集成电路测试
集成电路测试技术及测试方法分析

集成电路测试技术及测试方法分析随着现代电子技术的发展和应用范围的不断扩大,集成电路作为电子技术中的核心部分,也在不断地向更高的密度和更复杂的工艺进化。
集成电路测试技术作为保证集成电路设计和制造的重要环节之一,被广泛关注和研究。
本文将对集成电路测试技术及测试方法进行分析和探讨。
一、集成电路测试技术概述集成电路测试技术主要是指对集成电路芯片进行各种电性测试的技术,其目的是确定芯片在设计要求和制造工艺的基础上,是否符合技术指标和产品质量要求,以保证芯片的正常工作和可靠性。
从技术的角度来看,目前主要的集成电路测试方法包括板级测试和芯片级测试两种。
其中,板级测试是指将整个电子产品的板子进行测试,通过观察产品的整体效果来确定产品的功能和性能。
而芯片级测试则是指对芯片进行测试,通过检测芯片内部电路的运行状态来确定芯片本身的功能和性能。
由于芯片级测试的精度更高,也更能具体确定芯片本身的问题,因此在集成电路测试中具有更为重要的地位。
二、集成电路测试技术的分类根据测试方法的不同,集成电路测试技术可分为以下几种:1. 功能测试:主要是对芯片的各个功能进行确定和测试,是集成电路测试技术中最基本的部分。
2. 速度测试:即通过测量芯片的运行速度和响应速度等指标来确定芯片性能,也是测试技术领域中比较重要的部分。
3. 可靠性测试:主要是通过长期不间断、高强度、多种工况下测试芯片的可靠性和寿命,以保证芯片的可持续性和稳定性。
4. 电压测试:即通过测量芯片在不同电压下的运行状态和效果,以保证芯片能够在不同电压条件下正常工作和稳定运行。
三、集成电路测试技术的发展趋势与挑战虽然目前集成电路测试技术已经十分成熟,但面对新的挑战和需求,其仍然需要不断地创新和完善。
未来的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 测试速度更快:随着电子产品复杂度和生产速度的不断提高,集成电路测试技术必须实现更快的测试速度,以更快地满足市场需求。
2. 抗干扰能力更强:由于集成电路在各种电磁干扰条件下的运行效果不同,为了保证芯片的稳定工作,集成电路测试技术还需要提高其抗干扰能力。
什么是集成电路测试(半导体测试)

什么是集成电路测试(半导体测试)Semiconductor Test 半导体测试,也称为集成电路测试。
在介绍半导体测试之前呢,我们先来了解所谓的半导体产业链是⼀个什么东西。
半导体器件是⼀个很⼴泛的概念,举个⼤家很熟悉的例⼦:⾃家电脑⾥的CPU或者⼿机中的CPU,以及⼤家基本上都⽤过的U盘⾥的存储芯⽚,都属于半导体器件。
这样的⼀个东西,从它的设计,⽣产制造,检测验证,再到被制作成电脑,⼿机,U盘,整个的这样⼀个过程,称为半导体产业链。
当然,芯⽚⽤来制作成电脑⼿机等产品,已经属于半导体产业链的下游了。
整个产业链的上游是设计,⽣产制造已及封装测试。
说到封装测试,就不得不说⼀下设计和⽣产制造。
设计集成电路,有点类似于现在设计电路PCB版,都是先有原理图,再画出制作版图,只不过芯⽚的版图更加精细。
其中集成电路设计⾥还有软核设计,其实就是在FPGA上进⾏功能验证,有点类似跑个虚拟机,跑个仿真。
国内⽐较著名的IC 设计公司就是华为海思。
关于⽣产制造这⼀块,这⾥只讲代⼯⼚,此代⼯⼚⾮富⼠康代⼯⼚能⽐的。
虽然⼤家都叫代⼯⼚,但是半导体代⼯,是因为技术门槛⾼,具有先进制造技术的⼚商分出产能,为设计公司⽣产集成电路,不是富⼠康那种靠廉价劳动⼒来⽣存的代⼯⼚。
讲完了集成电路的设计,制造,就该将封装测试了。
顾名思义,封装测试,就是把芯⽚封装成⼀个个的⼩⿊⾊颗粒;测试,就是把这堆芯⽚⾥不合格的挑选出来 ……^_^ 是不是很简单?感觉有点像⼚⾥的质检员⼲的活是吗?其实,这部分并不是⼈⼯来做,⽽是依靠机械⾃动化来完成,测试机器会⾃动往芯⽚中输⼊各种信号,依据芯⽚的输出信号是否正确来判断⼀个芯⽚的好与坏。
