芯片量产前:多次投片,走过漫长的路

2023-06-22 11:20:07    来源:面包芯语

你手上的样片,是什么类型的样片?如果是未经过Corner验证和可靠性测试的,需要多注意~ 这也是很多公司喜欢选择被头部企业验证过的量产芯片原因;

今天,小二和大家介绍下,芯片设计完成后,一般会经过的几次关键投片

本文目录:


(资料图)

什么是MPW?为什么要MPW?

晶圆生产角度真正了解MPW

什么是FullMask

什么是ECO

什么是Corner片

晶圆厂每年都会有固定的几次MPW机会,叫Shuttle (班车),到点即发车,是不是非常形象

不同公司拼Wafer,得有个规则,MPW按SEAT来锁定面积,一个SEAT一般是3mm*4mm的一块区域,一般晶圆厂为了保障不同芯片公司均能参与MPW,对每家公司预定的SEAT数目会限制;(其实SEAT多了,成本也就上去了,MPW意义也没有了)

因为是拼Wafer,因此通过MPW拿到的芯片数目就会很有限,主要用于芯片公司内部做验证测试,也可能会提供给极少数的头部客户;

从这里大家可能已经了解了,MPW是一个不完整的,不可量产的投片;

那,为什么要做MPW呢?

因为芯片投资太贵了,而基于新工艺或者变化较大的新设计,如果设计有问题,投片的最差结果可能是无法点亮,或者关键的功能,性能不及预期,小则几百万,多则上千万打水漂;

MPW投片成本小,一般就小几十万,可以很好降低风险;

需要注意的是,因为MPW从生产角度是一次完整的生产流程,因此其还是一样耗时间,一次MPW一般需要6~9个月,会带来芯片的交付时间后延;

一般而言,MPW晶圆一般最多20个用户分享;

ECO可以发生在Tapeout之前,过程中,或者之后;Tapeout之后的ECO,改动少的可能仅需要改几层Metal layer,改动大的话可能需要动十几层Metal layer,甚至重新流片;

有的芯片设计公司,芯片可以ECO 5次以上,也是刷新了小二的认知;

大家知道,芯片的生产制造是一个化学&物理过程,

工艺偏差(包括掺杂浓度、扩散深度、刻蚀程度等)会导致不同批次晶圆之间,同一批次不同晶圆之间,同一晶圆不同芯片之间的性能都是不相同的

在一片wafer上,不可能每点的载流子平均漂移速度都是一样的,随着电压、温度不同,它们的特性也会不同,把他们分类就有了PVT(Process,Voltage,Temperature)

而Process又分为不同的corner:

TT:Typical N Typical P

FF:Fast N Fast P

SS:Slow N Slow P

FS:Fast N Slow P

SF:Slow N Fast P

为了保证性能,在正式量产前,芯片都会投专门的Corner片,用于验证工艺偏差在设计范围内;

如下是55nm Logic工艺片的例,拟定的corner split table

转自 MMIC求同存异

#1 & #2 两片pilot wafer,一片盲封,一片测CP

#3 & #4 两片hold在Contact,为后道改版预留工程wafer,可以节省ECO流片时间

#5~#12 八片hold在Poly,等pilot的结果看是否需要调整器件速度,并验证corner

除了留有足够的芯片用于测试验证,Metal Fix,还应根据项目需求,预留尽可能多的wafer作为量产出货

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