在芯片制造的复杂流程中，测试环节是确保芯片质量与性能的关键关卡。其中，CP 测试和 FT 测试作为两个重要阶段，各自承担着独特的使命，发挥着不可替代的作用。了解它们之间的区别，对于优化芯片生产流程、控制成本、提升产品质量具有重要意义。
一、CP 测试与 FT 测试的基本概念
（一）CP 测试（Chip Probing）
CP 测试即芯片探针测试，通常在晶圆制造完成后、封装之前进行。在这一阶段，整片晶圆上包含众多尚未分离的芯片裸片（Die）。通过探针卡（Probe Card）上的探针与芯片裸片的管脚（Pad）直接接触，将芯片与测试机相连，从而对每个芯片裸片的电性能参数进行测试。CP 测试也常被称为晶圆测试（Wafer Test）或晶圆分选（Wafer Sort）。其主要目的包括：
- 筛选不良芯片：在晶圆阶段尽早发现并剔除存在制造缺陷的芯片，避免将不良品流入后续封装环节，从而降低封装成本和资源浪费。例如，若某芯片在晶圆阶段就被检测出存在短路问题，通过 CP 测试可及时将其标记为不良品，不再进行封装，节省了封装材料和工艺成本。
- 评估晶圆质量：通过对大量芯片裸片的测试数据统计分析，能够评估晶圆制造工艺的稳定性和一致性，为晶圆制造环节的工艺改进提供依据。若某批次晶圆在 CP 测试中发现特定参数的不良率较高，可针对性地对晶圆制造工艺进行排查和优化。
- 划分芯片等级：部分厂商会根据 CP 测试结果对芯片进行分级，将性能不同的芯片应用于不同的市场或产品领域，实现资源的合理利用。例如，将高性能芯片用于高端电子产品，而性能稍逊但仍符合标准的芯片用于对性能要求相对较低的产品。
（二）FT 测试（Final Test）
FT 测试即最终测试，是在芯片完成封装后进行的全面测试。此时，芯片已被封装在特定的外壳中，具备了完整的引脚（Pin）。通过测试机与分选机（Handler）的协同工作，将芯片引脚与测试机的功能模块连接，对封装后的芯片进行功能和电参数性能测试。FT 测试的主要目标如下：
- 确保芯片符合设计规范：验证封装后的芯片在各种工作条件下，其功能和性能指标是否达到设计预期，保证每一颗出厂的芯片都能满足客户的使用要求。例如，对于一款手机处理器芯片，FT 测试会检验其在不同频率、温度下的运算性能、功耗等指标是否符合设计规格。
- 检测封装工艺影响：由于封装过程可能会对芯片的性能产生一定影响，如引脚连接不良、封装材料导致的信号干扰等，FT 测试能够检测出这些因封装工艺而引入的问题，确保芯片在封装后仍能正常工作。例如，若芯片在封装后出现信号传输不稳定的情况，FT 测试可通过相关测试项目发现问题所在，反馈给封装工艺部门进行改进。
- 保障产品可靠性：通过模拟芯片在实际应用中的各种环境条件，如高温、低温、湿度、振动等，进行可靠性测试，评估芯片在不同环境下的长期稳定性和可靠性，为产品在复杂使用环境中的质量提供保障。例如，对于汽车电子芯片，因其工作环境复杂恶劣，FT 测试中的可靠性测试环节尤为重要，需确保芯片在高温、高湿、振动等极端条件下仍能稳定运行。
二、CP 测试与 FT 测试的区别
（一）测试阶段与对象
- CP 测试：处于芯片制造流程的晶圆阶段，测试对象为晶圆上未封装的芯片裸片。此时芯片管脚全部裸露在外，通过探针与测试机连接进行测试。由于芯片数量众多且尚未分离，CP 测试需具备高效的测试速度和并行测试能力，以在较短时间内完成大量芯片的初步筛选。
- FT 测试：在芯片完成封装后进行，测试对象是已封装好的完整芯片。芯片通过引脚与测试机相连，测试环境更接近芯片在实际应用中的状态。FT 测试侧重于对芯片整体性能和功能的全面验证，确保封装后的芯片能够满足实际使用需求。
（二）测试设备