我们⽣活中所应⽤的每⼀颗芯⽚,都是需要经过这样的检测⽽⼀般的ATE ⼯程师呢,也就是测试⼯程师,主要是负责开发⽤于测试芯⽚的外围硬件电路及软件控制脚本,并且,还要负责完成统计学上的数据分析。
下⼀期,我将开始介绍芯⽚测试具体的相关知识。
集成电路测试技术研究

集成电路测试技术研究一、背景介绍随着科技的不断发展和进步,集成电路成为电子信息产业的核心技术和基础设施,也成为各个行业不可或缺的重要组成部分。
而集成电路测试技术则是保证集成电路质量和可靠性的必要手段之一,因此具有重要的研究意义和实际应用。
二、集成电路测试技术分类集成电路测试技术按照不同的测试目标和测试方法可以分为如下几类:1. 功能测试功能测试是最基本的测试方式,通过模拟实际工作状态测试芯片的功能正常性和性能参数是否符合规格要求,如输入输出特性、电气参数、时序参数等。
2. 电气测试电气测试主要是测试芯片电气特性,包括输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、电源噪声等参数,通过这些参数来评估芯片的性能。
3. 时序测试时序测试主要是测试芯片信号传输的准确性和时间精度,包括芯片内部不同模块间的时序关系、信号延迟、时钟频率等参数。
4. 可靠性测试可靠性测试主要是测试芯片的长期使用性能和稳定性,包括温度、湿度、电压波动等恶劣环境下的工作表现,评估芯片的寿命和可靠性。
三、集成电路测试的技术发展趋势目前,随着芯片工艺的不断进步和集成度的不断提高,集成电路测试面临的挑战也越来越多,需要不断的技术创新和改进。
以下是集成电路测试的技术发展趋势:1. 多层次测试针对不同层次的电路结构和功能,采用多层次的测试技术,减少芯片测试时间和测试成本,提高测试效率和准确率。
2. 规模化测试利用云计算和大数据分析等技术,实现芯片的规模化测试和数据挖掘分析,快速评估芯片性能和可靠性。
3. 自动化测试采用自动化测试平台,实现芯片测试的自动化,提高测试的稳定性和可靠性,减少测试误差和人为因素对测试结果的影响。
4. 统一测试平台建立统一的测试平台,集成不同类型的测试设备和软件,实现同一芯片不同测试类型的联合测试,减少测试时间和测试成本。
四、结论集成电路测试技术是保证集成电路质量和可靠性的必要手段之一,根据测试目标和方法可以分为不同的测试类型。
集成电路测试

第一章集成电路的测试1.集成电路测试的定义集成电路测试是对集成电路或模块进行检测,通过测量对于集成电路的输出回应和预期输出比较,以确定或评估集成电路元器件功能和性能的过程,是验证设计、监控生产、保证质量、分析失效以及指导应用的重要手段。
.2.集成电路测试的基本原理输出回应Y 被测电路DUT(x和网络功能集F(x),确定原始输出回应y,并分析y是否表达了电路网络的实际输出。
因此,测试的基本任务是生成测试输入,而测试系统的基本任务则是将测试输人应用于被测器件,并分析其输出的正确性。
测试过程中,测试系统首先生成输入定时波形信号施加到被测器件的原始输入管脚,第二步是从被测器件的原始输出管脚采样输出回应,最后经过分析处理得到测试结果。
3.集成电路故障与测试集成电路的不正常状态有缺陷(defect)、故障(fault)和失效(failure)等。
由于设计考虑不周全或制造过程中的一些物理、化学因素,使集成电路不符合技术条件而不能正常工作,称为集成电路存在缺陷。
集成电路的缺陷导致它的功能发生变化,称为故障。
故障可能使集成电路失效,也可能不失效,集成电路丧失了实施其特定规范要求的功能,称为集成电路失效。
故障和缺陷等效,但两者有一定区别,缺陷会引发故障,故障是表象,相对稳定,并且易于测试;缺陷相对隐蔽和微观,缺陷的查找与定位较难。
