制造/封装
今天我们来学习一下芯片行业的几个专业术语,大家可以印象更加的深刻。
01-IDM(Integrated Device Manufacture)
主要的特点如下:集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身,早期多数集成电路企业采用的模式,目前仅有极少数企业能够维持。
主要的优势如下:设计、制造等环节协同优化,有助于充分发掘技术潜力,能有条件率先实验并推行新的半导体技术(如 FinFet)。
主要的劣势如下:公司规模庞大,管理成本较高,运营费用较高,资本回报率偏低。这类企业主要有:三星、德州仪器(TI)等。
02、Fabless(无工厂芯片供应商)
主要的特点如下:只负责芯片的电路设计与销售,将生产、测试、封装等环节外包。
主要的优势如下:资产较轻,初始投资规模小,创业难度相对较小,企业运行费用较低,转型相对灵活。
主要的劣势如下:与 IDM 相比无法与工艺协同优化,因此难以完成指标严苛的设计,与 Foundry 相比需要承担各种市场风险,一旦失误可能万劫不复。这类企业主要有:海思、联发科(MTK)、博通(Broadcom)等。
03、Foundry(代工厂)
主要的特点如下:只负责制造、封装或测试的其中一个环节,不负责芯片设计,可以同时为多家设计公司提供服务,但受制于公司间的竞争关系。
主要的优势如下:不承担由于市场调研不准、产品设计缺陷等决策风险。
主要的劣势如下:投资规模较大,维持生产线正常运作费用较高,需要持续投入维持工艺水平,一旦落后追赶难度较大。
这类企业主要有:SMIC、UMC、Global Foundry。
04-CP(Circuit Probing)
CP也叫“Wafer Probe”或者“Die Sort”,是对整片Wafer 上每个Die的基本器件参数进行测试,例如Vt(阈值电压),Rdson(导通电阻),BVdss(源漏击穿电压),Igss(栅源漏电流),Idss(漏源漏电流)等,把坏的Die挑出来,会用墨点(Ink)标记,可以减少封装和测试的成本,CP pass才会封装,一般测试机台的电压和功率不高,CP是对Wafer的Die进行测试,检查Fab厂制造的工艺水平。
05-FT(Final Test)
FT是对封装好的Chip进行Device应用方面的测试,把坏的chip挑出来,FT pass后还会进行process qual和product qual,FT是对package进行测试,检查封装造厂的工艺水平。
FT的良率一般都不错,但由于FT测试比CP包含更多的项目,也会遇到Low Yield问题,而且这种情况比较复杂,一般很难找到root cause。
广义上的FT也称为ATE(Automatic Test Equipment),一般情况下,ATE通过后可以出货给客户,但对于要求比较高的公司或产品,FT测试通过之后,还有SLT(System Level Test)测试,也称为Bench Test。
06-SLT(System Level Test)
SLT测试比ATE测试更严格,一般是功能测试,测试具体模块的功能是否正常。成都中冷低温的ThermoStream TS-780高低温冲击气流仪以速度、精度和可靠性作为基本设计标准,提供了非常先进的温度测试能力。
温度转换从-55℃到+125℃之间转换约10秒,并有更广泛的温度范围-80℃到+225℃, 经长期的多工况验证,满足更多生产环境和工程环境的要求。
TS-780应用于提供老化测试、特性分析、高低温温变测试、温度冲击测试、失效分析等可靠性试验,用于芯片、微电子器件、集成电路 (SOC、FPGA、PLD、MCU、ADC/DAC、DSP 等) 、闪存 Flash、UFS、eMMC 、PCBs、MCMs、MEMS、IGBT、传感器、小型模块组件等电子元器件/模块冷热测试。
07-Bump
Bumping指凸点。在wafer表面长出凸点(金,锡铅,无铅等),多用于倒装工艺封装上, 也就是flipchip。
08-RTL
register-transferlevel(RTL)是用于描述同步数字电路的硬件描述语言。
09-Netlist
网表,RTL需要通过综合以后才能变成网表。
10-SDC
设计提供约束文件,综合工具需要这个约束文件才能将RTL转换成netlist。SDC主要描述内容包括:芯片工作频率,芯片IO时序,设计规则,特殊路径,不用check路径等等。
11-GDS
netlist经过后端工具编程版图,而版图提交给流片厂家(foundry)的就是GDS II 。
12-Hardren
指某个IP以硬模块的形式来实现。
13-Merge
就是将单独hardren的模块,拼接进去。merge这个是IP厂商保护IP的一种手段,一般放在foundry专门的merge room中,才能进行。这样芯片厂 商最终需要去foundry厂商那里拼接完成,得到最终的GDSII。
14-IP
这个对应芯片来说,就是一个完整的功能模块。
15-Vendor
就是IP供应商。
16-SOC
片上系统,就是把CPU,总线,外设,等等放到一个芯片内部实现。例如手机处理器就是一个复杂的SOC芯片。
17-Wire Bonding
打线也叫Wire Bonding(压焊,也称为绑定,键合,丝焊)是指使用金属丝(金线、铝线等), 利用热压或超声能源,完成固态电路内部接线的连接,即芯片与电路或引线框架之间的连接。
18-Flipchip
Flip chip又称倒装片,是在I/O pad上沉积锡铅球,然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与陶瓷基板相结合。
19-TAPEOUT(TO)
流片,指提交最终GDSII文件给Foundry工厂做加工。
20-MPW
多项目晶圆,将多个使用相同工艺的集成电路设计放在同一晶圆片上流片,制造完成后,每个设计可以得到数十片芯片样品。
21-FULL MASK
“全掩膜”的意思,即制造流程中的全部掩膜都为某个设计服务。
22-Shuttle
就是MPW的时间,MPW的时间就是固定的,每个月或者每个季度有一次,有个很形象的翻译:班车,到点就走。
23-SEAT
一个MPW的最小面积,就类似“班车”的座位,可以选择一个或者几个座位。简单来说,MPW就是和别的厂家共享一张掩模版,而FULL MASK则是独享一张掩膜版。如果芯片风险比较高,则可以先做MPW,测试没有问题,再做FULL MASK。主要的原因就是MASK(掩膜),比较贵,例如40nm的MASK大约在500万左右,而28nm的MASK大约在1000万左右,14nm的MASK大约在2500万左右。不同厂家有差异,这里只是说明MASK的成本比较高。如果芯片失败,则MASK的钱就打水漂了。所以先做一次MPW也是分散风险的方法。而MPW的问题就是,这个是按照面积来收钱的,例如在40nm的3mm4mm 大约50万人民币等等。一个SEAT就是3mm4mm。如果超过这个面积,就要额外收费。所以大芯片,是不合适做MPW的,如果是120mm2那需要10个SEAT,那么和整个MASK费用就一样了。这种情况做MPW就不合适了,所以从成本上来说是综合考量的一件事情。
审核编辑:黄飞
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