- CP 测试：主要设备包括探针机（Prober）和测试机（Tester）。探针机由探针台（Prober）和探针卡（Prober Card）组成。探针台用于承载晶圆，并通过精确的机械运动将晶圆上的芯片裸片逐个移送至测试位置，使探针卡上的探针与芯片管脚实现精准连接。由于不同芯片的管脚布局和间距各异，需要定制不同型号的探针卡以适配特定芯片。测试机则负责对芯片施加各种测试信号，并采集芯片的输出信号，进行分析判断芯片是否合格。例如，在测试某款先进制程的芯片时，需要高精度的探针卡来确保探针与微小管脚的可靠接触，同时对测试机的信号精度和速度也有较高要求。
- FT 测试：主要使用测试机（Tester）和分选机（Handler）。与 CP 测试不同，FT 测试中探针卡被替换为负载板（Load Board），负载板上安装有用于放置封装芯片的插座（Socket）。分选机将被测芯片逐个自动传送至测试工位，通过插座、专属连接线将芯片引脚与测试机的功能模块连接，实现测试信号的施加与采集。对于一些对测试环境要求较高的芯片，如汽车芯片、航空航天芯片等，还需要配备专门的温度测试设备，以模拟芯片在不同温度条件下的工作状态。例如，在对汽车发动机控制芯片进行 FT 测试时，需要使用能够精确控制温度范围的温度测试设备，在高温、低温等极端温度下对芯片进行全面测试，确保芯片在复杂的汽车工作环境中可靠运行。
（三）测试内容
- CP 测试：
- 基本连接与低速数字电路测试：受测试治具的限制，CP 测试中常用的悬臂针（环氧针）信号完整性控制困难，数据传输率低（最高 100 – 400Mbps），且探针与管脚直接接触易产生漏电和接触电阻，影响高精度信号测量。因此，CP 测试通常侧重于基本连接测试，如检测芯片管脚与探针之间的电气连接是否正常，是否存在开路、短路等问题；以及低速数字电路功能测试，验证芯片的基本逻辑功能，如逻辑门的运算结果是否正确等。例如，对于一款微控制器芯片，CP 测试会检查其复位电路、时钟电路等基本数字电路模块在低速工作状态下的功能是否正常。
- 关键电参数测试：对芯片的一些关键直流（DC）参数进行测试，如静态电流、工作电压范围等。这些参数对于评估芯片的基本性能和功耗具有重要意义。例如，通过测量芯片的静态电流，可以判断芯片内部电路是否存在漏电等异常情况；测试工作电压范围，可确定芯片能够正常工作的电压区间，为后续产品设计提供参考。
- 简单功能验证：对芯片的一些基本功能进行初步验证，确保芯片在基本层面能够正常工作。但对于一些复杂功能和高精度信号测试，由于硬件成本和测试难度等原因，通常不会在 CP 阶段进行。例如，对于一款图像传感器芯片，CP 测试可能仅验证其像素阵列是否能够正常响应光线信号，输出基本的图像数据，但对于图像的分辨率、色彩还原度等高精度指标则在 FT 阶段进行测试。
- FT 测试：
- 全面功能测试：对芯片的所有功能进行全面、深入的测试，确保芯片在封装后能够完全按照设计要求正常工作。例如，对于一款智能手机芯片，FT 测试会涵盖其 CPU 运算功能、GPU 图形处理功能、通信模块的射频收发功能、存储模块的读写功能等各个方面，验证芯片在复杂工作场景下的功能完整性。
- 高精度电参数测试：能够进行更为精确的电参数测试，包括动态参数（如信号的上升沿、下降沿时间，时序精度等）和模拟参数（如模拟信号的幅度、精度、噪声等）。这些高精度参数对于评估芯片在高速、复杂应用场景下的性能至关重要。例如，在对高速数据传输芯片进行 FT 测试时，会精确测量信号的传输速率、误码率等动态参数，以及信号的幅度稳定性、噪声水平等模拟参数，确保芯片在高速数据通信中的可靠性。
