一、 服务内容
芯片故障分析（也称失效分析，Failure Analysis, FA）是一项综合性的技术服务，旨在通过一系列系统化的检测、分析手段，找出导致集成电路（IC）或电子元器件失效（功能不正常、性能不达标或完全损坏）的根本原因（Root Cause）。本服务运用电学测试、无损检测（如X射线、超声波扫描）、封装级分析（开封、剖面）、芯片级物理和化学分析（如电镜扫描、聚焦离子束、微光显微镜、材料成分分析等）多种技术，定位失效的具体位置、描述失效的现象和模式，并最终推断出导致失效的物理机制或原因。
二、 服务范围
本服务面向所有在芯片研发、生产、应用过程中遇到失效问题的客户，包括 Fabless 设计公司、IDM、晶圆代工厂、封装测试厂以及电子产品制造商等。适用于以下场景：
- 研发阶段： 设计验证失败、早期样品失效分析。
- 生产阶段： 低良率问题分析（CP/FT 失效）、工艺异常监控。
- 可靠性测试阶段： 老化、环境应力测试后失效样品的分析。
- 客户端（Field Return）： 终端产品中失效芯片的原因调查。
- 竞争对手分析（如需）。
三、 参照标准
芯片故障分析过程虽然很大程度上依赖于具体案例和工程师的经验，但其中使用的许多分析技术和方法会参照行业标准和最佳实践，例如：
- JEDEC 相关标准： 如 JEP143（FA 流程指南）、特定的无损/破坏性分析方法标准。
- MIL-STD-883/750： 包含了部分可用于失效分析的物理分析方法。
- 具体的测试方法标准： 如 SEM, EDX, FIB 等设备的操作和分析规范。
- 分析流程和报告格式通常遵循科学、严谨的逻辑推理和证据链原则。
四、 分析周期
芯片故障分析的周期高度依赖于失效模式的复杂性、信息的完整性以及所需分析技术的深度。简单的失效可能 数个工作日 即可定位，而对于疑难的、间歇性的或需要多轮深度物理分析的案例，则可能需要 数周甚至更长时间。
五、 分析流程
典型的芯片故障分析流程包括：
- 失效信息收集: 详细了解失效背景、发生条件、失效现象描述、相关测试数据等。
- 无损分析:
- 外观检查（Optical Inspection）
- X射线检查（X-Ray）: 检查内部结构、键合线、裂纹等。
- 超声波扫描（C-SAM）: 检测分层、空洞等封装缺陷。
- 电学特性测试（Curve Trace, ATE验证）: 确认失效模式，进行失效定位初步判断。
- 封装级分析:
- 开封（Decapsulation）: 去除封装材料，暴露芯片表面。
- 剖面分析（Cross-section）: 观察内部结构和特定层面的情况。
- 芯片级定位与分析:
- 显微观察（Microscopy）: 光学或扫描电镜（SEM）观察芯片表面形貌。
- 微光显微镜（EMMI/OBIRCH/Thermal）: 定位漏电、热点、光发射点等缺陷位置。
- 聚焦离子束（FIB）: 进行微区剖面、线路修改、取样等。
- 透射电镜（TEM）: 更高分辨率的微观结构分析（如需）。
- 材料成分分析（EDX/AES/SIMS）: 分析特定区域的元素组成或掺杂分布。
- 根本原因判定: 综合所有分析结果，逻辑推理，确定最可能的失效根本原因。
- 报告撰写: 详细记录分析过程、结果、图片、数据，明确给出结论和改进建议。
六、 服务背景与价值
芯片从设计到最终应用，任何环节的疏漏都可能导致其失效，造成巨大的经济损失和质量风险。无论是工艺缺陷、设计裕量不足、封装问题、静电损伤（ESD）、还是应用环境应力超出承受范围，找到失效的真正“元凶”是解决问题、避免重蹈覆辙的前提。因此，芯片故障分析的核心价值在于：为良率提升提供明确的改进方向；为设计优化和工艺调整提供依据；验证可靠性测试结果的有效性；解决客户投诉和质量纠纷；积累经验教训，提升整体产品质量和可靠性，是半导体产业链中不可或缺的技术支撑环节。
七、 德垲优势
上海德垲在此领域具备显著优势。我们拥有一支经验丰富、知识全面的专业失效分析工程师团队，熟悉各类芯片的结构、工艺和常见的失效模式。我们配备了业界先进、完善的失效分析实验室，涵盖从无损检测（X-Ray, C-SAM）、电学分析（ATE, Curve Tracer）、封装级处理到芯片级定位（EMMI, OBIRCH, SEM, FIB）和成分分析（EDX）等全套主流设备。更重要的是，我们的失效分析服务与可靠性测试、ATE测试开发/运营紧密结合，能够获取更全面的失效背景信息和电学特征数据，形成强大的综合分析能力。我们致力于提供逻辑严谨、证据充分、结论清晰的失效分析报告，并给出切实可行的改进建议，帮助客户从根本上解决问题。
