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Test Engineer, a seriously underrated position

Time:2021-08-11 Reading times:313

近年来,缺“芯”之痛大力推动着我国芯片产业的快速发展,随之而来的,是对开发类人才的专业、学历及自身素养的更高要求,使之成为了各大企业争相抢夺的人才主力军。与其形成鲜明对比的则是测试工程师(尤其是硬件测试工程师),其学历门槛一直徘徊在大学本科甚至专科层面,仿佛只要会用万用表,就可以当测试工程师了。如此低的行业预期门槛使得测试工程师岗位一直被高学历人才所忽视,整个测试就业大环境越来越差,测试人员水平良莠不齐,甚至成为了很多开发岗位人员退而求其次的备份选择。

测试是芯片交付应用前的最后一道关口,是芯片质量的保证,随着芯片集成度越来越高,测试也愈加复杂,专业芯片测试人员的缺失,势必影响整个产品的开发和生产进度。

      站在飞芯的角度来看,测试工程师在产品开发和生产阶段都处于及其重要的地位,对测试工程师的要求和其他开发岗位一样,都必须有一个能力提升的过程,从操作员、技术员、助理工程师,逐步提升到真正的测试工程师,甚至培养出本领域的测试专家。

 

测试工程师的三个阶段

 

Ø         01 助理测试工程师——能否入门,在此一举

这个阶段,应该就是传统意义上大家认知的测试人员,行业内一般职称为助理测试工程师甚至技术员、操作员,只需要按照开发工程师给出的测试方案执行即可,输出测试数据后给到开发工程师进行分析。

新的测试工程师入职到转正的三个月甚至半年,是对被测产品原理和设计的学习阶段,在这个过程中需要掌握的知识有:

1. 产品原理及行业标准:如iToF、dToF测距原理,EMVA1288、ISO12233等

2. 产品设计规格:产品详细设计报告及一级指标,了解产品的功能框图及信号走向。

3. 产品测试流程:测试大纲、测试用例,了解产品需要测试哪些信号/指标以及使用哪些设备、如何开展测试、需要输出哪些测试结果。

4. 测试设备使用方法:最起码的需要了解示波器的操作方法,明确示波器的关键设置,如阻抗、带宽、采样率、采样深度等。

在掌握了以上知识后,助理测试工程师可以根据现有的测试用例开展黑盒测试,根据明确的测试规格/指标确认测试项pass或fail,汇总测试结果,形成测试报告及问题列表。

如果能够做到以上要求,就算是一个合格的助理测试工程师了。但是无论是就个人发展前景而言,还是就企业的用人机制而言,单纯的测试执行者是远远不够的。只有不甘于只做开发工程师的工具人,海量吸收各方面的知识充实自己,才能够进阶成为一名真正意义上的测试工程师。

 

Ø         02 测试工程师——十八般武艺,样样精通

到这一时期,测试工程师已经经过了初期的一个学习阶段,能够熟知产品的原理和设计方案,对各功能模块的指标以及验证方法了然于心,能够根据产品设计相关文档独自设计测试用例和测试计划,并严格执行测试,敏锐发现测试问题,准确描述测试现象,量化分析测试结果,并辅助开发工程师开展问题定位。换句话说,在这个阶段,已经摆脱了工具人的身份,能够带有自己的思考独立开展测试工作了。

作为激光雷达测试工程师,要在光、机、电、算、法等几个方面充实自己的知识体系:

1.    :激光雷达涉及到的光学内容较多,其中包含发射端和接收端两部分。发射端需要掌握激光器原理及常用指标测试方法,如光功率、光谱、光斑、电光转换效率等。接收端主要为激光雷达芯片的器件部分的工作原理和常用指标测试方法,测试项目主要为响应度、量子效率、响应谱、解调对比度等;另外镜头和滤光片是接收端的另外两个重要外围部件,所以对几何光学中焦距、光圈、视场角、畸变以及无源器件带宽、损耗等常识也必须熟知。

2.    :机械结构作为DEMO、测试机台必备部分,测试工程师在调测阶段需要能够看懂机械设计图纸,并且在组装过程中能够指出机械结构设计的不足之处,如结构干涉、散热不良等。

3.    :芯片的外围电路和内部IC电路部分是围绕器件服务的,了解电路/IC设计原理以及一些非理想因素对测试来讲尤为重要。其中对于芯片外围电路设计(测试板及DEMO板)来说,测试人员需要掌握模拟/数字电路原理,能够看懂电路设计原理图以及PCB的布局布线,熟知信号完整性知识,熟悉整个测试系统架构;对于IC设计部分需要了解半导体物理,明确芯片各功能模块设计原理以及测试方法。