- 环境适应性测试：为了确保芯片在不同环境条件下的可靠性，FT 测试会进行各种环境适应性测试，如温度循环测试（模拟芯片在不同温度环境下的反复切换）、湿度测试（评估芯片在潮湿环境中的性能）、振动测试（检验芯片在机械振动环境下的工作稳定性）等。特别是对于一些应用于汽车、工业控制、航空航天等领域的芯片，环境适应性测试是 FT 测试中不可或缺的重要环节。例如，汽车芯片需要在高温、高湿、振动等恶劣环境下长期稳定工作，通过 FT 测试中的环境适应性测试，可以筛选出性能可靠的芯片，保障汽车电子系统的安全运行。
（四）测试精度与判断标准
- CP 测试：由于测试设备和测试环境的限制，CP 测试的精度相对较低。在测试过程中，探针与芯片管脚的接触可能存在一定的不稳定性，且测试信号容易受到外界干扰，导致测试结果的准确性受到一定影响。因此，CP 测试的判断标准通常相对宽松，主要目的是进行初步筛选，将明显存在缺陷的芯片剔除出来，避免进入后续封装环节。例如，在 CP 测试中对于某些电参数的允许偏差范围可能设置得较大，只要芯片的参数在这个相对宽松的范围内，就认为芯片基本合格。
- FT 测试：FT 测试在芯片封装后进行，测试环境更接近实际使用情况，且测试设备能够提供更精确的测试信号和更稳定的测试条件。因此，FT 测试的精度更高，判断标准更为严格。FT 测试需要确保芯片的各项性能指标都能满足设计规范要求，任何细微的偏差都可能影响芯片在实际应用中的性能。例如，对于一款高性能处理器芯片，FT 测试中对于时钟频率的精度、功耗的测量精度等要求都非常高，只有芯片的各项参数完全符合设计标准，才会判定芯片通过测试。
（五）测试成本
- CP 测试：CP 测试主要在晶圆阶段进行，测试设备相对简单，且测试内容侧重于基本功能和关键参数的初步筛选，测试时间较短。此外，由于在晶圆阶段就剔除了大量不良芯片，避免了后续封装成本的浪费，从整体上降低了芯片生产的总成本。因此，CP 测试的成本相对较低。例如，对于一款大规模生产的芯片，通过 CP 测试能够在早期发现并淘汰大部分不良品，使得进入封装环节的芯片数量大幅减少，从而显著降低了封装成本和后续测试成本。
- FT 测试：FT 测试涉及到更复杂的测试设备和测试项目，需要对芯片进行全面、深入的功能和性能测试，测试时间较长。特别是对于一些需要进行环境适应性测试和高精度电参数测试的芯片，测试成本会更高。此外，由于 FT 测试是在芯片封装后进行，如果在 FT 测试中发现芯片不合格，之前的晶圆制造、封装等环节的成本都将浪费，造成更大的损失。因此，FT 测试的成本相对较高。例如，对于一款高端的人工智能芯片，由于其对性能和可靠性要求极高，FT 测试需要进行大量的复杂测试项目，包括高温、低温、高湿度等环境下的长时间可靠性测试，这使得 FT 测试的成本大幅增加。
（六）测试结果与后续操作
- CP 测试：CP 测试结果主要用于生成晶圆图（Wafer Map），晶圆图记录了晶圆上每个芯片裸片的测试结果，包括芯片是否合格、不良类型（如开路、短路、功能异常等）以及芯片在晶圆上的位置等信息。通过分析晶圆图，可以了解晶圆制造工艺的均匀性和稳定性，找出可能存在的工艺问题区域，为晶圆制造工艺的改进提供数据支持。对于 CP 测试不合格的芯片裸片，通常会在晶圆上进行标记，不再进入封装环节，从而降低后续成本。同时，根据 CP 测试数据统计出的晶圆良率，也是评估晶圆制造厂商生产能力和产品质量的重要指标。例如，某晶圆制造厂商通过对 CP 测试数据的长期分析，发现某一特定区域的芯片不良率较高，经过对该区域制造工艺的排查和优化，成功提高了晶圆的整体良率。
