本技術(shù)涉及半導(dǎo)體的，尤其是涉及一種基于多物理場(chǎng)仿真的芯片測(cè)試方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，芯片在各類(lèi)終端設(shè)備、智能系統(tǒng)以及高性能計(jì)算領(lǐng)域中的關(guān)鍵作用愈發(fā)凸顯。芯片性能的可靠性和穩(wěn)定性是確保電子設(shè)備正常運(yùn)行的核心指標(biāo)。與此同時(shí)，芯片在復(fù)雜物理場(chǎng)環(huán)境中可能會(huì)受到多種外界因素的干擾，從而對(duì)其功能和壽命產(chǎn)生影響。因此，如何在多物理場(chǎng)作用下評(píng)估芯片性能，成為產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的重要研究課題。

2、相關(guān)技術(shù)手段中，傳統(tǒng)仿真方法對(duì)芯片進(jìn)行性能測(cè)試。這些方法通常基于單物理場(chǎng)模型，例如熱場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)或電磁場(chǎng)，通過(guò)特定場(chǎng)景下的參數(shù)測(cè)量和數(shù)據(jù)分析，評(píng)估芯片在各個(gè)單一條件下的性能表現(xiàn)。這類(lèi)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于芯片在單一環(huán)境下的可靠性評(píng)估，為芯片設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了參考依據(jù)。

3、針對(duì)上述技術(shù)方案，雖然通過(guò)單物理場(chǎng)仿真可以評(píng)估芯片在特定場(chǎng)景下的性能表現(xiàn)，但在實(shí)際應(yīng)用中，芯片通常處于多種物理場(chǎng)同時(shí)作用的復(fù)雜環(huán)境中，這導(dǎo)致單物理場(chǎng)模型在多場(chǎng)耦合情況下無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)芯片的性能及失效趨勢(shì)，從而存在測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性不足的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了改善芯片處于多種物理場(chǎng)同時(shí)作用的復(fù)雜環(huán)境時(shí)，存在測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性不足的問(wèn)題，本技術(shù)提供一種基于多物理場(chǎng)仿真的芯片測(cè)試方法及裝置。

2、本發(fā)明提供了一種基于多物理場(chǎng)仿真的芯片測(cè)試方法，包括：采集芯片在熱應(yīng)力、電磁干擾、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)以及結(jié)構(gòu)振動(dòng)場(chǎng)作用下的多物理場(chǎng)響應(yīng)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述多物理場(chǎng)響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征拆分與歸類(lèi)處理，得到熱響應(yīng)特征向量、電磁響應(yīng)特征矩陣以及應(yīng)力分布序列；基于所述熱響應(yīng)特征向量生成熱響應(yīng)圖譜，基于所述熱響應(yīng)圖譜對(duì)所述電磁響應(yīng)特征矩陣進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，得到多維干擾映射參數(shù)集合，對(duì)將所述多維干擾映射參數(shù)集合進(jìn)行判別融合，得到判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值與誤差加權(quán)因子；利用所述判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值和所述誤差加權(quán)因子對(duì)所述應(yīng)力分布序列進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)擬合分析，得到動(dòng)態(tài)應(yīng)力演化趨勢(shì)圖與熱電協(xié)同失效傾向圖；對(duì)所述動(dòng)態(tài)應(yīng)力演化趨勢(shì)圖與所述熱電協(xié)同失效傾向圖進(jìn)行模糊匹配和差值判斷處理，生成芯片性能穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)與多物理場(chǎng)干擾下的測(cè)試適應(yīng)性評(píng)分。

