Автоматизация производства уже давно перестала быть лишь про роботов и конвейеры. Сегодня она начинается гораздо раньше — на столе инженера по тестопригодности (DFT), в симуляторах, компиляторах тестовых паттернов и «умных» схемах управления тактированием. И чем глубже автоматизация заходит в мир проектирования и тестирования чипов, тем быстрее, дешевле и предсказуемее становятся промышленные линии, которые этими чипами питаются.
В этой статье разбираем свежие новости и тренды на стыке электронной и производственной автоматизации: сокращение времени тестирования SoC до трёх раз, восьмикратный прирост скорости в симуляции DFT-сценариев, «иерархический» и «физически-осознанный» DFT, ускорение подготовки паттернов и новые подходы к тактированию для at-speed тестов. Главное — переведём это на язык бизнеса: как эти технологии помогают закупать оборудование разумнее, выпускать партии ровнее и планировать загрузку производственных линий до 2030 года.
DFT как новый рычаг цеховой эффективности
Автоматизация тестирования на уровне системы-на-кристалле — это уже не нишевый инструмент инженера, а прямой фактор экономичности производственных линий. По данным Cadence, программный комплекс Modus DFT Software Solution сокращает время теста SoC до 3 раз, в том числе благодаря запатентованной технологии 2D Elastic Compression. Это не косметическая оптимизация: время работы на автоматических тестерах (ATE) — одна из самых чувствительных статей себестоимости, особенно на больших объёмах.
Что такое тест-компрессия и почему это важно
Если коротко, тест-компрессия позволяет прогонять больше структурных паттернов через те же скан-цепочки быстрее и эффективнее. Базовые понятия — скан-флопы, скан-тестирование, структурные и функциональные паттерны — хорошо разобраны в профильных материалах по основам тестирования. Смысл для цеха в том, что меньшее время теста при сохранении или повышении обнаруживаемости дефектов означает выше пропускную способность линии без закупки нового ATE.
- Бизнес-эффект: снижение среднего времени на единицу продукции, более плотный выпуск в пиковые смены.
- Планирование: гибче слотирование ATE, меньше «узких мест» на этапе теста после сборки/пайки.
- Качество: структурные паттерны покрывают дефекты на уровне логики и переходов, что снижает риск поздних отказов.
В индустриальном формате это превращается в простую формулу: тот, кто умеет тестировать быстрее при той же эффективности, выигрывает в сроках и в цене. Как заметил один из инженеров по тестопригодности: «Сильный DFT — это тишина на линии теста и предсказуемые графики отгрузки».
Кейс: трёхкратное сокращение времени теста и выбор оборудования
Когда время тестирования падает кратно, меняется подход к закупке и конфигурации оборудования. Например, при сокращении времени паттернов до трёх раз появляется люфт не только в загрузке ATE, но и в выборе оснастки: можно удержаться в существующем парке, не расширяя его для очередного проекта; можно экономнее подобрать количество манипуляторов и сокетов на узких местах. Это не умозрительно: сам факт трёхкратного ускорения на уровне паттернов отражён в материалах Cadence по Modus DFT, а выводы для производственных графиков — прямое следствие уменьшения «теста на единицу».
Иерархический и физически-осознанный DFT: качество без перегрузок
Следующий пласт автоматизации — иерархический DFT, когда тестируемость проектируется и проверяется на уровне блоков, а затем собирается в общесистемную стратегию. Практика разработки паттернов на уровне блоков с применением инструментов Cadence описана в актуальных материалах по иерархическому DFT: цель — обеспечить полноту тестового охвата без взрывного роста сложности и времени.
Дополняет картину физически-осознанный DFT (physically aware DFT): по опыту индустрии, такой подход предотвращает перегрузку трассировки из-за вставок DFT-логики и, как следствие, улучшает показатели PPA (power, performance, area). Иначе говоря, тестопригодность встраивается так, чтобы не «ломать» энергоэффективность, быстродействие и плотность элементов.
- Бизнес-эффект: меньше итераций на поздних стадиях и меньший риск переделок — проект быстрее доходит до стабильного производства.
- Качество компоновки: DFT-логика размещается так, чтобы не расползались критические пути и не росли «лишние» миллиметры трасс.
- Предсказуемость: когда тестируемость учитывают на уровне блоков и физики, проще выдержать план по «железу» — от топологии до оснастки.
Аналитик рынка автоматизации сформулировал это просто: «DFT, который понимает физику, — это тесты без “сюрпризов” на стенде и без лавины ЭКО на финише».
Почему иерархия в тестируемости — тренд до 2030
Многодоменные SoC только растут в сложности. Иерархический DFT позволяет:
- отлаживать и проверять паттерны на уровне отдельных IP;
- переиспользовать стратегии между проектами и поколениями продуктов;
- параллелить работу команд и сокращать календарные сроки.