- FT 测试：FT 测试结果直接决定芯片是否能够出货。通过 FT 测试的芯片被认为是符合质量标准的产品，可以进入市场销售。对于 FT 测试不合格的芯片，需要进一步分析不合格原因，可能是芯片本身存在制造缺陷，也可能是封装过程中引入的问题。如果是芯片制造缺陷，需要反馈给晶圆制造环节进行改进；如果是封装问题，则需要对封装工艺进行优化。FT 测试数据还可以用于产品质量追溯和售后服务，当客户反馈产品出现问题时，可通过 FT 测试数据追溯到芯片的生产批次和具体测试情况，以便快速定位问题并解决。例如，某电子产品在使用过程中出现故障，通过追溯芯片的 FT 测试数据，发现该芯片在某项功能测试中虽然勉强通过，但处于临界值附近，经过对该批次芯片的进一步检测，发现存在潜在的质量隐患，及时采取召回措施，避免了更大的市场风险。
三、CP 测试与 FT 测试在芯片生产中的协同作用
尽管 CP 测试和 FT 测试在测试阶段、设备、内容、精度、成本及结果应用等方面存在明显差异，但它们在芯片生产过程中并非相互独立，而是紧密协作、相辅相成，共同为芯片质量保驾护航。
CP 测试作为芯片制造流程中的前期测试环节，能够在晶圆阶段高效地筛选出大量存在明显缺陷的芯片，避免这些不良芯片进入封装环节，大大降低了后续封装和测试的成本。同时，CP 测试结果为晶圆制造工艺的优化提供了重要依据，有助于提高晶圆的整体质量和良率。例如，通过对 CP 测试数据的分析，若发现某一工艺步骤导致芯片的特定参数不良率增加，晶圆制造厂商可以针对性地调整该工艺参数或改进工艺设备，从而提升芯片的制造质量。
FT 测试则是芯片出厂前的最后一道质量防线，对封装后的芯片进行全面、严格的功能和性能测试，确保每一颗进入市场的芯片都能满足客户的实际使用需求。FT 测试不仅能够验证芯片在封装后的功能完整性和性能稳定性，还能检测出封装过程中可能引入的各种问题，为封装工艺的改进提供反馈。例如，若在 FT 测试中发现芯片在高频工作时出现信号衰减问题，经过排查确定是封装材料对信号产生了干扰，封装厂商可以通过更换封装材料或改进封装结构来解决这一问题，提高芯片的整体性能。
在实际芯片生产中，合理安排 CP 测试和 FT 测试的项目和流程至关重要。对于一些在 CP 阶段难以准确测试，但对芯片最终性能影响较大的项目，可以在 FT 阶段重点进行测试；而对于一些在 CP 阶段能够快速筛选出不良芯片的基本测试项目，则应在 CP 阶段充分发挥其作用，提高测试效率。同时，通过对 CP 测试和 FT 测试数据的综合分析，可以更全面地了解芯片的质量状况，为芯片设计、制造和封装等各个环节的持续改进提供有力支持。例如，将 CP 测试中关于芯片电参数的初步数据与 FT 测试中的高精度电参数测试结果进行对比分析，能够发现芯片在封装前后性能的变化情况，进而为优化芯片设计和封装工艺提供参考。
四、总结
CP 测试和 FT 测试作为芯片测试流程中的两个关键环节，各自具有独特的地位和作用。CP 测试侧重于晶圆阶段的早期筛查，通过对芯片裸片的基本功能和关键参数测试，实现不良芯片的初步剔除和晶圆质量的监控，具有测试成本低、速度快的特点；FT 测试则专注于封装后芯片的全面性能验证，在更接近实际应用的环境下，对芯片进行高精度、全方位的功能和电参数测试，以及严格的环境适应性测试，确保芯片符合设计规范和可靠性要求，尽管测试成本较高，但对于保障芯片质量和产品稳定性至关重要。
两者相互配合、协同工作，从不同阶段和角度对芯片质量进行把控，共同推动芯片制造行业不断提升产品质量和生产效率。随着芯片技术的不断发展和应用场景的日益多样化，对 CP 测试和 FT 测试的技术要求也将不断提高，测试设备和测试方法将持续创新，以适应芯片制造行业的发展需求，为推动芯片产业的进步提供坚实的技术支撑。无论是芯片设计企业、制造企业还是封装测试企业，深入理解 CP 测试与 FT 测试的区别与联系，合理优化测试流程和资源配置，对于提升企业竞争力、保障产品质量、满足市场需求都具有深远的战略意义。