4.    :对于激光测距雷达测试来说,除了常规的IC各模块功能验证外,还需要验证不同条件下的器件/阵列性能。在阵列测试中,采集到的几万甚至几十万像素的原始数据,需要先在测试工程师手中进行初步分析,总结规律,寻找相关性等。这就需要测试工程师掌握概率论与数理统计方法,可以通过excel、JMP、matlab、labview、C等工具开展测试数据统计分析。

5.    :测试工程师需要了解行业标准以及通用测试、标定方法,熟悉所有测试设备的原理及使用方法,如车规产品可靠性标准、GJB7951-2012电荷耦合成像器件测试方法、示波器、光谱仪、积分球、频谱分析仪的原理及使用方法等。

 

在掌握了以上知识后,测试工程师才能具备如下能力:

1. 测试设计能力:根据详细设计方案和现有测试平台制定行之有效的测试用例和测试计划,使测试能够覆盖到所有的测试需求。

2. 测试执行能力:按照测试用例准确操作测试设备开展测试工作,对出现的测试问题进行反复确认,确认其可重复性,避免操作错误引入的“乌龙”问题。

3. 发现问题的能力:在对设计熟悉的基础上,测试工程师应该对所测得的结果、现象非常敏感,能够在大量的结果中发现细微问题(如在几万个像素点中发现零星问题像素)。

4. 数据归纳及分析能力:通过对采集的大量数据开展数据分析,归纳总结问题的现象及规律,推断其与哪些设计有什么样的相关性等,为问题定位提供准确的数据支撑。

5. 测试总结能力:对所有的测试结果及问题及时进行汇总,及时形成测试报告和测试问题单(对于测试问题单需要跟踪至闭环)。另外需要对在测试中犯过的错误进行总结,避免下次测试或其他人测试犯同样的错误;对某些问题的处理经验以及典型故障进行案例分析,作为测试人员的一个经验积累,对个人以及组内提升有重要帮助。

6. 沟通能力:测试不是单打独斗,无论在前期的产品设计学习制定测试用例还是在后期的开展测试以及测试问题定位过程中,都不可避免的需要与IC工程师、器件工程师、硬件、软件工程师以及算法工程师进行密切的沟通和交流,良好的沟通是顺利开展测试活动的前提。

 

能够达到上述的知识储备和能力,基本可以说是一个合格的测试工程师甚至高级测试工程师了。这应该就是绝大多数测试工程师穷极一生能够达到的最高水平,如果能够再进一步,那么就是下面我们要说的极少数的一类测试人——测试专家。

 

Ø         03 测试专家——千金难求

能够成为测试专家,一般来说都要能够扎根于一个领域开展测试工作至少十年甚至几十年,精通某一领域测试所需要的所有知识,能够根据自己多年的测试行业的工作方法论开展如下工作:

1. 主导开发新产品的测试平台:测试专家可以根据新产品的设计指标,提炼测试所需的软硬件需求,在当前设备不具备测试条件的情况下,可以拉通硬件及软件开发工程师,开展新的测试板、测试机台的研发。在这一过程中,测试专家需要主导提供全部的测试需求和拆解测试项目,细化软硬件输入条件,确保测试机台后续在使用中能够覆盖全部测试项目。

2. 优化、升级现有测试平台:测试专家可以根据当前产品的测试平台使用情况,提出优化升级方案,保证测试覆盖率及测试效率的提升。

3. 提出全新的测试方法:对于当前测试较为复杂的项目,测试专家可以提出更加简洁、便利的测试方法。

4. 制定行业标准:对于新兴领域,测试专家可以根据其多年的其他领域行业测试经验,制定出适用于此行业的通用测试标准。

一名测试工程师想要成为测试专家,必须要在行业的快速发展中保有一颗持续学习的心,不仅要有超高的技术能力,还要有良好的沟通能力和管理能力,最为重要的是提出问题、分析问题、解决问题的方法论,这样才能在自己进步的同时提升整个测试团队的能力。

 

测试工程师的职业素养

 

测试工程师入行应该都听过一句话:“质量是设计出来的,不是测试出来的”。将设计问题全部暴露出来,是测试工程师职责所在。作为一名合格的测试工程师,必须要具备以下专业素养:

1.    严谨:能够明确测试预期,对测试问题有极高的敏感性,可以准确定性、定量描述问题。

2.    责任心:不隐瞒问题,不谎报数据。

3.    主观能动性和学习能力:能够主动学习产品相关所有方向的知识,对测试问题具备独立分析能力。

4.    团队意识:不与设计团队对立,不推诿责任,对于疑难问题可以推动多部门协同定位。

 

作为测试工程师,浮躁的整体行业大环境导致岗位是被低估的一个工种,但是打铁还需自身硬,需要行业同仁共同进步,努力推动测试岗位在行业中的整体地位,加强在产业化推进过程中的决定作用。