3、作為優(yōu)選方案，所述采集芯片在熱應(yīng)力、電磁干擾、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)以及結(jié)構(gòu)振動(dòng)場(chǎng)作用下的多物理場(chǎng)響應(yīng)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述多物理場(chǎng)響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征拆分與歸類(lèi)處理，得到熱響應(yīng)特征向量、電磁響應(yīng)特征矩陣以及應(yīng)力分布序列的步驟，包括：對(duì)芯片在設(shè)定頻率條件下分別施加熱應(yīng)力、電磁干擾、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)與結(jié)構(gòu)振動(dòng)場(chǎng)，并采集響應(yīng)過(guò)程中的多物理場(chǎng)響應(yīng)數(shù)據(jù)，其中，所述多物理場(chǎng)響應(yīng)數(shù)據(jù)包括溫度梯度矢量圖、瞬態(tài)電參數(shù)變化值和結(jié)構(gòu)位移軌跡數(shù)據(jù)；對(duì)所述溫度梯度矢量圖進(jìn)行方向性區(qū)域分解與梯度區(qū)塊聚類(lèi)，生成熱響應(yīng)子向量集合和溫區(qū)分布索引表，將所述熱響應(yīng)子向量集合與所述溫區(qū)分布索引表通過(guò)區(qū)域相似性配對(duì)，得到熱響應(yīng)特征向量；對(duì)所述瞬態(tài)電參數(shù)變化值進(jìn)行頻譜劃分和時(shí)間段分割，得到電參數(shù)特征段集和頻譜功率分布表；對(duì)所述結(jié)構(gòu)位移軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量投影壓縮與響應(yīng)幅值歸一化，得到應(yīng)變響應(yīng)軌跡圖與微振動(dòng)特征因子集合；將所述電參數(shù)特征段集、所述頻譜功率分布表與所述微振動(dòng)特征因子集合進(jìn)行交叉周期性分析，得到電振組合序列和電參數(shù)突變點(diǎn)集合；利用所述電振組合序列對(duì)所述應(yīng)變響應(yīng)軌跡圖進(jìn)行特征濾波與數(shù)值切片，生成應(yīng)力分布序列；對(duì)所述電參數(shù)突變點(diǎn)集合與所述溫區(qū)分布索引表進(jìn)行區(qū)塊一致性驗(yàn)證，輸出驗(yàn)證矩陣，并對(duì)所述驗(yàn)證矩陣進(jìn)行維度映射重排，生成電磁響應(yīng)特征矩陣。

4、作為優(yōu)選方案，所述基于所述熱響應(yīng)特征向量生成熱響應(yīng)圖譜，基于所述熱響應(yīng)圖譜對(duì)所述電磁響應(yīng)特征矩陣進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，得到多維干擾映射參數(shù)集合，對(duì)將所述多維干擾映射參數(shù)集合進(jìn)行判別融合，得到判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值與誤差加權(quán)因子的步驟，包括：對(duì)所述熱響應(yīng)特征向量進(jìn)行二維多項(xiàng)式回歸處理，得到熱場(chǎng)變異擬合曲線(xiàn)組，基于所述熱場(chǎng)變異擬合曲線(xiàn)組構(gòu)建熱響應(yīng)圖譜，對(duì)所述熱響應(yīng)圖譜進(jìn)行塊狀結(jié)構(gòu)劃分與主成分壓縮，得到熱圖譜壓縮矩陣與局部熱源特征子集；對(duì)所述熱圖譜壓縮矩陣與所述電磁響應(yīng)特征矩陣進(jìn)行協(xié)同映射函數(shù)擬合，得到熱電耦合干擾因子集，將所述熱電耦合干擾因子集與所述局部熱源特征子集進(jìn)行交叉分組分析，提取聯(lián)合干擾維度指標(biāo)；將所述聯(lián)合干擾維度指標(biāo)與所述電磁響應(yīng)特征矩陣進(jìn)行逐維線(xiàn)性整合，構(gòu)建多維干擾映射參數(shù)集合，對(duì)所述多維干擾映射參數(shù)集合進(jìn)行張量分解的判別核嵌入處理，得到風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)分布圖譜與誤差傳播路徑矩陣；對(duì)所述風(fēng)險(xiǎn)響應(yīng)分布圖譜和所述誤差傳播路徑矩陣進(jìn)行耦合矩陣判別融合，得到判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值與誤差加權(quán)因子。

5、作為優(yōu)選方案，所述對(duì)所述熱響應(yīng)特征向量進(jìn)行二維多項(xiàng)式回歸處理，得到熱場(chǎng)變異擬合曲線(xiàn)組，基于所述熱場(chǎng)變異擬合曲線(xiàn)組構(gòu)建熱響應(yīng)圖譜，對(duì)所述熱響應(yīng)圖譜進(jìn)行塊狀結(jié)構(gòu)劃分與主成分壓縮，得到熱圖譜壓縮矩陣與局部熱源特征子集的步驟，包括：將所述熱響應(yīng)特征向量按時(shí)間戳和區(qū)域分布索引進(jìn)行二維重排，構(gòu)建時(shí)間空間響應(yīng)矩陣，對(duì)所述時(shí)間空間響應(yīng)矩陣進(jìn)行多項(xiàng)式基函數(shù)擬合，生成多階熱場(chǎng)擬合系數(shù)集與殘差誤差譜；對(duì)所述熱場(chǎng)擬合系數(shù)集進(jìn)行曲線(xiàn)重構(gòu)與區(qū)域性擬合偏移校正，生成熱場(chǎng)變異擬合曲線(xiàn)組，利用所述熱場(chǎng)變異擬合曲線(xiàn)組構(gòu)建熱響應(yīng)圖譜，并對(duì)所述熱響應(yīng)圖譜進(jìn)行動(dòng)態(tài)分塊操作，生成圖譜結(jié)構(gòu)塊集，應(yīng)用主成分對(duì)所述圖譜結(jié)構(gòu)塊集進(jìn)行分析與壓縮編碼，得到熱圖譜壓縮矩陣；將所述殘差誤差譜映射至所述圖譜結(jié)構(gòu)塊集，并提取局部熱偏離區(qū)域標(biāo)記為高干擾塊；從所述高干擾塊中提取區(qū)域波動(dòng)方向性、強(qiáng)度變化率和持時(shí)系數(shù)，以構(gòu)建局部熱源特征子集。

