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芯片基礎:什么是MPW和Corner

05/06 08:36
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你手上的樣片,是什么類型的樣片?如果是未經(jīng)過Corner驗證和可靠性測試的,需要多注意~ 這也是很多公司喜歡選擇被頭部企業(yè)驗證過的量產(chǎn)芯片原因;

今天,小二和大家介紹下,芯片設計完成后,一般會經(jīng)過的幾次關(guān)鍵投片

本文目錄:

    • 什么是MPW?為什么要MPW?
    • 晶圓生產(chǎn)角度真正了解MPW
    • 什么是FullMask
    • 什么是ECO
    • 什么是Corner片

1、什么是MPW,為什么要MPW

MPW和電路設計PCB的拼板打樣類似,全名叫Multi Project Wafer,多項目晶圓,是將不同芯片公司基于相同工藝設計的芯片放在同一晶圓上流片;

晶圓廠每年都會有固定的幾次MPW機會,叫Shuttle (班車),到點即發(fā)車,是不是非常形象

不同公司拼Wafer,得有個規(guī)則,MPW按SEAT來鎖定面積,一個SEAT一般是3mm*4mm的一塊區(qū)域,一般晶圓廠為了保障不同芯片公司均能參與MPW,對每家公司預定的SEAT數(shù)目會限制;(其實SEAT多了,成本也就上去了,MPW意義也沒有了)

因為是拼Wafer,因此通過MPW拿到的芯片數(shù)目就會很有限,主要用于芯片公司內(nèi)部做驗證測試,也可能會提供給極少數(shù)的頭部客戶;

從這里大家可能已經(jīng)了解了,MPW是一個不完整的,不可量產(chǎn)的投片;

那,為什么要做MPW呢?

因為芯片投資太貴了,而基于新工藝或者變化較大的新設計,如果設計有問題,投片的最差結(jié)果可能是無法點亮,或者關(guān)鍵的功能,性能不及預期,小則幾百萬,多則上千萬打水漂;

MPW投片成本小,一般就小幾十萬,可以很好降低風險;

需要注意的是,因為MPW從生產(chǎn)角度是一次完整的生產(chǎn)流程,因此其還是一樣耗時間,一次MPW一般需要6~9個月,會帶來芯片的交付時間后延;

2、晶圓生產(chǎn)角度真正了解MPW

畢竟芯片加工還是一個相對復雜的過程,我相信很多朋友看完第一節(jié),和小二之前理解的晶圓結(jié)構(gòu),是下圖的,一個框歸屬于一個芯片公司

實則不然,這就需要和晶圓的生產(chǎn)流程的光刻技術(shù)相關(guān)了;

現(xiàn)階段的光刻技術(shù)DUV/EUV等,大多采用縮影的方式進行曝光,如下圖所示

圖片:CUMEC服務平臺

采用1:5 放大的mask,對晶圓進行曝光,一次曝光的矩形區(qū)域通常稱為一個shot,完成曝光后,光刻機自動調(diào)整晶圓位置,對下個shot進行曝光,如此循環(huán)(Step-and-Repeat),直到整個晶圓完成曝光,而這一個Shot的區(qū)域,則是大家一起分擔SEAT的區(qū)域;

如下示意圖中,一個Shot里面劃分4個小格,每個格子給到一家廠商的設計

圖片:CUMEC服務平臺

圖片:CUMEC服務平臺

一般而言,MPW晶圓一般最多20個用戶分享;

3、什么是FullMask

FullMask,“全掩膜”,即制造流程中的全部掩膜都為某個設計服務,即上節(jié)中所有Shot里都是同一家的;

圖片:CUMEC服務平臺

FullMask的芯片,一片晶圓可以產(chǎn)出上千片DIE;然后封裝成芯片,可以支撐大批量的客戶需求;

4、什么是ECO

如果MPW或者FullMask的芯片,驗證有功能或者性能缺陷,就需要改版了,也經(jīng)常會用到ECO這個詞;

ECO,即Engineering Change Order的縮寫,指工程改變命令,簡單來說就是手動修改集成電路的過程,換句話說,就是直接手動修改netlist。

ECO可以發(fā)生在Tapeout之前,過程中,或者之后;Tapeout之后的ECO,改動少的可能僅需要改幾層Metal layer,改動大的話可能需要動十幾層Metal layer,甚至重新流片;

有的芯片設計公司,芯片可以ECO 5次以上,也是刷新了小二的認知;

5、什么是Corner片

大家知道,芯片的生產(chǎn)制造是一個化學&物理過程,

工藝偏差(包括摻雜濃度、擴散深度、刻蝕程度等)會導致不同批次晶圓之間,同一批次不同晶圓之間,同一晶圓不同芯片之間的性能都是不相同的

在一片wafer上,不可能每點的載流子平均漂移速度都是一樣的,隨著電壓、溫度不同,它們的特性也會不同,把他們分類就有了PVT(Process,Voltage,Temperature)

而Process又分為不同的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

為了保證性能,在正式量產(chǎn)前,芯片都會投專門的Corner片,用于驗證工藝偏差在設計范圍內(nèi);

如下是55nm Logic工藝片的例,擬定的corner split table

轉(zhuǎn)自 MMIC求同存異

#1 & #2 兩片pilot wafer,一片盲封,一片測CP

#3 & #4 兩片hold在Contact,為后道改版預留工程wafer,可以節(jié)省ECO流片時間

#5~#12 八片hold在Poly,等pilot的結(jié)果看是否需要調(diào)整器件速度,并驗證corner

除了留有足夠的芯片用于測試驗證,Metal Fix,還應根據(jù)項目需求,預留盡可能多的wafer作為量產(chǎn)出貨

MMIC求同存異:流片Corner Wafer介紹

你手上的樣片,是什么類型的樣片?如果是未經(jīng)過Corner測試和可靠性測試的,需要多注意~ 這也是很多公司喜歡選擇被頭部企業(yè)驗證過的量產(chǎn)芯片原因;

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