Эти практики уже отражены в свежих инженерных публикациях и индустриальных докладах. Логика проста: меньше монолитности — больше масштабируемости. К 2030 году это станет де-факто стандартом не только в полупроводниках, но и в сопряжённых цеховых ИТ-процессах — от подготовки тест-наборов для ATE до интеграции с MES.
At-speed тестирование: точность на частоте, и почему тут важны LOS/LOC
Когда речь идёт о надёжности в поле, структурного покрытия мало — нужны переходные тесты при реальных частотах. Здесь на сцену выходит блок управления тактированием для DFT. В свежих инженерных исследованиях детально разобраны режимы Launch on Capture (LOC) и Launch on Shift (LOS), с временными диаграммами и нюансами реализации. Если коротко:
- LOC инициирует переход при захвате, что упрощает соблюдение ограничений на тактирование, но требует аккуратного дизайна окна захвата.
- LOS использует последний сдвиг в скан-цепочке для запуска перехода; классическое определение LOS как «launch on shift» — базовое для комьюнити тестировщиков.
С точки зрения производства всё приземляется очень прикладно:
- Достоверность: at-speed паттерны находят дефекты переходов, которые не проявляются в статике.
- Стабильность тест-процесса: продуманный DFT-«клочинг» уменьшает «ложные тревоги» и разброс результатов на стенде.
- Оборудование: корректно реализованные LOS/LOC-последовательности облегчают жизнь ATE — меньше тонких настроек на «пределах» и повторные пуски.
Руководитель тестового направления одной из команд точно заметил: «At-speed — это как драйв на трассе: либо ты чётко держишь ритм, либо ловишь шум в каждом вираже. DFT-клокинг делает ритм управляемым».
Практическая связка: паттерны, частоты, стенд
Технически грамотное разделение на LOC/LOS-режимы и корректные временные окна позволяют подготовить паттерны, которые одинаково стабильно проходят и на симуляции, и на ATE. Для линии это означает меньше «длинных хвостов» при запуске нового проекта и аккуратную калибровку тест-программ без бесконечных подстройок частоты и скважности импульсов.
Симуляция и верификация DFT: когда 8× — это про календари
Скорость подготовки и проверки тестов — прямой фактор календарного плана. В индустриальных отчётах по симуляторам фиксировались случаи, когда серийный режим DFT в параллельном симуляторе Cadence Xcelium демонстрировал до 8-кратного ускорения, что стало аргументом для стандартизации на этот инструмент. На уровне цеха это означает:
- Быстрее bring-up: паттерны проходят цикл «симуляция — корректировка — валидация» быстрее, и стенд получает зрелую тест-программу.
- Меньше рисков в запуске: меньше сюрпризов между виртуальной моделью и «железом» ATE.
- Сроки: «узкие места» переносятся с тестового участка в ранние стадии, где их дешевле и проще решать.
Эксперт по верификации подытожил: «Восемь раз быстрее в DFT-сценариях — это не цифра в вакууме. Это неделя вместо двух — и стенд видит готовые паттерны без ночных смен».
Цифровые двойники для теста: практичный взгляд
Стандартизация симуляции DFT-паттернов — фактически шаг к «цифровому двойнику» участка теста. Чем ближе поведение паттернов к поведению на ATE, тем стабильнее старт новых изделий. В связке с компрессией теста и иерархическим DFT это даёт устойчивый пайплайн от RTL до оснастки: содержание паттернов выверено, клокинг согласован, ограничения воспроизводимы.
Демократизация EDA и воспроизводимость: от команд до цеха
Ещё один аспект автоматизации — организационный. Поддерживающие центры и инфраструктуры EDA предлагают стандартизированные способы запуска CAD-инструментов через единые команды и таблицы соответствий. Такая «ритуализация запуска» кажется мелочью, но на масштабных проектах это фундамент воспроизводимости: меньше ручных вариаций — меньше сюрпризов в паттернах и их трактовке.
- Мультикомандные проекты: инженеры в разных локациях запускают один и тот же инструмент в идентичной конфигурации.
- Обучение: молодые специалисты быстрее входят в поток благодаря прозрачной процедуре запуска и доступа к тулчейну.
- Качество процесса: воспроизводимость окружения — база для репликации результатов теста между симуляцией и стендом.
На стороне вендоров инструментария давно идёт движение к «полным цифровым потокам»; индустрия ещё в прошлом десятилетии отмечала интеграцию DFT-решений в такие флоу и демонстрировала зрелые кейсы на профильных конференциях. История появления Modus DFT в середине 2010-х — характерный пример того, как технология быстро стала стержнем целого класса сценариев: от компрессии паттернов до взаимодействия с физическими ограничениями.