4.集成电路测试的过程1.测试设备测试仪:通常被叫做自动测试设备,是用来向被测试器件施加输入,并观察输出。
测试是要考虑DUT 的技术指标和规范,包括:器件最高时钟频率、定时精度要求、输入\输出引脚的数目等。
要考虑的因素:费用、可靠性、服务能力、软件编程难易程度等。
1.测试界面测试界面主要根据DUT的封装形式、最高时钟频率、ATE的资源配置和界面板卡形等合理地选择测试插座和设计制作测试负载板。
3.测试程序测试程序软件包含着控制测试设备的指令序列,要考虑到:器件的类型、物理特征、工艺、功能参数、环境特性、可靠性等5.集成电路测试的分类按测试目的分类:检验测试(验证IC功能的正确性)、生产测试、验收测试(在进行系统集成之前对所购电路器件进行入厂测试)、使用测试。
集成电路好坏的检测方法及注意事项

集成电路好坏的检测方法及注意事项1. 观察外观法呀,这就像看一个人的外表一样,咱得先瞅瞅集成电路的引脚有没有弯曲、氧化啥的。
比如说你拿到一块集成电路,一看引脚都黑黑的,那它还能好吗?2. 测量电阻法也很重要呢,这不就跟给集成电路做个体检一样嘛。
你试着测一下各个引脚之间的电阻值,和正常值差别大得离谱,那肯定有问题呀。
就像人的身体指标不正常一样。
比如某个引脚本应是几百欧姆,却测出来几千欧姆,这不就不正常嘛!3. 通电检测法可有意思啦,就如同让集成电路去“跑一跑”,看看它能不能正常工作。
把它接到电路里,通上电,要是啥反应都没有,那可能就坏啦。
就好比汽车打不着火,那肯定是哪里出问题了呀。
比如接上电后设备没动静,那就得好好查查了。
4. 替换法也是个办法哟,这就像给病人换个好器官看看效果一样。
拿个好的集成电路替换怀疑有问题的,要是一切正常了,那原来那个不就坏的嘛。
哎呀,就像电脑总是死机,换了个集成电路就好了,那原来那个肯定不行呀!5. 信号注入法呢,就像是给集成电路喂“食物”,看看它能不能消化。
用特定信号注入,观察它的输出,不正常的话,嘿嘿,那就是有毛病咯。
比如注入信号后没反应,这不就完蛋了嘛。
6. 温度检测法挺神奇的,感觉就像摸摸集成电路有没有发烧。
温度过高或者过低,那都有可能不正常呀。
就好像人发烧了肯定是身体有问题呀。
例如摸上去特别烫,那可就得小心了。
7. 逻辑分析法也是很有用的呀,就如同侦探破案一样分析集成电路。
看看它的逻辑关系对不对,不对的话那肯定坏了呗。
哇,就像某个功能本应这样却变成那样,那不就出问题了嘛。
8. 软件测试法也不能忘呀,这就像给集成电路做个“智力测验”。
通过专门的软件来检测它的性能,有问题立马就知道了。
好比玩游戏卡得不行,用软件一测,哦,集成电路不行了呀!总之呀,检测集成电路好坏有很多方法,得综合起来用,这样才能更准确地判断它到底是好是坏呢!用对方法,才能让我们更好地使用集成电路呀!。
集成电路测试与建模

集成电路测试与建模集成电路测试与建模集成电路测试是指对集成电路进行功能、性能、可靠性等方面的测试,以保证其在正常使用条件下的可靠性和稳定性。
而建模则是为了更好地理解和分析集成电路的特性而进行的一种数学描述。
一、集成电路测试1. 测试方法(1)功能测试:对芯片的各个功能进行测试,包括输入输出端口、逻辑运算单元、存储单元等。
(2)性能测试:对芯片的各项性能进行测试,如速度、功耗、温度等。
(3)可靠性测试:对芯片在不同环境下长时间工作的稳定性进行测试,如温度循环、湿热循环等。
2. 测试流程(1)设计测试方案:根据芯片规格书确定需要测试的项目和参数,并编写相应的测试程序。
(2)准备测试设备:包括仪器设备和软件工具等。
(3)制作样品:根据设计方案制作待测样品,并将其安装到测试台上。
(4)执行测试程序:按照设计方案执行相应的测试程序,并记录数据结果。