6、作為優(yōu)選方案，所述利用所述判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值和所述誤差加權(quán)因子對(duì)所述應(yīng)力分布序列進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)擬合分析，得到動(dòng)態(tài)應(yīng)力演化趨勢(shì)圖與熱電協(xié)同失效傾向圖的步驟，包括：對(duì)所述應(yīng)力分布序列按時(shí)間序列排序，并進(jìn)行滑窗差分分析，得到局部應(yīng)力變化率序列與臨界突變段標(biāo)識(shí)表，將所述判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值映射至所述局部應(yīng)力變化率序列，得到風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重加載應(yīng)力序列；將所述誤差加權(quán)因子與所述臨界突變段標(biāo)識(shí)表進(jìn)行加權(quán)交叉關(guān)聯(lián)，得到突變段應(yīng)力區(qū)間集與誤差增益表，對(duì)所述風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重加載應(yīng)力序列與所述突變段應(yīng)力區(qū)間集進(jìn)行聯(lián)合曲線(xiàn)擬合，輸出應(yīng)力變化趨勢(shì)圖與應(yīng)力異常熱區(qū)標(biāo)識(shí)矩陣；基于所述應(yīng)力變化趨勢(shì)圖與所述應(yīng)力異常熱區(qū)標(biāo)識(shí)矩陣提取出應(yīng)力演化片段序列與特征擴(kuò)散路徑圖，利用所述應(yīng)力演化片段序列與所述誤差增益表進(jìn)行配對(duì)分析，得到動(dòng)態(tài)應(yīng)力演化趨勢(shì)圖；將所述特征擴(kuò)散路徑圖與所述判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值進(jìn)行同步變換映射，構(gòu)建熱電干擾同步序列圖，根據(jù)所述熱電干擾同步序列圖對(duì)所述熱響應(yīng)圖譜進(jìn)行微擾響應(yīng)映射，得到熱電協(xié)同失效傾向圖。

7、作為優(yōu)選方案，所述對(duì)所述動(dòng)態(tài)應(yīng)力演化趨勢(shì)圖與所述熱電協(xié)同失效傾向圖進(jìn)行模糊匹配和差值判斷處理，生成芯片性能穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)與多物理場(chǎng)干擾下的測(cè)試適應(yīng)性評(píng)分的步驟，包括：對(duì)所述動(dòng)態(tài)應(yīng)力演化趨勢(shì)圖進(jìn)行形態(tài)區(qū)塊切分，基于切分后的形態(tài)區(qū)塊提取出方向性變化因子集和穩(wěn)定區(qū)間譜系圖；對(duì)所述熱電協(xié)同失效傾向圖進(jìn)行擬合誤差分層處理與影響路徑標(biāo)注，得到誤差軌跡組與協(xié)同影響向量集；利用所述方向性變化因子集與所述協(xié)同影響向量集進(jìn)行模糊相似度分析，輸出相似度分布矩陣與干擾耦合等級(jí)集，對(duì)所述相似度分布矩陣進(jìn)行特征壓縮，將壓縮后的相似度分布矩陣與所述誤差軌跡組進(jìn)行差值插補(bǔ)處理，得到模糊重構(gòu)圖譜；對(duì)所述干擾耦合等級(jí)集與所述穩(wěn)定區(qū)間譜系圖進(jìn)行穩(wěn)定性對(duì)比計(jì)算，得到波動(dòng)敏感性矩陣，對(duì)所述波動(dòng)敏感性矩陣和所述模糊重構(gòu)圖譜進(jìn)行交集切片處理，生成穩(wěn)定特征映射組與魯棒區(qū)間標(biāo)定圖；將所述穩(wěn)定特征映射組進(jìn)行數(shù)值折算與標(biāo)準(zhǔn)參照投影處理，得到芯片性能穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)，將所述魯棒區(qū)間標(biāo)定圖與所述判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值進(jìn)行同步擬合，生成多物理場(chǎng)干擾下的測(cè)試適應(yīng)性評(píng)分。