Команда и экспертиза как часть автоматизации
Инструменты — это половина успеха. Вторая половина — люди и процессы. Материалы индустрии по DFT показывают, что зрелые команды копят десятилетний опыт, упаковывая лучшие практики в шаблоны и методички: как планировать скан-цепочки, как проектировать клок-контроллер, как проверять паттерны до выхода на стенд. Для бизнеса это означает меньше зависимости от «героизма» отдельных специалистов и больше предсказуемости поставки инженерного результата.
Как перевести технологию в экономику: чек-лист для производственников
Итак, что дают обсуждаемые технологии тем, кто отвечает за оборудование, графики и закупки?
- Тест-компрессия (до 3× быстрее): перераспределение загрузки ATE, возможность удержаться в текущем парке при росте объёмов, гибкая тактовка смен.
- Иерархический DFT: параллельная подготовка блоков и повторное использование паттернов; меньше календарных рисков при масштабировании линеек.
- Физически-осознанный DFT: тестируемость без перегрузки трасс и ухудшения PPA; меньше итераций на поздних стадиях.
- At-speed тесты (LOC/LOS): практичный контроль качества на реальной частоте; меньше «ложных» отказов и лучшее совпадение симуляции со стендом.
- Ускоренная симуляция DFT (до 8×): зрелые тест-программы приходят на стенд быстрее; запуск новых изделий становится менее стрессовым.
- Стандартизированный запуск CAD: воспроизводимость процессов, меньше человеческого фактора и расхождений между командами.
Практика закупок: что спросить у поставщика
- Поддерживает ли тестовое ПО работу с компрессированными паттернами и режимами LOC/LOS без «ручной магии»?
- Есть ли проверенные сценарии импорта паттернов из используемого DFT-пакета в ATE?
- Какие есть эталонные конфигурации стенда под ваши частоты и временные окна захвата/запуска?
- Насколько легко реплицировать окружение симуляции на стороне тестового оборудования?
Эти вопросы кажутся инженерными, но в итоге бьют в экономику: чем меньше трения между DFT и ATE, тем устойчивее ваш такт производства.
Кейсы из индустрии: как это уже работает
Компрессия теста и ускорение стенда
В материалах Cadence по Modus DFT подчёркнуто: компрессия и архитектура скан-тестов позволяют сократить время теста SoC до трёх раз. Для компаний, которые подводят новые продукты под существующие стенды, это решает классическую головоломку: как влезть в доступные слоты без лихорадочных ночных смен. Выгода ощутима уже на входе серийного выпуска.
Параллельная симуляция DFT-сценариев
С другой стороны, опыт индустрии показывает: при переходе на параллельный симулятор Xcelium отдельные команды фиксировали до восьмикратного ускорения в серийном режиме DFT и выбирали этот инструмент как стандарт для типовых задач. Это не столько про «рекорды», сколько про изменение привычек планирования — быстрый оборот паттернов в симуляции сокращает неопределённость на стенде.
Физически-осознанный DFT и PPA
Инженерные обзоры подчёркивают: когда DFT вводится «с оглядкой на физику», снижается риск перегрузки проводников и улучшаются ключевые метрики PPA. Для производственников это звучит как «меньше поздних сюрпризов, больше стабильных топологий» — то есть меньше откатов и «ползучих» сдвигов запуска.
Иерархия тестируемости
Практика разработки паттернов на уровне блоков с помощью коммерческих DFT-инструментов получила широкую поддержку. Для крупных систем это стало опорной стратегией: блоки тестируются и валидируются отдельно, их тестовые сценарии собираются в систему без «взрыва» объёма и времени. Итог — многокомандная работа синхронизируется, а линия получает предсказуемые, хорошо документированные тесты.
Тренды до 2030: куда движется автоматизация теста
По совокупности наблюдений из индустриальных источников вырисовывается несколько устойчивых линий развития до 2030 года.
1) Больше компрессии, меньше времени
Компрессия теста уже доказала, что может кратно сокращать длительность прогонов. Ожидаемо — дальнейшая эволюция алгоритмов и архитектур компрессии, которые будут поддержаны в инструментах DFT и ATE. Для производственных линий это означает движение к предсказуемой «цены теста» на единицу изделия.
2) Иерархия как стандарт
Иерархический DFT укрепится как основной подход к сложным SoC: от планирования скан-цепочек на уровне IP до составления системных тестов. Бонус — переносимость методик между проектами и поколениями устройств, а значит — более ровные графики подготовительных работ.
3) Физическая осознанность по умолчанию
DFT станет ещё теснее связан с физическим дизайном. Цель — не просто высокий охват, а охват без штрафа для PPA. Для цеха это означает меньше незапланированных задержек и больше соответствия плану топологии и оснастки.