(5)数据处理和分析:将所得数据进行处理和分析,评估芯片在各项指标下是否符合要求。
3. 测试技术(1)扫描测试技术:通过扫描链路对芯片内部的逻辑电路进行测试,可以提高测试效率和精度。
(2)BIST(Built-In Self-Test)技术:将测试电路集成到芯片中,使得芯片自身具备自测能力,可以减少外部测试设备的使用。
(3)ATE(Automatic Test Equipment)技术:使用自动化测试设备进行测试,可以提高测试效率和准确性。
二、集成电路建模1. 建模方法(1)SPICE模型:SPICE是一种基于电路分析理论的建模方法,可以对芯片内部的电路进行仿真分析。
(2)Verilog模型:Verilog是一种硬件描述语言,可以对芯片内部逻辑进行描述和仿真。
(3)VHDL模型:VHDL也是一种硬件描述语言,与Verilog类似,可以对芯片内部逻辑进行描述和仿真。
2. 建模流程(1)确定建模目标:确定需要建立哪些模型以及其应用场景。
(2)获取数据信息:获取芯片的规格书、原理图等信息,并通过实验测量获得相关参数数据。
集成电路检测方法

集成电路检测方法集成电路检测作为电子元器件生产中重要的环节之一,一般指对半导体芯片的性能进行检测与验证,以确保芯片符合规格要求并具有可靠性、稳定性。
集成电路检测的过程需要通过专业的测试设备、测试软件及测试手段来完成,下面将从集成电路的检测流程、常用测试手段、测试策略及挑战等方面进行分析和探讨。
一、集成电路检测流程集成电路检测的流程大致可以分为:准备阶段、前测试阶段、主测试阶段、分析处理阶段和测试数据处理阶段。
其中,准备阶段通常包括芯片加工、设计规范制定、测试器件选择、测试程序编写、测试装置校正及测试参数确定等工作;前测试阶段则是通过激励信号向芯片输入待测信息,检查芯片输入输出接口的连接是否正确以及测试仪器和测量参数是否有误;主测试阶段则是对芯片内部电路实施测试,具体有模拟准确性测试、数字电路功能测试、高速时序测试、功耗测试和失效机理测试等内容;分析处理阶段主要是对测试结果进行判定分析、故障定位以及性能优化等工作;测试数据处理阶段则是对测试结果进行处理和归档,并输出测试报告和数据备份。
二、常用的集成电路测试手段常见的集成电路测试手段包括两类:物理测试和虚拟测试。
物理测试:这种测试手段是通过建立实际的测试设备对物理元器件进行直接测量,得到与元器件电性能相关的物理量。
常用的物理测试手段包括以下几种:1.非侵入性测试:非侵入性测试的优点是测试速度快、测试结果准确可靠,但缺点在于测试深度受限,只能对芯片表面进行测试。
2.功能性测试:功能性测试采用被测芯片内部的测试机制进行测试,通过向芯片内部指定的寄存器写入指令来进行测试。
3.热测试:热测试用来测试芯片功耗和热量分布情况,在测试过程中,通过记录芯片表面的温度分布情况来分析芯片的热量分布情况。
4. 光学测试:光学测试中常用的是红光、绿光、蓝光、紫外光等光源,通过对芯片表面进行照射,可以得到芯片上存在的元器件和电路结构的分布情况和元器件的誊录效能。
虚拟测试:虚拟测试是通过建立模型、仿真学需要测试芯片的电路行为,包括静态检测和动态检测两种测试方式:1.静态检测:静态检测利用仿真软件来模拟芯片的电路行为,通过设置输入量,观察输出量,检验芯片的正确性、异常性和特性;2.动态检测:动态检测则是通过仿真和模拟来探测芯片内部在不同工作模式下的电性能以及芯片缺陷等。
集成电路测试与可靠性评估方法

集成电路测试与可靠性评估方法集成电路测试与可靠性评估是保障集成电路品质和可靠性的重要环节。
在集成电路生产过程中,测试环节主要是对电路功能和性能进行全面的验证,而可靠性评估则是通过一系列的可靠性试验和统计分析,来预测电路在使用中的寿命和性能衰减情况。
集成电路测试主要分为芯片级测试和封装级测试两个阶段。