8、作為優(yōu)選方案，所述將所述穩(wěn)定特征映射組進(jìn)行數(shù)值折算與標(biāo)準(zhǔn)參照投影處理，得到芯片性能穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)，將所述魯棒區(qū)間標(biāo)定圖與所述判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值進(jìn)行同步擬合，生成多物理場(chǎng)干擾下的測(cè)試適應(yīng)性評(píng)分的步驟，包括：對(duì)所述穩(wěn)定特征映射組進(jìn)行單位歸一化處理與分布區(qū)間重構(gòu)，生成標(biāo)準(zhǔn)化穩(wěn)定圖譜，將所述標(biāo)準(zhǔn)化穩(wěn)定圖譜與預(yù)設(shè)的芯片穩(wěn)定性能參照模板進(jìn)行差值矩陣匹配，輸出匹配殘差譜；基于所述匹配殘差譜進(jìn)行區(qū)間折算映射，得到穩(wěn)定性影響因子集合，對(duì)所述穩(wěn)定性影響因子集合進(jìn)行聚合打分與等級(jí)權(quán)重配置，得到芯片性能穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)；將所述魯棒區(qū)間標(biāo)定圖按時(shí)間序列進(jìn)行相鄰穩(wěn)定區(qū)間配對(duì)，生成動(dòng)態(tài)魯棒段對(duì)集，對(duì)所述動(dòng)態(tài)魯棒段對(duì)集與所述判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值進(jìn)行同步擬合，構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)流變化圖；對(duì)所述風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)流變化圖與所述穩(wěn)定性影響因子集合進(jìn)行關(guān)聯(lián)分布建模，得到關(guān)聯(lián)推演矩陣，基于所述關(guān)聯(lián)推演矩陣與預(yù)設(shè)的芯片設(shè)計(jì)容差表進(jìn)行重映射計(jì)算，生成多物理場(chǎng)干擾下的測(cè)試適應(yīng)性評(píng)分。

9、本技術(shù)還提供了一種基于多物理場(chǎng)仿真的芯片測(cè)試裝置，包括：采集模塊，用于采集芯片在熱應(yīng)力、電磁干擾、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)以及結(jié)構(gòu)振動(dòng)場(chǎng)作用下的多物理場(chǎng)響應(yīng)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述多物理場(chǎng)響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征拆分與歸類(lèi)處理，得到熱響應(yīng)特征向量、電磁響應(yīng)特征矩陣以及應(yīng)力分布序列；計(jì)算模塊，用于基于所述熱響應(yīng)特征向量生成熱響應(yīng)圖譜，基于所述熱響應(yīng)圖譜對(duì)所述電磁響應(yīng)特征矩陣進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，得到多維干擾映射參數(shù)集合，對(duì)將所述多維干擾映射參數(shù)集合進(jìn)行判別融合，得到判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值與誤差加權(quán)因子；分析模塊，用于利用所述判別風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)值和所述誤差加權(quán)因子對(duì)所述應(yīng)力分布序列進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)擬合分析，得到動(dòng)態(tài)應(yīng)力演化趨勢(shì)圖與熱電協(xié)同失效傾向圖；生成模塊，用于對(duì)所述動(dòng)態(tài)應(yīng)力演化趨勢(shì)圖與所述熱電協(xié)同失效傾向圖進(jìn)行模糊匹配和差值判斷處理，生成芯片性能穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)與多物理場(chǎng)干擾下的測(cè)試適應(yīng)性評(píng)分。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下有益效果：準(zhǔn)確性高。通過(guò)利用采集的芯片在熱應(yīng)力、電磁干擾、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)以及結(jié)構(gòu)振動(dòng)場(chǎng)作用下的多物理場(chǎng)響應(yīng)數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行特征拆分與歸類(lèi)處理后生成熱響應(yīng)特征向量、電磁響應(yīng)特征矩陣與應(yīng)力分布序列，依次完成熱響應(yīng)圖譜的生成、相關(guān)性計(jì)算、多維干擾映射參數(shù)集合的判別融合以及風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)擬合分析等關(guān)鍵步驟，生成動(dòng)態(tài)應(yīng)力演化趨勢(shì)圖與熱電協(xié)同失效傾向圖，通過(guò)對(duì)以上圖表的模糊匹配與差值判斷處理，得到芯片性能穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo)與多物理場(chǎng)干擾下的測(cè)試適應(yīng)性評(píng)分，實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片在多物理場(chǎng)作用下性能的全面評(píng)估，改善芯片處于多種物理場(chǎng)同時(shí)作用的復(fù)雜環(huán)境時(shí)，存在測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性不足的問(wèn)題。