4) Стандартизированные «мосты» между DFT и ATE
Пакеты инструментов будут всё лучше «договариваться» между собой: форматы, временные ограничения, схемы клокинга, перенос паттернов. Практика стандартизованного запуска CAD-инструментов поможет выровнять результаты между командами и площадками.
5) Быстрые симуляции и «цифровые двойники» теста
Ускорение симуляции DFT-сценариев — не разовый эффект, а направление. Чем ближе модель к стенду, тем спокойнее запуск. Это касается и at-speed сценариев (LOC/LOS), где корректный клокинг на модели экономит часы настройки на оборудовании.
Аналитик по тестовой автоматизации резюмировал: «К 2030 году формула проста: DFT проектируется и верифицируется так, как потом живёт на ATE. Чем меньше расхождений — тем меньше рисков и издержек».
Как внедрять: пошаговая карта для производственных команд
Шаг 1. Зафиксировать целевые метрики
- Время теста на единицу изделия.
- Доля структурных и at-speed паттернов в тест-плане.
- Критические наборы частот и временных окон для LOC/LOS.
Чёткие метрики позволяют согласовать ожидания между конструкторской и производственной командами.
Шаг 2. Выбрать иерархический DFT-подход
- Разбить SoC на блоки с самостоятельной стратегией тестируемости.
- Определить «склейку» блоков в системный тест-план без взрывного роста сложности.
Иерархия экономит календари и делает паттерны переносимыми между проектами.
Шаг 3. Подружить DFT и физический дизайн
- Закладывать DFT с учётом трассировки, питания и критических путей.
- Использовать инструменты, которые учитывают физические ограничения при вставке скан-цепочек и компрессоров.
Цель — высокий охват без деградации PPA и без перегрузок в проводниках.
Шаг 4. Оснастить симуляцию
- Стандартизовать симуляторы и режимы запуска, где возможно — переходить на параллельные движки для DFT-сценариев.
- Согласовать эталонные конфигурации LOC/LOS и окна захвата/запуска.
Быстрая и воспроизводимая симуляция — наилучший предиктор спокойного старта на стенде.
Шаг 5. Выровнять процессы запуска инструментов
- Описать единообразные команды запуска CAD-инструментов.
- Сверить версии, лицензии, переменные окружения и форматы обмена с ATE.
Стандартизованный запуск — страховка от «дрожащей базы», где каждая команда работает «по-своему».
Ответы на частые вопросы от закупщиков и производственников
«Сокращение времени теста в 3 раза — это про любые изделия?»
Это ориентиры, подтверждённые в материалах по конкретным инструментам и методикам (например, Modus DFT и 2D Elastic Compression). Реальный эффект зависит от архитектуры изделия, глубины скан-цепочек, структуры паттернов и ограничений ATE. Но сама возможность кратного сокращения — уже хороший аргумент для пересмотра планов загрузки.
«Нужны ли новые ATE под LOS/LOC?»
Чаще нет — вопрос не столько в «железе», сколько в корректности клокинга и паттернов. Грамотный DFT-контроллер такта и согласование временных окон позволяют использовать существующую базу. Важно заранее сверять требования с поставщиком стенда и вендорами DFT-инструментов.
«Стоит ли стандартизовать симуляторы?»
Да, особенно для DFT-сценариев. Индустриальные кейсы с 8-кратным ускорением показывают, что единый быстрый симулятор выравнивает поток подготовки паттернов и снижает риск расхождений на стенде.
«Как учесть влияние DFT на PPA?»
Использовать физически-осознанные методики и инструменты, которые минимизируют перегрузку трассировки от вставок DFT. Инженерные обзоры подчёркивают, что такой подход помогает избежать локальных «пробок» и поддерживать цели по мощности и производительности.
Выводы: автоматизация теста — это про темп и уверенность
Картина, которая складывается из свежих новостей и инженерных публикаций, проста и вдохновляюща:
- Компрессия теста и зрелые инструменты DFT приносят кратный выигрыш во времени стенда.
- Иерархический и физически-осознанный DFT превращают тестируемость из «добавки» в архитектурный принцип, который не ломает PPA.
- At-speed с грамотным клокингом (LOC/LOS) даёт честную диагностику на реальных частотах без хаоса на стенде.
- Быстрые симуляции выравнивают календари и снимают риск в запуске новых изделий.
- Стандартизованный запуск CAD делает команду предсказуемой, а процесс — воспроизводимым.
Для интернет-магазинов и интеграторов промышленного оборудования это означает простой коммерческий тезис: оборудование и софт, которые дружат с современным DFT-подходом, окупаются быстрее. Там, где тест-программы зрелые, компрессированные и «физически грамотные», стенд работает как метроном: чётко, спокойно и в такт планам выпуска.
Именно так и выглядит новая автоматизация производства — она начинается ещё до конвейера, чтобы на конвейере всё было предсказуемо.
