芯片承载着电子工业的兴衰，摩尔定律依旧传奇( 二 )_50多年来

随着芯片产业的发展，今天的芯片可以集成数十亿晶体管，有上百亿的连线，最新的Apple A12 Bionic SoC有69亿个晶体管，由台积电的7nm工艺代工制造。用手工设计和计算的方法来实现芯片的设计和测试是一个不可能完成的任务。当芯片内部的晶体管数目呈指数级增加，芯片的输入输出管脚并没有指数级地增长。比如一个集成了数十亿晶体管的芯片通常只有几百个管脚可用于测试。如何利用这些有限的管脚来充分测试芯片内部每个晶体管和每条互连线便成为了一个巨大的挑战。

另外，如果芯片设计中仅仅考虑芯片功能的测试，这些针对功能的测试向量将远远不足以保证芯片中数目庞大的晶体管都被测试到，这样做直接的后果是芯片的测试质量得不到保证。唯一的解决办法是在芯片设计中引入测试的模块，或者说进行可测性设计，从而来保证我们可以检测到芯片生产中的制造缺陷。

IC芯片越做越小，而功能越来越强，这得益于光刻技术和微纳技术的发展。 1971年，英特尔（Intel）开发出第一代也是世界上第一个微处理器芯片4004 ，包含了4个芯片，由2300个晶体管组成。该微处理器是为便携式计算器而研发的，供应给日本计算器制造商。英特尔的第二款微处理器芯片8008被用到计算机中，推动了微处理器芯片的研发。 1982年，英特尔的微处理器80286采用了1.5μm的工艺，计算机的主频为10MHz ，芯片面积68.7mm2；2000年，奔腾4由4200万个晶体管组成，芯片面积224mm2 ，采用0.18μm工艺；2008年， i7微处理器的晶体管已达7.31亿个。