，这些数据可以提供给工程师和客户进行分析产品的可靠性。由于测试数据的结果会直接影响到客户产品的良品率，通过AD/NIS对于每个账号的权限管控，可以有效得控制这些测试数据的安全性，形成一个闭环的数据优化、反馈、共享。

图4为本发明一种基于云端的集成电路测试信息整合分析方法的步骤流程图。如图4所示，本发明一种基于云端的集成电路测试信息整合分析方法，包括如下步骤：

步骤401，建立虚拟化的物理服务集群，该虚拟化的物理服务集群对集成电路测试硬件系统进行虚拟化改造，以光纤、VPN等多种形式将分散在不同位置的硬件设备连接起来，通过测试数据收集与在线效应器、监控客户端以及云端服务器，形成一个闭环的自动控制和测试信息收集，形成一个庞大的数据网。

步骤402，利用各测试数据收集与在线效应器实时收集测试数据，并利用监控客户端根据客户的要求对测试数据收集与在线效应器收集的测试数据进行处理，包括验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息，并送至云端服务器。在本发明中，测试数据包括整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息。

也就是说，在测试程序进入量产测试阶段，客户会根据自身要求对测试机OI产出的测试数据进行有条件提取，由于测试数据的保存格式为二进制文件，使用无法直接使用文本处理工具进行打开编辑，并且由于测试数据是一个庞大的文件，所以使用人工处理也是很不合理的。本发明对现有测试系统所使用的OI进行二次开发，使OI可以产生除了测试数据以外的记录信息。这些记录信息可以通知应用系统TestSystemPLUS进行处理数据。

步骤403，于云端服务器，整合测试数据(包括整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息)，并对测试数据基于云端分布式数据部署。测试信息包括STDF/TXT/Excel/ATDF/Rawdata/…、Tester/Prober/Handler/Customer/…、Datalog/Summary/Map/Image/等测试信息，本发明设计开发具有双向反馈机制的测试分析工具，提供用户需求Limit control、XML/STDF/summary格式分析转换、LOG分析、叠加分析、Process tracking/Control Model等技术服务接口，实现灵活高效的实时测试控制、交互协同、节点查询，这些数据可以提供给工程师和客户进行分析产品的可靠性。由于测试数据的结果会直接影响到客户产品的良品率，通过AD/NIS对于每个账号的权限管控，可以有效得控制这些测试数据的安全性，形成一个闭环的数据优化、反馈、共享。

步骤404，对整合后的测试数据采用海量数据挖掘分析技术及多种工艺验证分析方法进行整合分析，并输出分析结果。

具体地说，本步骤将整合收集到的数据以多级平台间shmoo、margin等性能扫描、site by site比对采用分析、BIN to BIN差异控制、失效Map图叠加分析等形式直观显示出来。举例说明如下：系统会在每片晶圆测试完毕后先将测试数据发送至于服务器上，服务器上运行的分析系统软件会实时将每一片传送过来的数据与系统记录的配置表单中的预警信息进行比对，由系统提供针对特点参数的进行分析，如表1：

表1

可根据以上这些结果来制定合理的预警线，比较常用的有直框图对比、数据正态分布图、SHMOO等，并把测试完的每个批次的失效数量显示在图中。

可见，本发明一种基于云端的集成电路测试信息整合分析系统及其方法建立一个庞大的数据网的物理服务集群，通过整合验证数据、功能性能测试数据、测试条件、测试环境信息等芯片全套数测试相关信息，并基于云端分布式数据部署，为集成电路产业用户提供整套安全可控、智能监控、安全预警、动态监控的集成电路测试信息整合服务。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。