芯片级测试是在芯片元件封装之前进行的一系列测试,包括功能测试、性能测试、可靠性测试等。
功能测试是验证芯片功能是否正常的关键步骤,通过输入不同的电信号,观察输出是否符合设计要求。
性能测试则是对芯片性能进行测试和评估,包括速度、功耗、噪声等指标。
可靠性测试则是模拟芯片在特定环境下的工作条件,如温度、湿度等,通过长时间运行和应力测试来评估芯片的可靠性。
封装级测试是将芯片封装成成品之后进行的测试过程,主要是对封装后的电路进行功能验证和可靠性测试。
功能验证是对整个封装电路进行的测试,测试的内容包括输入输出特性、信号延迟、功率特性等。
可靠性测试则是通过模拟使用条件,对封装电路进行长时间运行测试,以评估其寿命和可靠性。
集成电路可靠性评估是通过一系列的可靠性试验和统计分析,来对电路的寿命和性能衰减情况进行预测和评估。
常见的可靠性试验包括热老化试验、温度循环试验、湿热试验等。
热老化试验是将芯片或封装电路置于高温环境中,通过加速老化的方式来评估电路的寿命。
温度循环试验则是通过将电路反复置于高低温环境中,来模拟电路在温度变化时的性能衰减情况。
湿热试验则是将电路置于高温高湿环境中,通过湿度和温度的协同作用来评估电路的可靠性。
除了可靠性试验,还可以通过统计分析方法来评估电路的可靠性。
常见的统计分析方法包括故障数据分析、可靠性增长分析等。
故障数据分析是对电路的故障数据进行收集和分析,通过统计方法来评估电路的失效率和失效模式。
可靠性增长分析则是通过长时间运行测试,收集电路的失效数据,通过分析失效数据的分布和趋势,来预测电路的寿命和性能衰减情况。
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NTU
NCKU
晶片整合
(Integration)
光刻作業
(Photo Mask)
芯片製造
(Chip Fabrication)
晶圓切割
(Die Saw)
封装
(Package)
集成电路封装厂
• 主要工作
– 将裸片封装成不同形 状,不同规格的芯片
• 人才来源
– 封装方面与电子信息 方面较不相关,这方 面需要的人力大都在 机械(机构、热流)及 材料方面,也需要基 板设计(布局)人员
• 测试既是集成电路产业链中的一环,也是集成电 路产品验证出厂的关键,由于测试技术含量高、
知识密集,一直是我国集成电路产业发展的制约
因素。近几年来,对于刚刚提速的国内半导体业 来说,其测试能力相对IC设计、制造、封装,这 却是最薄弱的一环。特别是产品进入高性能CPU、 DSP时代以后,高性能CPU、DSP产品,每年都 以50%以上,远高于其他IC产品的速度发展,加
– 人才主要来自电机电子相关
科系的大学生,一般公司偏
好211工程重点大学毕业生,
后仿真
近年来IC设计公司之高获利,
是
否
吸引了不少菁英投入,少数 大学已有教授这类课程,可
Sing off
说是兵家必争之地
集成电路芯片设计过程框架
晶圆制造(含晶圆代工)
• 主要工作
– 主要从事晶圆制造,主要工作性质 如制程开发(研发 R&D)、制程整合 (Integration)、模块程师、设备维 修程师,
NCTU
CCU
NTHU
NTU
NCKU
晶片整合
(Integration)
光刻作業
(Photo Mask)
芯片製造
(Chip Fabrication)
晶圓切割
(Die Saw)
封装
(Package)
IC封装
集成电路测试厂
芯片測試流程
• 集成电路测试分为
– 晶圆测试 – 成品测试
芯片與設計图形
(IC & Design Pattern)
成品率及故障分析
(Yield & Failure Analysis)
+
Data Clock
Tset
AC
IC测试及其重要性
IC测试及其重要性
• 何谓IC测试?
