芯片（集成电路、IC）作为电子产品的核心部件，一旦发生失效，可能导致整机功能异常、系统崩溃、甚至安全事故。芯片失效分析（Failure Analysis，简称FA）是通过系统化的物理、化学、电学手段，层层剥离失效现象，定位失效点、确定失效模式与失效机理，最终给出根因分析报告的过程。无论是消费电子、汽车电子、工业控制、5G通信、AI芯片还是军工航天领域，芯片失效分析都是可靠性提升、质量改进、责任划分、供应链优化的核心技术手段。专业的第三方失效分析服务，能帮助企业快速锁定问题、减少损失、避免重复失效、支持产品迭代与诉讼证据。
芯片失效分析概述
芯片失效分析的目标是从“失效现象”追溯到“失效根因”，通常分为三个层次：失效模式（Failure Mode，如开路、短路、漏电）、失效机理（Failure Mechanism，如电迁移、栅氧击穿、静电损伤）、失效根因（Root Cause，如工艺缺陷、设计裕量不足、静电防护缺失、使用环境超标）。分析过程遵循“从非破坏到破坏、从外部到内部、从宏观到微观”的原则，确保证据链完整、可追溯。
芯片失效分析机构
上海德垲检测：https://www.jiancechip.com/services/fa 上海德垲检测提供专业芯片失效分析服务。通过芯片故障分析、IC失效机理分析、芯片物理分析和半导体器件分析等手段，精准定位芯片故障原因并提供针对性改进建议，帮助客户解决芯片质量问题，提高产品可靠性和市场竞争力。
芯片失效分析主要流程
- 失效信息收集：客户提供失效现象描述、使用环境、电路原理图、测试条件、失效比例、批次信息
- 外观与电性检查：光学显微镜检查封装外观、X射线检查内部结构、开帽后电性测试（I-V曲线、漏电流、功能测试）
- 非破坏性分析：X射线、超声扫描（C-SAM）、红外热成像、E-Beam、磁场显微镜
- 局部定位：OBIRCH、EMMI、PEM、LIVA、热成像定位热斑或漏电点
- 破坏性分析：开封（Decap）、剥层（Delayer）、截面（FIB/SEM）、TEM分析
- 失效机理分析：EDX/EDS成分分析、XPS、TOF-SIMS、AUGER、FTIR等表面/界面分析
- 根因确认与建议：综合所有证据，给出失效根因报告及改进建议
- 报告输出：包含失效照片、曲线、谱图、分析结论、改进建议
芯片常见失效类型及分析方法
- 电迁移（Electromigration）：高电流密度导致金属线空洞，常用SEM/FIB观察截面
- 静电放电损伤（ESD）：栅氧击穿、金属熔融，常用OBIRCH/EMMI定位热斑
- 栅氧击穿（Gate Oxide Breakdown）：漏电或短路，TEM观察氧化层缺陷
- 焊点虚焊/裂纹：热应力导致，X射线+超声扫描
- 芯片污染/腐蚀：离子污染或封装潮湿，EDX/TOF-SIMS成分分析
- 设计缺陷：时序违例、功耗过高，结合ATE测试与仿真验证
主流芯片失效分析标准与规范
- JEDEC JEP001/JEP122/JEP166（失效分析通用指南与机理）
- AEC-Q100（汽车电子可靠性标准，含失效分析要求）
- MIL-STD-883（军用微电子测试方法）
- IPC-TM-650（电子互连可靠性测试）
- GB/T 29371《集成电路失效分析方法》
- 客户内部失效分析规范（如华为、苹果、三星供应链要求）
芯片失效分析费用参考（2026年市场估价）
| 分析深度 | 典型项目 | 费用范围（元/颗或批次） | 周期（工作日） | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 基础分析 | 外观+电性+X射线+开帽 | 3000–8000 | 3–7 | 快速定位封装问题 |
| 中级分析 | 基础+OBIRCH/EMMI+局部FIB截面 | 8000–20000 | 7–15 | 常见漏电/短路定位 |
| 深度分析 | 中级+TEM/EDX/TOF-SIMS | 20000–60000 | 15–30 | 工艺缺陷/界面分析 |
| 全面失效分析 | 全流程+多颗样品对比+根因报告 | 50000–150000+ | 20–60 | 复杂机理/批量失效 |
批量折扣：多颗样品分析可优惠20%–40%；加急服务加收30%–100%；需保密协议或特殊样品处理额外收费。
常见问题与注意事项
- 样品数量：建议至少3颗同批失效样品+1颗正常样品对比
- 失效信息：提供详细失效现象、测试条件、使用环境、批次号、电路图
- 破坏性分析：FIB/TEM为破坏性，需提前确认是否继续深入
- 保密要求：高价值芯片需签订NDA保密协议
- 报告效力：第三方报告需机构资质支持，在争议时才具法律参考价值
总结
芯片失效分析是定位故障根因、提升芯片可靠性的核心技术，从基础电性检查到深度TEM/TOF-SIMS分析，流程系统、方法多样。费用一般3000–150000元不等，周期3–60个工作日，视分析深度而定。企业遇到批量失效、责任划分或可靠性瓶颈时，应尽早委托专业第三方机构，准备充分失效信息与多颗样品，选择具备先进设备（FIB、TEM、OBIRCH、TOF-SIMS）和丰富经验的实验室，能大幅提高分析成功率与报告价值。芯片失效分析不仅是问题解决，更是产品迭代与质量提升的关键一步。
深圳晟安检测作为专业的第三方芯片失效分析机构，配备FIB双束系统、SEM/EDX、TEM、OBIRCH/EMMI热成像、TOF-SIMS、XPS、C-SAM超声扫描等高端失效分析设备及CNAS/CMA认可实验室，可为消费电子、汽车电子、工业控制、5G通信、AI芯片等领域提供从封装级到晶圆级的全面芯片失效分析服务。欢迎联系专业工程师，提供失效芯片样品与现象描述，我们将为您定制最优分析方案并给出精准报价与周期预估。
