流片失败那些事儿 如何提高芯片一次流片成功率降低设计成本？

流片(tape-out)是指通过一系列工艺步骤在流水线上制造芯片，是集成电路设计的最后环节，也就是送交制造。流片即为"试生产"，是把电路设计变成ASIC芯片的过程。即Fabless厂商设计完电路后，在所有检查和验证都正确无误的情况下，将最后的GDSII文件交由Foundrv厂先生产一部分样品芯片(通常为数十片或上百片不等)，以检验每一个工艺步骤是否可行，以及电路是否具备所需的性能和功能。 tape是"磁带"的意思。早期进行芯片设计，都是以磁带来存储芯片设计数据的，因此称为tape-out。虽然目前多以电子文档提交数据，但这一称呼沿用至今。 随着芯片密度的提高和设计复杂性的增加，公司对“流片"一次性成功的需求越来越迫切。一旦流片失败，轻则资金打水漂，重则公司直接倒闭。      

一、流片失败那些事儿

1994年，英特尔（Intel）推出了Pentium处理器。然而，Pentium处理器很快被发现存在着一个严重的浮点除法错误，导致在某些特定计算情况下的计算结果错误。这个技术问题引发了广泛的舆论和消费者不满，最终英特尔召回了大量的Pentium处理器并承担了巨大的损失。

2011年，AMD推出了Bulldozer架构的处理器。然而，Bulldozer架构在性能上与竞争对手相比表现较差，尤其是在单线程性能方面。这个技术问题导致AMD在市场上的竞争力下降，销售不如预期。

2015年，高通（Qualcomm）推出了Snapdragon 810处理器，这是一款面向智能手机和平板电脑的处理器。然而，Snapdragon 810处理器在推出后不久就遇到了严重的热性能问题。这个技术问题导致部分手机厂商放弃使用Snapdragon 810处理器，大大影响了高通的市场份额和销售。

这些案例表明，技术问题可能导致半导体企业的流片失败。这些问题可能涉及设计错误、工艺问题、性能不符合预期等。对于半导体企业来说，流片的目的是发现芯片在实际应用时存在的问题并进行解决。并非所有的流片都会成功。如果样片测试成功，或通过小的修改即符合预期，就可以大规模地制造芯片，投入量产。反之，如果测试失败，可不是简单回头修改修改软件，等待再次流片这么简单。流片的成本是十分高昂的，如果连续两次以上流片失败，公司很可能会考虑取消该芯片的制造计划。因为继续下去投入的成本过多，即使最后流片成功也挽回不了损失，而且流片失败还将大大延误产品上市的时间，这在快速多变的市场中对企业是致命的打击。

对于大厂来说尚且如此，想来对于大部分的中小企业来说流片失败更为严重。值得注意的是，除了价格以外，中小企业在流片或量产环节还面临着包括产能、交期在内的诸多挑战： 1.对Foundry体系不了解，缺乏工艺选型的经验和Foundry打交道的经验； 2.主流Foundry准入门槛高，新兴玩家难以申请预期的工艺或支持，沟通成本高；3.缺乏系统的供应链管理能力，尤其在量产产能爬坡阶段，对产能、交期、质量过于乐观； 4.产能紧缺情况下，缺乏备货机制，恐慌性下单或有了订单再下单导致产能跟不上市场需求。此外，交期的变化、产能的波动都会大大增加初创公司与晶圆代工厂的沟通成本，降低效率。  

在流片前，对设计的正确性进行充分的验证是非常必要的。中小芯片设计企业可以寻求有资源、有经验的第三方流片服务平台进行合作，一同来解决遇到的供应链难题。    

二、摩尔精英流片服务

庞大的市场需求催生了供应链服务行业新的业务模式，针对客户痛点“对症下药”。摩尔精英的流片服务业务，其依托于与国内外主流晶圆代工厂建立长期战略合作关系，凭借自有专业团队和项目经验等方面的优势，根据客户需求提供质量、交期和性价比均衡的流片解决方案。  

摩尔精英拥有完整的Foundry流片整合平台，一站式对接主流Foundry，提供工艺平台横向对比，选择最优工艺，自建专业AE支持团队、专业供应链管理团队，数据安全，流程可追溯。业务内容包含了MPW、Full Mask、量产服务和IP选型服务，17家晶圆厂50+主流工艺，工艺节点覆盖8nm-350nm，能够灵活支持多类型客户需求。   截至目前，其服务累计超过650+芯片公司，1000+芯片项目Tape-out，通过提升运营效率，汇聚采购需求，提高议价能力，显著降低客户成本和缩短客户芯片研发周期。在目前的现状下，擅于借助供应链服务厂商的专业能力和资源，或是中小芯片设计企业应对流片/产能以及后续封装困扰的最优解。  

MPW服务——提升一次流片的成功率，也是降低流片成本

MPW (Multi Project Wafer) 就是一种可以帮助设计企业降低成本的流片方式。MPW是指由多个项目共享某个晶圆，同一次制造流程可以承担多个IC设计的制造任务，将多个使用相同工艺的集成电路设计放在同一晶圆上流片，制造完成后，每个设计可以得到数十片芯片样品，这一数量对于原型设计阶段的实验、测试已经足够。

摩尔精英MPW服务带来的好处是显而易见的，采用多项目晶圆能够降低芯片的生产成本，为设计人员提供实践机会，并促进了芯片设计的成果转化，对IC设计人才的培训，中小设计公司的发展，以及新产品的开发研制都有相当大的促进作用。基于多年MPW服务长期合作积累的经验和技术，摩尔经验可以为客户提供工程批和量产批流片服务。  

服务流程:

提供工艺选择的相关资料 (工艺覆盖8nm-350nm)；

协助客户完成Tape-Out流程；

帮助选择合理及正确Process Devices和Production Mask；

跟踪并保障Fab out schedule；

提供晶圆生产inline测试报告；

提供完整的晶圆物流及交货服务；

审核编辑：刘清