– IC生产之后必经过一段测试(Test)才能出货
• IC测试的特性
– 测试看似简单,但却隐含很多种技术 – 测试并不增加芯片的功能,但会增加成本
何谓集成电路
• 定义
– 集成电路(Integrated Circuit)又称为集成电路,系将 一些晶体管组件、二极管、电阻..等组件同时制造在一 起形成一个新的电路组件,这个新的电路组件已具备 了某种功能 。
• 产品
– Digital、Analog、Mix-signal、SoC、ASIC。
• 应用
input
00000 00011 00111 10101
output
00000 00001 00111 01000
•集成电路测试厂性质
測試環境設定
(Tester Setting)
– 一般从事代工工作
Sparc-10
– 没有自己的产品
– 没有生产原物料库存问题
• 前景
功能測試
(Functional Test)
• IC测试的价值
– 测试也可增加产品的价值 – 例如你去买内存模块时一些所谓台制内存模块就很便
宜,然而一些宣称原厂颗粒的模块就必较贵,主要的 差别就在测试这个步骤。
集成电路测试行业现状和发展
• 赛迪顾问报告显示,2002年国内集成电路销售收 入为257.9亿元人民币,其中封装测试为152.5亿 元,占整个集成电路销售收入的59.1%;2003年 国内集成电路销售收入为351.4亿元人民币,其中 封装测试产值为244.0亿元,占整个半导体产值的 69.4%;2004年国内集成电路销售收入为545.3亿 元人民币,其中封装测试产值为282.6亿元,占整 个集成电路销售收入的52.6%。预计未来3年~5 年内,测试封装销售收入仍将是整个集成电路销 售收入的最大组成部分。随着集成电路产品档次 的不断提高,测试销售收入在测试封装中的所占 的比例从将从目前的20%多,提升到30%~40%。
上其作为高端产品,测试验证和生产费用越来越 高,IC供应商在测试上的花费接近产品总成本的 三成,这也意味着将给测试业带来巨大的商机。
集成电路测试
大纲
• 半导体(集成电路)产业特性 • IC测试及其重要性 • 集成电路测试行业现状和发展 • IC测试技术资源 • 如何学习IC测试技术 • 测试系统简介 • IC测试前途出路
半导体(集成电路)产业特性
半导体(集成电路)产业特性
• 何谓集成电路 • 集成电路产业 • 集成电路设计公司 • 晶圆制造(含晶圆代工) • 集成电路封装厂 • 集成电路测试厂
• 人才来源
– 电机(子)、机械、材料、物理、化 工、工业工程的学生
• 工作环境
– 大部分工作都要穿着洁净服,工作 环境并不是大家都能适应
– 生产过程中使用很多化学药品、有 毒气体,实际上晶圆厂在工安这方 面作的比其它产业好得多,对有害 物质皆有层层防护,但还是让一些 人望而止步。
NCTU
CCU
NTHU
5
5
0
5 00
2 4 68
Expected
10n
V.S.
0 5
00
2 4 6 8 10n
Measured
– 但近几年来IC设计公司纷纷 崛起,IC设计公司为了节省 直流交流量測试 VOH 成本,大都不愿投资测试设 (DC,AC Measurement) VOL DC
备及测试人员,测试工程的
工作就落在测试厂了。
– 手机、PDA、计算机、数码相机、MP3播放器...等等
集成电路产业
• 集成电路产业主要分类
– IC设计公司 – 晶圆厂( 晶圆代工厂) – 封装厂及测试厂
• 代表厂商
– 台积电、联电、联发科、瑞昱、硅统科技、威盛、日月 光、硅品...,为一相当庞大的产业炼。
• 产品销路
– 各种电子设备厂商如通信产业、计算机信息产业、光电 显示业,所需人才涵盖电机(含电子、通信及计算器)、 资讯工程、机械、物理、化工、材料...等
集成电路设计公司
功能要求
行为设计(VHDL)
• 主要工作
– 主要设计集成电路,拥有自 己的产品,主导产品的一切, 包含设计、验证、应用工程、 委外代工(晶圆代工、封装 及测试代工)、客户工程等 方面人才,设计研发人才为 IC设计公司的主力
• 人才来源
否
行为仿真
是
综合、优化——网表
时序仿真
否
是
布局布线——版图