Non-Parametric Test – Bài kiểm tra chip có thực sự chạy đúng hay không

Hùng Vũ

Mon, 08 Sep 2025

Trong ngành kiểm thử bán dẫn, chúng ta thường nghe đến hai loại test quan trọng: Parametric Test và Non-Parametric Test. Nếu như Parametric Test tập trung vào việc đo lường các chỉ số điện của chip (điện áp, dòng rò, điện trở, điện dung…), thì Non-Parametric Test lại đi theo hướng hoàn toàn khác – nó không quan tâm chip “khỏe mạnh” đến mức nào về mặt vật lý, mà tập trung vào việc chip có vận hành đúng chức năng logic như thiết kế hay không.

1. Non-Parametric Test là gì?

Non-Parametric Test là loại kiểm thử không đo chi tiết các thông số điện, mà kiểm tra trực tiếp chức năng hoạt động logic của chip.

• Thay vì quan sát các chỉ số như điện áp ngưỡng, mức dòng rò, hay công suất tiêu thụ, Non-Parametric Test tập trung vào việc xác minh xem chip có thực sự xử lý tín hiệu, thực hiện lệnh, và đưa ra kết quả đúng như kỳ vọng hay không.
• Mục tiêu chính: đảm bảo chip thực hiện đúng công việc mà nó được thiết kế.

2. Tại sao cần Non-Parametric Test?

Một con chip có thể vượt qua mọi bài kiểm tra Parametric Test (các chỉ số điện trong ngưỡng chấp nhận được), nhưng nếu logic sai thì chip vẫn không thể sử dụng được.

• Ví dụ: Một vi điều khiển có điện áp, tần số dao động, dòng rò đều đạt chuẩn. Nhưng nếu khi nạp lệnh “cộng 2 số” mà nó lại cho ra kết quả sai, thì con chip đó hoàn toàn vô dụng.
• Chính vì vậy, Non-Parametric Test là lớp kiểm chứng cuối cùng đảm bảo rằng chip không chỉ “sống”, mà còn “làm đúng nhiệm vụ”.

3. Ví dụ minh họa dễ hiểu

Để dễ hình dung, có thể so sánh giữa Parametric Test và Non-Parametric Test qua các ví dụ đời thường:

• Parametric Test giống như khám sức khỏe tổng quát: đo huyết áp, tim mạch, chỉ số đường huyết.
• Non-Parametric Test giống như thử việc: sức khỏe tốt thôi chưa đủ, bạn cần chứng minh mình thực sự làm được công việc.
  
  
• Hoặc với chiếc xe máy: áp suất lốp, dầu nhớt đều chuẩn (Parametric Test pass), nhưng nếu đề máy không nổ (Non-Parametric Test fail) thì chiếc xe vẫn coi như hỏng.

4. Cách thực hiện Non-Parametric Test

Non-Parametric Test thường được tiến hành bằng Automatic Test Equipment (ATE) – hệ thống thiết bị kiểm thử tự động có khả năng:

1. Nạp các test patterns vào chip.
2. Quan sát output mà chip tạo ra.
3. So sánh với expected output (kết quả kỳ vọng theo thiết kế).

Một số dạng Non-Parametric Test phổ biến:

• Functional Test: Kiểm tra chip có chạy đúng chương trình, xử lý lệnh logic chính xác không.
• Fault Coverage Test: Đo khả năng phát hiện lỗi logic của các test pattern đã dùng (bao nhiêu % lỗi được phát hiện).
• Scan Test / Boundary Scan: Dựa trên kỹ thuật DFT (Design for Testability), cho phép kiểm tra các đường kết nối bên trong chip hoặc giữa chip và board mạch.

5. Ứng dụng thực tế của Non-Parametric Test

Non-Parametric Test được áp dụng ở nhiều giai đoạn khác nhau trong vòng đời chip:

• Wafer Test (probe test): Kiểm tra chip ngay khi còn trên wafer, trước khi đóng gói.
• Package Test (final test): Đảm bảo chip đã đóng gói vẫn hoạt động đúng logic.
• System Test: Kiểm tra chip khi đã gắn trên bo mạch thật, trong môi trường ứng dụng thực tế.

Ứng dụng chính:

• Xác minh chip không chỉ hoạt động về mặt điện, mà còn thực hiện đúng chức năng logic.
• Phát hiện các lỗi liên quan đến logic thiết kế hoặc kết nối vật lý (ví dụ: short, open, hoặc lỗi timing).

6. Ý nghĩa đối với kỹ sư kiểm thử

Trong ngành bán dẫn, Non-Parametric Test là phần thực chiến mà bất kỳ kỹ sư nào làm về VLSI Test, ATE, hay DFT (Design for Testability) đều phải nắm vững.

• Nó đòi hỏi sự kết hợp giữa hiểu biết về thiết kế logic và kỹ năng kiểm thử phần cứng.
• Với kỹ sư tại Việt Nam, việc làm chủ Non-Parametric Test đồng nghĩa với khả năng tham gia trực tiếp vào các công đoạn quan trọng của chuỗi cung ứng bán dẫn toàn cầu, đặc biệt trong bối cảnh nhiều công ty đang chuyển dịch sản xuất và kiểm thử sang khu vực Đông Nam Á.

Kết luận

Nếu Parametric Test giống như khám sức khỏe tổng quát, thì Non-Parametric Test chính là giai đoạn thử việc. Chỉ khi chip vượt qua cả hai, nó mới đủ tiêu chuẩn để bước vào “đời thực” – trở thành một sản phẩm bán dẫn hoàn chỉnh, sẵn sàng được tích hợp vào hệ thống.

Hiểu rõ Non-Parametric Test không chỉ giúp kỹ sư kiểm thử đảm bảo chất lượng sản phẩm, mà còn là bước đệm để tiến sâu hơn vào các mảng Design Verification, DFT, và SoC Testing trong ngành bán dẫn.