随着行业转向2纳米以下节点，芯片测试、测量、检查和制造阶段不再是泾渭分明的独立流程。当尺寸接近埃米范围时，误差裕量缩小，极其微小的变化，甚至达到单个原子的程度，都可能影响芯片的行为或可靠性。Semiconductor Engineering于2026年9月10日发布的一项分析显示，这些条件正促使晶圆厂和系统设计人员重新组织贯穿整个产品生命周期的数据流和测试流程。
在较早的节点中，衬底厚度和结构稳定性提供了一定裕量，使一些制造问题能够被隔离，或在后续阶段处理。而在先进节点中，芯片裸片变得更薄，对chiplet、3D封装和混合键合的依赖不断增加。普通的晶圆探针可能损坏氧化层或通孔（via），而在去除临时材料后残留的纳米级颗粒，则可能将一个成本高昂的多裸片封装变成不良品。
测试不再是单一环节
据Siemens EDA汽车集成电路解决方案总监Lee Harrison介绍，一些客户会避免检查实际用于键合的连接点，而是采用牺牲点来保护最终结构。随着混合键合和超薄芯片的使用增加，在键合前或键合后进行检查，可能比尝试测试混合连接本身更合适，因为连接本身可能在测量过程中受损。
这也影响系统设计。Synopsys负责multi-die和3D IP战略的产品管理总监Rob Kruger表示，人工智能数据中心正转向采用冗余服务器集群，以应对潜在的制造问题。3D互连或多裸片封装中的缺陷可能影响大量功能，而不仅仅是一条路径。因此，裸片会在封装前后接受测试，并采用修复或重新分配机制；这些方法也应用于UCIe和3D通信。
实际上，这种方法将部分可靠性裕量从单个裸片层面转移到了封装和系统层面。它还支持采用分层测试、内置自测试以及运行期间的定期测试，从而在发生大范围故障之前发现维护需求。
问题不只是缺陷数量增加
随着结构尺寸缩小，检查工具的灵敏度不断提高，但更高的灵敏度并不一定意味着更好的决策。Onto Innovation高级业务开发总监Prasad Bachiraju表示，检查工具可能在晶圆上检测到数百万个指标，其中包括局部的正常变化，而这些变化看起来像缺陷。proteanTecs解决方案工程副总裁Noam Brousard解释说，仅凭检查信号已不足以确定某个指标是否真的会导致功能问题或可靠性问题。
因此，晶圆厂需要收集多种指标，例如工艺变化、温度和电压，然后分析它们之间的关系以及对逻辑实际产生的影响。在某种情况下，温度升高可能是正常现象；但在堆叠结构中，由于热耦合或自发热，它可能缩小相邻层的时序裕量。这一点说明了单纯测量温度与确定温度是否真正对时序造成风险之间的区别。
测量精度延伸至封装内部
当层厚变得更薄、封装密度提高时，仅监控晶圆表面是不够的。Bruker Semiconductor产品营销总监Juliette Vandermeer指出，芯片中已知的翘曲可能与微裂纹有关，因此需要更深入地观察金属层内部。可以使用X射线衍射成像，也称为X射线断层成像，在这些问题导致结构坍塌之前将其发现。
根据该分析，在这一阶段，工艺规格需要控制在埃米范围内，而测量规格则必须达到低于埃米的水平。此外，层生长、温度控制或界面粗糙度早期阶段的错误，其影响可能传递到最终阶段，因此将每个步骤与其他步骤完全隔离已不再现实。
certi.news解读：数据成为制造层
最重要的变化并不只是增加新的测量工具，而是数据本身转变为连接设计、制造、封装、测试和运行的协调层。Lam Research旗下Semiverse Solutions首席人工智能官兼执行副总裁David Fried表示，仿真、建模和虚拟优化有助于减少对尝试大量实物样品的依赖，从而绘制各种可能变化的边界。但该来源并未提供能够消除复杂性的解决方案：数百道工艺仍需协同工作，而仅凭硬件无法完整探索其变化空间。
这与PDF Solutions首席执行官John Kibarian所描述的编排层有关。该层将产品工程数据、PLM、ERP和MES系统与制造良率数据及设计自动化连接起来。目标是在封装前，让芯片或裸片了解最适合自身的路径，并使人工智能系统能够基于完整图景而非孤立数据作出决策。
对于芯片制造商以及EDA、测试和测量工具供应商而言，这意味着竞争将不再局限于单一工具的精度。对于设计3D封装、多裸片系统和大型数据中心的企业而言，它们能否发现故障、将故障与正常变化区分开来，并管理部署后的可靠性，将直接受到影响。关于处理如此大规模数据所需基础设施的成本、如何在供应商之间实现数据标准化，以及自动化系统何时能够在无需人工干预的情况下决定修复或重新路由，仍有待回答。